智能应急救援装备在短短十余年的时间里，已经取得了大量的研究成果。特别地，针对于灾害现场的特殊情况，相关的关键技术也取得了突破性进展。然而，现有的智能救援装备仍然没有广泛地应用于救援现场，究其原因，存在以下问题。

3.1 缺乏面向通用/专用不同需求的装备结构设计方法

对于大部分智能应急救援装备而言，结构是其功能实现的基础。现有的部分智能救援装备缺乏准确的自身定位或对救援需求估计不足，导致装备结构无法满足救援需要。

(1) 对于具有一定通用性的智能应急救援装备，由于其能够在火灾、塌方、危化等不同灾害现场进行使用，因此其在结构方面应具有结构自适应强、极端环境可靠性高等特点。例如，现有的履带式地面搜救机器人可通过履带结构的变形实现越障功能。但仍然存在运动效率较低、可靠性较差、极端地形下的适应性不佳等问题，这都限制了其应用。而对于专用智能应急救援装备而言，其极端条件下的专业化不足，导致了大量专用救援装备在应用过程中存在破坏式使用，造成了资源浪费。此外，缺乏针对复杂任务本身的新型机构设计方法，使得通过传统经验设计出的专用救援装备无法满足现代救援对于功能多样化、结构轻量化、操作精细化的要求。例如，对于可实现连续多任务操作的智能救援属具而言，如何通过结构及尺度设计实现机构简单、可靠性高、功能丰富且可进行精细化操作的特点，是需要研究的问题。

(2) 部分大型专用救援装备造价高、运维成本高、储备占地面积大，对于小概率灾害救援来说，制造大量大型专用救援装备极不经济。而大型通用工程机械难以满足专业的救援需求。如何在结构上通过新的设计方法，实现通用救援装备与专用救援装备的转换，在满足救援需求的同时降低大型救援装备的成本是目前救援装备领域存在的问题之一。

3.2 特殊灾害环境下的救援装备的性能难以满足需要、可靠性不佳

智能应急救援装备的应用场合多为震动、高冲击、高温、危化、湿热等极端场合，在使用过程中受到环境因素的影响较大，而现有研究在结构设计、性能分析、运动控制等方面都未能将环境因素考虑在内，或数学模型无法较为准确地反应外部环境复杂的扰动对其影响。

例如，在地震后狭小空间内的移动搜救机器人除了受到地形的影响，可能还会受到高频振动、泥泞/坚硬/松软不同地质条件等环境影响，过于简化的数学模型会导致机构设计及性能分析的结果与实际情况偏差较大，在运动精度、使用可靠性等方面存在较大差距，装备的实际应用效果也难以达到要求。例如，山西王家岭煤矿透水灾害发生 80 h 后，总计抽水才下降 17 cm，抽水进度非常缓慢；大型钻机性能落后，测孔仪定位不准，成孔率很低，同时无法准确定位遇险人员的具体位置，从而导致救援进度无法满足预期。特别地，智能应急救援装备的可靠性是其需要重点考虑的性能，即灾后环境对各组件(如运动机构、传感系统与控制单元)功能正常运转的不良影响。救援装备应能够在不确定的环境条件下长时间工作。

3.3 救援装备的智能化程度有待于进一步加强

目前，我国应急救援装备的智能化程度较低，难以在救援过程中主动地协助救援人员完成复杂任务。在环境感知方面，灾害现场往往伴随着环境能见度低、高温高湿度、废墟结构呈不规则形态等极端状态。在这类环境下，由于相关技术尚未得到突破，智能救援装备难以对周围环境进行准确地感知，造成了其无法协助救援人员完成人员搜寻、危险预警等功能。

在自学习及自主决策方面，由于环境的外部扰动因素较多，复杂的声音信息、杂乱的图像信息等大量的无效信息会严重地干扰智能救援装备的自学习过程，从而造成错误的判断。此外，自学习及自决策还存在响应速度慢等问题，无法适应紧迫的救援任务。在多机协调控制方面，智能救援装备还无法通过多装备协调控制共同完成某一任务，且多装备传输信息的融合技术有待于进一步提高。上述问题都导致了现有的救援装备控制系统复杂、智能化程度不高，应急救援装备很大程度上还需要依靠人的协助。其对人的依赖降低了救援效率。

3.4 通信基站抢建技术复杂、复杂环境的通信技术有待于突破

在灾害救援现场，快速精准的通信是顺利完成救援任务的核心。其主要涉及两方面的内容，一是通信基站的快速搭建，二是复杂多扰动环境下的高效通信技术。对于前者而言，若需要在救援现场快速搭建一个完整的基站，需要配备基站主体设备、无线传输系统、供电系统等，在完成硬件系统的组装之后，还需要完成一系列复杂工作，如主设备调测、卫星传输调测、调测天馈、基站数据制作和联网调测等。同时，考虑到灾难发生时专业救援人员数量紧缺，复杂的基站搭建工作将使得通信难以快速恢复。在应急通信技术方面，由于灾害现场环境复杂，甚至存在极端条件，通信过程仍然存在穿透力不强、长距离下信号衰减严重等问题。例如，在矿井救援中，无论是采用透地通信技术还是泄露通信技术，矿井中复杂的地质条件以及有限的能量供应都使得通信存在稳定性较差、传输距离受限、抗干扰能力不佳等问题，使得矿井下的声音、图像等多信息难以高效传输，给矿井下的救援工作带来了困难。

3.5 智能应急救援装备的人机友好性有待提高

对于救援人员而言，智能救援装备应具有良好的操作便捷性。例如，在金沙江堰塞湖事件中，面对先进的救援装备，救援人员难以在短时间内进行顺畅的操作，而相关专业人员又无法快速抵达救援现场，这就使得救援进度受到严重影响。因此，救援装备智能化及复杂程度提高、救援功能不断丰富的同时，如何让救援人员能够进行便捷的操作，是需要研究的问题。此外，智能救援装备应具有良好的人机交互系统，及救援人员能够通过人机界面等信息传递媒介，从声音、图形等多种不同的途径快速了解现场情况，也是需要解决的问题。此外，由于被困人员存在不同程度的伤势，搜救装备如何能够和生命体征虚弱的被困人员进行高效便捷的交互，从而将信息传递给救援人员，也是应重点解决的问题。

综上所述，虽然智能救援装备的研发已经取得了一定的进展，但是在结构设计方法、使用性能、智能化程度、高效的通信及人机友好等方面仍然存在一定的问题，这都使得现有的智能救援装备在救援现场使用效率低、对救援工作的帮助有限。

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