หุ่นยนต์กู้ภัยถูกนำมาใช้ในการค้นหาผู้ประสบภัยและผู้รอดชีวิตหลังจากการโจมตีเมื่อวันที่ 11 กันยายนในนิวยอร์ก^{[ 3 ]}

ในช่วงเหตุการณ์ภัยพิบัติ 11 กันยายน หุ่นยนต์กู้ภัยได้รับการทดสอบอย่างจริงจังเป็นครั้งแรก พวกมันถูกส่งเข้าไปในซากปรักหักพังเพื่อค้นหาผู้รอดชีวิตและศพ หุ่นยนต์เหล่านี้มีปัญหาในการทำงานในซากปรักหักพังของเวิลด์เทรดเซ็นเตอร์และมักจะติดขัดหรือเสียหายอยู่เสมอ นับตั้งแต่นั้นมา แนวคิดใหม่ๆ เกี่ยวกับหุ่นยนต์กู้ภัยก็เกิดขึ้นมากมาย วิศวกรและนักวิทยาศาสตร์กำลังพยายามเปลี่ยนรูปร่างของหุ่นยนต์และเปลี่ยนจากแบบมีล้อเป็นแบบไม่มีล้อ “จำเป็นต้องมีการสนับสนุนและเงินทุนจากรัฐบาลอย่างแข็งแกร่ง หากต้องการให้หุ่นยนต์ค้นหาและกู้ภัยมีการใช้งานอย่างแพร่หลายภายในเวลาไม่ถึง 14 ปี” ^{[ 4 ]}ซึ่งหมายความว่าหากปราศจากความช่วยเหลือจากรัฐบาล เทคโนโลยีสำหรับอุปกรณ์เหล่านี้ก็จะไม่พร้อมใช้งาน หรือมีราคาสูงเกินไป หุ่นยนต์เหล่านี้มีความสำคัญมากในสถานการณ์ภัยพิบัติ และหวังว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงไปในทางที่ดีขึ้น

หุ่นยนต์ประเภทนี้ช่วยในการปฏิบัติการกู้ภัยทางอากาศต่างๆ

• Daniel Goldman นักชีวฟิสิกส์จากGeorgia Techได้เริ่มสร้างหุ่นยนต์ที่ Piore กล่าวว่า “ไม่เหมือนรถ ATV แต่เหมือน กิ้งก่า ปลาทราย มากกว่า ” ^{[ 5 ]} Goldman ใช้เวลามากมายในการวิจัยและศึกษาการเคลื่อนไหวของกิ้งก่าปลาทรายและพยายามพัฒนาแนวคิดหุ่นยนต์ของเขาเอง Piore ระบุว่าหุ่นยนต์ของเขาจะสามารถ “ขุดลึกลงไปหรือเลื้อยกลับขึ้นมาบนพื้นผิวได้” ^{[ 5 ]} เหมือนกับกิ้งก่าปลาทราย ซึ่งจะเป็นประโยชน์ในสถานการณ์ภัยพิบัติหลายอย่าง Goldman กำลังพยายามพัฒนาหุ่นยนต์นี้ให้สามารถเคลื่อนที่ผ่านภูมิประเทศที่เป็นซากปรักหักพังได้ เช่นเดียวกับในเหตุการณ์ภัยพิบัติที่เวิลด์เทรดเซ็นเตอร์
• เมอร์ฟีกล่าวว่าหุ่นยนต์กู้ภัยส่วนใหญ่ไม่ได้ถูกทดสอบในสถานการณ์จริง แต่ถูกทดสอบในสถานการณ์ที่หุ่นยนต์สามารถรับมือได้เท่านั้น ศาสตราจารย์ผู้ช่วยด้านหุ่นยนต์ โฮวี โชเซ็ตกำลังค้นคว้าหาทางแก้ไขปัญหาเหล่านี้ โชเซ็ตกำลังสร้าง "หุ่นยนต์งู" หุ่นยนต์งูเหล่านี้เป็น "อุปกรณ์ที่บาง ไม่มีขา และมีข้อต่อหลายจุด" หุ่นยนต์งูเหล่านี้จะถูกนำไปใช้ในสถานที่ที่หุ่นยนต์ล้อเลื่อนทั่วไปไม่สามารถไปได้ เทคโนโลยีนี้ยังต้องการการพัฒนาเพิ่มเติม และการทดลองที่พวกเขากำลังดำเนินการอยู่ก็ยังไม่สมบูรณ์แบบ การทดสอบและการศึกษาต่างๆ ส่วนใหญ่ช่วยโชเซ็ตและปรับปรุงหุ่นยนต์งูเหล่านี้ให้ดีขึ้น โชเซ็ตกล่าวว่า "การศึกษาในสัตว์เพิ่มเติมจะช่วยได้" หุ่นยนต์นี้มีพื้นฐานมาจากงูและการเคลื่อนไหวของงู แต่เนื่องจากงูประกอบด้วยกระดูก 200 ชิ้น ในขณะที่หุ่นยนต์ประกอบด้วยข้อต่อเพียง 15 ข้อ จึงมีปัญหาในด้านการทำงาน

