消防機器人（特種機器人）

消防機器人（特種機器人）

消防機器人 （特種機器人） 次瀏覽 | 2022.10.17 20:25:19 更新 來源 ：互聯(lián)網(wǎng) 精選百科 本文由作者推薦 消防機器人特種機器人

消防機器人作為特種機器人的一種，在滅火和搶險救援中愈加發(fā)揮舉足輕重的作用。各種大型石油化工企業(yè)、隧道、地鐵等不斷增多，油品燃氣、毒氣泄漏爆炸、隧道、地鐵坍塌等災害隱患不斷增加。消防機器人能代替消防救援人員進入易燃易爆、有毒、缺氧、濃煙等危險災害事故現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)采集、處理、反饋。2012年，弗吉尼亞理工學院為美國海軍設計了一款CHARLI-2消防機器人。這種機器人可以跳當時流行的“江南Style”舞蹈，在YouTube上走紅。目前，國內(nèi)一款新開發(fā)的“火鳳凰消防滅火機器人”非常受到消防行業(yè)客戶關注。同時，該機器人也是唯一受科技部邀請，參加“2015年中國（綿陽）國際軍工展”的消防滅火機器人，也是國家知識產(chǎn)權(quán)局參展“2014年中國國際高新技術成果交易會”的唯一消防機器人。

中文名

消防機器人

屬性

特種機器人

特征

在YouTube上走紅

時間

2012年

背景介紹消防機器人

隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，建筑和企業(yè)生產(chǎn)的特殊性，導致化學危險品和放射性物質(zhì)泄漏以及燃燒、爆炸、坍塌的事故隱患增加，事故發(fā)生的概率也相應提高。

一旦發(fā)生災害事故，消防員面對高溫、黑暗、有毒和濃煙等危害環(huán)境時，若沒有相應的設備貿(mào)然沖進現(xiàn)場，不僅不能完成任務，還會徒增人員傷亡，這方面公安消防部隊已歷經(jīng)諸多血的教訓。尤其是當新消防法出臺后，搶險救援已成為公安消防部隊的法定任務，面對新時期面臨的新情況新任務，也為了更好地解決前述難題，消防機器人的配備顯得日益重要。

發(fā)展歷史

機器人自60年代初問世以來，經(jīng)歷40余年的發(fā)展，己取得長足進步，社會各行各業(yè)皆可見其身影。

消防機器人

從1986年日本東京消防廳首次在滅火中采用了“彩虹5號”機器人后，消防機器人就逐漸在滅火救災領域得到廣泛的應用，消防機器人技術也得到快速的發(fā)展。截至目前，消防機器人已經(jīng)穩(wěn)步向第三代高端智能機器人前進。

應用背景消防機器人

無錫市高層建筑（在建不計）高達百米以上就有28棟，共有5162家化工企業(yè)，另有蠡湖、惠山等隧道，地下廣場建筑以較多，此外，還將開建環(huán)城地鐵。由此可見，消防部隊將面對的火災和應急救援的形勢相當復雜。尤其是在高溫、有毒、易燃易爆等復雜環(huán)境中，為切實增強消防部隊撲救大火的能力，也為更好地保護廣大官兵的生命安全，配備消防機器人已勢在必行。

消防機器人作為特種機器人的一種，在滅火和搶險救援中愈加發(fā)揮舉足輕重的作用。各種大型石油化工企業(yè)、隧道、地鐵等不斷增多，油品燃氣、毒氣泄漏爆炸、隧道、地鐵坍塌等災害隱患不斷增加。此類災害具有突發(fā)性強、處置過程復雜、危害巨大、防治困難等特點，已成頑疾。消防機器人能代替消防救援人員進入易燃易爆、有毒、缺氧、濃煙等危險災害事故現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)采集、處理、反饋，有效地解決消防人員在上述場所面臨的人身安全、數(shù)據(jù)信息采集不足等問題。現(xiàn)場指揮人員可以根據(jù)其反饋結(jié)果，及時對災情作出科學判斷，并對災害事故現(xiàn)場工作作出正確、合理的決策。

發(fā)展現(xiàn)狀

中國石化等基礎工業(yè)有了飛速的發(fā)展，在生產(chǎn)過程中的易燃易爆和劇毒化學制品急劇增長，由于設備和管理方面的原因，導致化學危險品和放射性物質(zhì)泄漏。燃燒爆炸的事故增多。消防機器人作為特種消防設備可代替消防隊員接近火場實施有效的滅火救援、化學檢驗和火場偵察。它的應用將提高消防部隊撲滅特大惡性火災的實戰(zhàn)能力，對減少國家財產(chǎn)損失和滅火救援人員的傷亡將產(chǎn)生重要的作用。在深圳清水河火爆炸、南京金陵石化火災、北京東方化工廠罐區(qū)火災等事件發(fā)生后，國內(nèi)消防部隊要求研制、配備消防機器人的呼聲越來越高。此次消防機器人的研制成功，對我國21世紀的消防裝備的發(fā)展以及消防部隊的技戰(zhàn)術的拓展將產(chǎn)生重要的影響。