TRADR ^{[ 6 ]} ใช้ ระเบียบวิธีออกแบบที่เน้นผู้ใช้เป็นศูนย์กลางซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วในทางปฏิบัติพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีใหม่สำหรับทีมมนุษย์-หุ่นยนต์เพื่อช่วยในการค้นหาและกู้ภัยในเขตเมืองในภารกิจที่อาจใช้เวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์ เทคโนโลยีใหม่นี้ทำให้ประสบการณ์ระหว่างการตอบสนองต่อเหตุฉุกเฉินโดยความช่วยเหลือจากหุ่นยนต์มีความต่อเนื่อง หุ่นยนต์หลายประเภททำงานร่วมกับสมาชิกทีมที่เป็นมนุษย์เพื่อสำรวจหรือค้นหาสภาพแวดล้อมที่เกิดภัยพิบัติ และรวบรวมตัวอย่างทางกายภาพจากสถานที่เกิดเหตุ ตลอดความพยายามในการทำงานร่วมกันนี้ TRADR ช่วยให้ทีมค่อยๆ พัฒนาความเข้าใจเกี่ยวกับพื้นที่ภัยพิบัติผ่านภารกิจหลายภารกิจที่อาจไม่พร้อมกัน (แบบจำลองสภาพแวดล้อมแบบต่อเนื่อง) เพื่อปรับปรุงความเข้าใจของสมาชิกทีมเกี่ยวกับวิธีการทำงานในพื้นที่ (แบบจำลองการทำงานของหุ่นยนต์หลายตัวแบบต่อเนื่อง) และเพื่อปรับปรุงการทำงานเป็นทีม (การทำงานเป็นทีมระหว่างมนุษย์และหุ่นยนต์แบบต่อเนื่อง) TRADR มุ่งเน้นไปที่สถานการณ์อุบัติเหตุทางอุตสาหกรรม แต่เทคโนโลยีนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับหุ่นยนต์ในสถานการณ์ภัยพิบัติ เหตุฉุกเฉิน และการค้นหาและกู้ภัยในเขตเมือง (USAR) อื่นๆ ได้เช่นกัน เช่น การบรรเทาภัยพิบัติแผ่นดินไหว ดังที่เห็นได้จากการใช้งานหุ่นยนต์ TRADR ในเมืองอามาทริเช ประเทศอิตาลี เมื่อวันที่ 1 กันยายน 2559

เป้าหมายของ SHERPA คือการพัฒนาระบบหุ่นยนต์แบบผสมผสานทั้งภาคพื้นดินและทางอากาศ เพื่อสนับสนุนกิจกรรมค้นหาและกู้ภัยในสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตรายในโลกแห่งความเป็นจริง เช่น สถานการณ์ในพื้นที่ภูเขาสูง

แพลตฟอร์มเทคโนโลยีและสถานการณ์การช่วยเหลือบนเทือกเขาแอลป์เป็นโอกาสในการกล่าวถึงหัวข้อวิจัยหลายประเด็นเกี่ยวกับความรู้ความเข้าใจและการควบคุมที่เกี่ยวข้องกับภารกิจนี้

สิ่งที่ทำให้โครงการนี้มีคุณค่าอย่างมากในเชิงวิทยาศาสตร์คือความหลากหลายและความสามารถของแต่ละส่วนในระบบ SHERPA: ผู้ช่วยเหลือที่เป็น "มนุษย์" คือ "อัจฉริยะผู้ขยันขันแข็ง" ทำงานเป็นทีมร่วมกับยานพาหนะภาคพื้นดิน ซึ่งเปรียบเสมือน "ลาอัจฉริยะ" และกับแพลตฟอร์มทางอากาศ เช่น "ตัวต่อที่ได้รับการฝึกฝน" และ "เหยี่ยวลาดตระเวน" แท้จริงแล้ว กิจกรรมการวิจัยมุ่งเน้นไปที่วิธีการที่ "อัจฉริยะผู้ขยันขันแข็ง" และ "สัตว์ SHERPA" มีปฏิสัมพันธ์และทำงานร่วมกัน โดยใช้คุณลักษณะและความสามารถของตนเอง เพื่อบรรลุเป้าหมายร่วมกัน

ระบบ SHERPA โดดเด่นด้วยการผสมผสานระหว่างการควบคุมขั้นสูงและความสามารถด้านการรับรู้ โดยมีเป้าหมายเพื่อสนับสนุนผู้กู้ภัยด้วยการเพิ่มความตระหนักรู้เกี่ยวกับสถานการณ์การกู้ภัย แม้ในสภาพแวดล้อมที่ยากลำบาก และในขณะที่ "อัจฉริยะ" มักจะ "ยุ่ง" อยู่กับกิจกรรมกู้ภัย (และไม่สามารถดูแลแพลตฟอร์มได้) ดังนั้นจึงให้ความสำคัญกับความเป็นอิสระที่แข็งแกร่งของแพลตฟอร์ม การพัฒนาความสามารถด้านการรับรู้ กลยุทธ์การทำงานร่วมกัน ปฏิสัมพันธ์ที่เป็นธรรมชาติและโดยปริยายระหว่าง "อัจฉริยะ" และ "สัตว์ SHERPA" ซึ่งเป็นแรงผลักดันให้เกิดกิจกรรมการวิจัย

การนำอุปกรณ์ค้นหาและกู้ภัยไร้คนขับมาใช้สามารถเป็นเครื่องมือที่มีคุณค่าในการช่วยชีวิตมนุษย์และเร่งกระบวนการค้นหาและกู้ภัย (SAR) ได้ โครงการ ICARUS มุ่งเน้นการพัฒนาเทคโนโลยี SAR ไร้คนขับเพื่อตรวจจับ ระบุตำแหน่ง และช่วยเหลือมนุษย์

มีงานวิจัยจำนวนมากเกี่ยวกับการพัฒนาระบบค้นหาและกู้ภัยไร้คนขับ อย่างไรก็ตาม งานวิจัยเหล่านี้กลับขัดแย้งกับความเป็นจริงในภาคสนาม ที่ระบบค้นหาและกู้ภัยไร้คนขับประสบปัญหาอย่างมากในการหาทางไปยังผู้ใช้งานปลายทาง

โครงการ ICARUS มุ่งแก้ไขปัญหาเหล่านี้ โดยมีเป้าหมายเพื่อเชื่อมช่องว่างระหว่างชุมชนวิจัยและผู้ใช้งานปลายทาง ด้วยการพัฒนาชุดเครื่องมือแบบบูรณาการสำหรับภารกิจค้นหาและกู้ภัยไร้คนขับ

หลังเกิดแผ่นดินไหวในเมืองลากวิลา ประเทศเฮติ และประเทศญี่ปุ่น คณะกรรมาธิการยุโรปได้ยืนยันว่ามีความแตกต่างอย่างมากระหว่างเทคโนโลยี (หุ่นยนต์) ที่พัฒนาขึ้นในห้องปฏิบัติการกับการนำเทคโนโลยีดังกล่าวไปใช้ในพื้นที่จริงเพื่อปฏิบัติการค้นหาและกู้ภัย (SAR) และการจัดการวิกฤต ดังนั้น สำนักอุตสาหกรรมและวิสาหกิจของคณะกรรมาธิการยุโรปจึงตัดสินใจให้ทุนสนับสนุนโครงการวิจัย ICARUS (งบประมาณรวม 17.5 ล้านยูโร) ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อพัฒนาเครื่องมือหุ่นยนต์ที่สามารถช่วยเหลือทีมปฏิบัติการรับมือวิกฤตที่เป็น "มนุษย์" ได้

แผนยุทธศาสตร์ของกระทรวงกลาโหมเรียกร้องให้กองกำลังร่วมดำเนินการด้านมนุษยธรรม การบรรเทาภัยพิบัติ และปฏิบัติการที่เกี่ยวข้อง อย่างไรก็ตาม ภัยพิบัติบางอย่างนั้นมีขนาดใหญ่หรือขอบเขตที่กว้างเกินกว่าที่มนุษย์จะสามารถตอบสนองได้อย่างทันท่วงทีและมีประสิทธิภาพ เนื่องจากมีความเสี่ยงร้ายแรงต่อสุขภาพและความเป็นอยู่ที่ดีของเจ้าหน้าที่กู้ภัยและให้ความช่วยเหลือ โครงการ DARPA Robotics Challenge (DRC) จึงมุ่งแก้ไขปัญหานี้โดยการส่งเสริมนวัตกรรมในเทคโนโลยีหุ่นยนต์ที่ควบคุมโดยมนุษย์สำหรับปฏิบัติการรับมือภัยพิบัติ