1984年11月，在日本東京的一個電纜隧道內(nèi)發(fā)生了一起火災，消防隊員不得不在濃煙和高溫的危險環(huán)境下在隧道內(nèi)滅火。這次火災之后，東京消防部開始對能在惡劣條件下工作的消防機器人進行研究，目前已有五種用途的消防機器人投入使用。

優(yōu)缺點優(yōu)點

1、無生命損傷性。消防機器人作為一種無生命載體，在面臨高溫、有毒、缺氧和濃煙等各種危險復雜的環(huán)境時，在人力所不及之處可充分發(fā)揮其作用，大大減少消防人員傷亡。如若配備消防機器人，黃島油庫、“11.3”湖南衡陽大火釀成的悲劇本可以避免。

2、可重復使用性。消防機器人作為一種特殊武器裝備，在細心維護保養(yǎng)的同時，可反復多次使用，發(fā)揮其效能。

3、人工智能性。現(xiàn)代機器人是人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡、計算機技術、自動控制、電力電子、模糊控制和機械工業(yè)等高端學科的結(jié)合體。而消防機器人作為特種機器人的一種，更是揉合了各項高新技術成果，機器人已是反應國家的技術先機與否的標志之一。各國政府技術部門、公司針對消防員面臨日趨復雜的應急救援的環(huán)境，在目前人工智能已成熟的前提下，結(jié)合了其他各項高新技術，針對特殊情況開發(fā)出具有針對性的消防機器人。可根據(jù)現(xiàn)場實際情況，自主判斷實際危險情況來源，進行數(shù)據(jù)收集、處理、傳輸反饋、滅火等工作。

缺點

1、維護保養(yǎng)復雜。由于消防機器人屬于高新技術的結(jié)合體，對操控、維護保養(yǎng)人員有一定的要求，專業(yè)方面要求有一定的知識，要定期舉行專業(yè)人員培訓，尤其是電子元件，或可能受到潮濕、濃煙和灰塵等影響，需要一定的維護保養(yǎng)知識基礎。

2、造價高昂。由于消防機器人屬于高等學科知識和各項先進高新技術的集合體，研制時間較長，研制經(jīng)費較高，且生產(chǎn)數(shù)量并不多，造成價格普遍昂貴，不能大量配備消防部隊。同時，各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展不平衡，政府財政撥出能力有限，也是其不能大量配備消防部隊的重要原因之一。

分類

消防機器人實戰(zhàn)要求的角度出發(fā)進行分類。

按主要功能分消防機器人

（1）滅火機器人

（2）火場偵察機器人

（3）危險物品泄漏探測機器人

（4）破拆機器人

（5）救人機器人

（6）多功能消防機器人等。

按行走方式分

（1）輪式行走消防機器人

（2）履帶式行走消防機器人

（3）履帶輪式行走消防機器人等。

按控制方式分

（1）線控消防機器人

（2）無線遙控消防機器人

（3）自適應消防機器人等。

按智能化程度分

（1）程序化控制消防機器人

（2）具有感覺功能計算機輔助控制消防機器人

（3）智能化消防機器人等。

按感覺功能分

（1）視覺消防機器人

（2）嗅覺消防機器人

（3）溫感消防機器人

（4）煙感消防機器人

（5）觸覺消防機器人等。

救援作用消防機器人移動功能

在消防機器人分類中已經(jīng)闡述過，可依據(jù)當?shù)貙嶋H情況采用履帶式或者輪式，從災害事故現(xiàn)場的實際情況考慮，消防機器人的移動載體須具有較強的越野能力和一定的自適應能力，能夠自行判斷并翻越障礙，自主分析現(xiàn)場情況，能夠完成攀爬一定角度的樓梯等復雜功能。[2]

探測功能

消防機器人可以根據(jù)災害事故現(xiàn)場情況依賴于各種電子元器件進行探測，裝載攝像頭可將現(xiàn)場情況通過通信網(wǎng)絡實時傳輸給后方系統(tǒng)處理，同時有賴于各種傳感器。主要分為兩類：一類是內(nèi)部傳感器，用來探測在災害事故現(xiàn)場中消防機器人自身狀態(tài)參數(shù)，反饋給中央大腦DSP，進行合理的路徑規(guī)劃，并根據(jù)災害事故現(xiàn)場情況合理安排，使消防機器人有序開展工作。另一類是外部傳感器，用來探測災害事故現(xiàn)場的各項數(shù)據(jù)（障礙物情況、火場溫度、輻射熱強度、有毒氣體或者可燃氣體種類和濃度和氧氣含量等），為后方處理系統(tǒng)提供原始數(shù)據(jù)。