เป้าหมายทางเทคนิคหลักของ DRC คือการพัฒนาหุ่นยนต์ภาคพื้นดินที่ควบคุมโดยมนุษย์ ซึ่งสามารถปฏิบัติภารกิจที่ซับซ้อนในสภาพแวดล้อมที่อันตราย เสื่อมโทรม และถูกสร้างขึ้นโดยมนุษย์ ขณะที่คู่แข่งใน DRC กำลังพัฒนาหุ่นยนต์ที่สามารถใช้เครื่องมือและอุปกรณ์มาตรฐานที่มีอยู่ทั่วไปในสภาพแวดล้อมของมนุษย์ ตั้งแต่เครื่องมือช่างไปจนถึงยานพาหนะ

เพื่อให้บรรลุเป้าหมาย DRC กำลังพัฒนาเทคโนโลยีด้านการควบคุมอัตโนมัติภายใต้การกำกับดูแล การเคลื่อนที่ทั้งบนและนอกยานพาหนะ และความคล่องแคล่ว ความแข็งแรง และความทนทานของแพลตฟอร์ม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การปรับปรุงการควบคุมอัตโนมัติภายใต้การกำกับดูแล มีเป้าหมายเพื่อให้ผู้ควบคุมที่ไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญสามารถควบคุมหุ่นยนต์ได้ดียิ่งขึ้น และช่วยให้การทำงานมีประสิทธิภาพแม้ในสภาวะการสื่อสารที่บกพร่อง (แบนด์วิดท์ต่ำ ความหน่วงสูง การเชื่อมต่อไม่ต่อเนื่อง)

โครงการหุ่นยนต์กู้ภัยเพื่อการวิจัยและการตอบสนอง (R4) เป็นโครงการที่ได้รับทุนสนับสนุนระยะเวลาสามปี เริ่มต้นในปี 2546 ทุนนี้เชื่อมโยงนักวิทยาศาสตร์และบริษัทที่ทำงานในด้านหุ่นยนต์กู้ภัยกับผู้เชี่ยวชาญด้านการกู้ภัยและสถานที่ทดสอบ โดยมีเป้าหมายเพื่อระบุปัญหาที่เกิดขึ้นในการออกแบบหุ่นยนต์กู้ภัย

เมื่อวันที่ 2 สิงหาคม 2546 ภายใต้โครงการ R4 ของมหาวิทยาลัยเซาท์ฟลอริดา นักวิทยาศาสตร์ 15 คนได้พบกับ หน่วยเฉพาะกิจอินเดียนาที่ 1 (IN-TF1) ของสำนักงานจัดการเหตุฉุกเฉินแห่งสหรัฐอเมริกา (FEMA ) ที่ เมืองเลบานอน รัฐอินเดียนาณ บริเวณด้านนอกห้องสมุดร้างของเมือง เพื่อทดสอบหุ่นยนต์ เพื่อสร้างสถานที่ทดสอบ หุ่นจำลองถูกวางไว้ภายในส่วนหนึ่งของห้องสมุด จากนั้นห้องสมุดก็ถูกรื้อถอน ผู้เข้าร่วมเฝ้าดูและเรียนรู้ขณะที่ IN-TF1 เคลียร์ห้องต่างๆ ก่อนที่พวกเขาจะทำการเคลียร์ด้วยตนเอง ในระหว่างกิจกรรม มีการทดสอบหุ่นยนต์ 4 ตัว รวมเป็นเวลา 10 ชั่วโมง กิจกรรมนี้กินเวลา 27 ชั่วโมง การรับรู้และการสื่อสารถูกระบุว่าเป็นปัญหาในระหว่างการทดสอบ ผู้เข้าร่วมหลายคนมองไม่เห็นหุ่นจำลองเนื่องจากความมืด รวมถึงมุมมอง ที่แคบ และการจัดวางเซ็นเซอร์ที่แปลกประหลาด นอกจากนี้ยังควบคุมหุ่นยนต์ได้ยาก และมองเห็นหน้าจอได้ยากเนื่องจากอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลที่สวมใส่ หุ่นยนต์ไร้สายมักจะตัดการเชื่อมต่อเมื่อเคลื่อนที่ผ่านซากปรักหักพัง และหุ่นยนต์ที่สั่งการด้วยเสียงมักจะไม่ทำงานเนื่องจากเสียงรบกวนรอบข้าง^{[ 7 ]}