控制處理通信功能

由于DSP在處理數(shù)字信息方面與單片機相比具有無可比擬的優(yōu)勢，因此，消防機器人普遍采用DSP作為信息處理大腦。而控制處理通信主要由三個方面組成：一是消防機器人內(nèi)部處理系統(tǒng)。通過各種傳感器探測災害事故現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)，DSP對原始數(shù)據(jù)進行分析處理。二是通信網(wǎng)絡。可以利用公安消防部隊自身的三級組網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸；也考慮到技術成熟的關系，可以利用公眾的2.5代GPRS(General Packet Radio Service)或者2.75代EDGE(Enhanced Data Rate for GSM Evolution)網(wǎng)絡。無錫地區(qū)已經(jīng)率先實行3G網(wǎng)絡通信，因此在技術更加成熟后，可直接采用3G網(wǎng)絡進行遠程無線數(shù)據(jù)通信，并能實施雙工乃至多工通信；另一方法便是線控。而值得注意的是，在復雜的災害事故現(xiàn)場的干擾條件下，無論是哪種通信方式，都會造成通信不暢，亟待解決。基于自適應消防機器人可根據(jù)災害事故現(xiàn)場情況，自行判斷、決策處理，大力研發(fā)和引進自適應消防機器人已勢在必行，也是發(fā)展趨勢所在。三是后方輔助決策系統(tǒng)。后方通過數(shù)據(jù)通信得知前方事故現(xiàn)場情況，為現(xiàn)場指揮員提供第一手資料，再輔以專家決策系統(tǒng)，輔助現(xiàn)場指揮員作出合理正確的判斷。

防腐蝕、防爆功能

正因為消防機器人代替消防員進入危險復雜的災害事故現(xiàn)場，必須考慮到其電子元器件、機械材料等構(gòu)建承受腐蝕、高溫、粉塵、濃煙等惡劣環(huán)境的能力，對其關鍵部位進行防腐蝕、防爆處理，保證其處于穩(wěn)定工作狀態(tài)，以確保順利完成任務。

消防功能

這也是消防機器人的最主要功能。通過消防機器人前期準備準備工作，現(xiàn)場指揮員根據(jù)后方輔助決策系統(tǒng)提供信息，并根據(jù)其個人歷來滅火和搶險救援經(jīng)驗，作出正確判斷，發(fā)出遙控指令，指揮消防機器人進行現(xiàn)場處置。

發(fā)展趨勢

炸彈雷管改造為消防機器人

消防機器人

英國政府同意將曾經(jīng)在阿富汗戰(zhàn)場使用過的炸彈起爆裝置重新加工，通過與高科技機器人技術結(jié)合，改造成消防機器人并立即投入使用。英國政府的這一做法引發(fā)公眾熱議，因為此項決定也預示著將有999名英國消防人員面臨“下崗”的危機。不過，這樣一來，像“9·11”事件中大量消防人員因公殉職的悲壯場景也就可以避免了。

科研人員將戰(zhàn)場上使用過的這些炸彈起爆裝置，改造成消防機器人的噴水和排爆機械臂的關鍵部位。制造這些消防機器人的本意是希望在面臨極度危險的火災現(xiàn)場和突發(fā)事件時，消防人員不用冒著生命危險去執(zhí)行任務，僅僅派出這些“敢死”的消防機器人，就可以達到消除險情的目的。一名工作人員表示，目前投入實驗的一共為3個機器人，它們分別取名為泰倫、布萊克·馬克思以及布魯克90。這些機器人都裝有高壓輸水軟管以及熱成像照相機，它們可以輕松自如地進入高危險地帶，甚至像引爆雷管以及地雷這樣的任務，這些機器人也能完成得相當出色。據(jù)介紹，這些機器人全部為遠程操控，可以在3小時之內(nèi)到達任務地點。

負責消防機器人項目的設備運營商QinetiQ公司，很早就在謀劃這個項目。該公司的一名負責人西蒙·克里斯托弗拉多向外界表示，“我們的最終目的是消除所有消防人員所碰到的生命危險，讓機器人來代替消防隊員來“冒險”，我們將向英國以及美國政府提供總共大約2500名消防機器人。”

演習

朔州某包裝彩印公司使用彩鋼板搭建的一個大跨度生產(chǎn)車間發(fā)生“火災”，因撲救難度非常大，消防機器人派上用場，很快撲滅了大火。不過，這是一場消防演練。[1]

參考資料