消防機器人滅火救援應用技術研究

■ 黃汝磊 上海市寶山區(qū)消防救援支隊羅南消防救援站

消防機器人集現(xiàn)代智能化、自動化技術為一體，代替了傳統(tǒng)火災救援的工作者，它的出現(xiàn)是科技發(fā)展的一項突破，為消防人員的安全提供了合理保證，能夠解決滅火救援工作中面臨的各種問題。但是在實際發(fā)展過程中要想實現(xiàn)消防機器人滅火救援工作，就需要全面掌握與消防機器人有關的各種技術，分析消防機器人的發(fā)展現(xiàn)狀，闡述在當前發(fā)展中存在的局限，為未來消防機器人的深入研究奠定良好的基礎。

一、消防機器人的發(fā)展歷程

消防機器人是現(xiàn)代科技發(fā)展的產(chǎn)物，是特殊的機器人，能夠在滅火、搶險救援中發(fā)揮巨大的作用，甚至可以取代消防員的部分工作，保證消防員人身安全。依靠人力完成的滅火救援始終存在風險，這種風險為消防領域的發(fā)展增加了難度。當前各種復雜的工廠越來越多，石油化工企業(yè)、隧道、地鐵等數(shù)量持續(xù)增加，在這種情況下做好安全預防工作非常重要。加上這些危害是突發(fā)性和臨時性的，又缺乏有效的安全預防與應急處理機制，已經(jīng)成為社會上的“老大難”。消防機器人的研究投用引起軒然大波，同時為災害救援提供了一個有效合理的方向，消防機器人可以在這個過程中代替消防救援人員進入到容易產(chǎn)生危害的事故現(xiàn)場進行救援，同時還可以智能反饋現(xiàn)場的實際情況，為救援工作的順利開展奠定了良好基礎。同時還可以高效解決事故現(xiàn)場的狀況，降低事故災害損失。最早的消防機器人出現(xiàn)在2012年，是弗吉尼亞理工學院設計出來的，在當時引起了極大轟動。這款機器人的出現(xiàn)讓世界認識到消防機器人能夠在災害救援中發(fā)揮的價值，隨后世界各國紛紛展開研究。我國也對其進行了深入研究制作，有一款火鳳凰水力型消防滅火機器人因為具備超強靈活性、多元化功能受到了人們的重視和多個部門的強烈歡迎[1]。

二、消防機器人運用范圍

當前城市高層數(shù)量越來越多，隨著時代的進步，高層中發(fā)生火災的概率也隨之增加。高層建筑本身的特征導致消防人員無法在第一時間內(nèi)到達火災地點進行救援，這會錯過最佳的救援時間。如果使用消防機器人，可以在最短時間內(nèi)達到指定位置，利用身上安裝設置的滅火裝置完成滅火，雖然不能直接救助被困人員，但是能夠抑制火災，為消防人員爭取更多時間。而且消防機器人身上有自動記錄系統(tǒng)，可以將現(xiàn)場具體情況以圖像、信息傳播的方式展示給消防隊指揮人員。指揮人員在接收到這些信息之后在第一時間內(nèi)派人到達指定地點，準備工具和擬定救助方案。當?shù)竭_指定地點之后快速展開救援，可以節(jié)省大量的救援時間。

除了在高層建筑中發(fā)揮救援作用之外，在地下建筑中發(fā)揮的救援作用也非常明顯。和地上建筑相比，地下建筑空間更加封閉，而且通風能力差，發(fā)生火災之后，地下濃煙消散速度慢，溫度也會快速攀升，對消防隊員的救援產(chǎn)生不利影響。因此一旦發(fā)生火災，為救出被困人員，很容易發(fā)生二次災害。面對這種情況可以根據(jù)實際情況設計消防機器人，有效降低消防人員的傷亡現(xiàn)象，提高救援效率。

三、消防機器人滅火救援中存在的問題

（一）滅火救援問題

我國當前消防機器人研究數(shù)量較少，而且運用有限，主要是在沿海發(fā)達地區(qū)消防機器人配備比較好，大部分都是以進口為主，核心設計實力不強。從實際使用情況來看，雖然消防機器人具備較為明顯的優(yōu)勢，但是很少在消防工作中發(fā)揮實踐價值，一般都是參加預防演習和宣傳活動，很少有消防機器人參與現(xiàn)實事故中。具體體現(xiàn)在：①消防機器人運動和移動存在問題，雖然在救災方面有很多優(yōu)勢，但是移動困難這種缺陷限制了機器人作用的發(fā)揮。因為移動不方便，導致進入現(xiàn)場的時候存在諸多困難，甚至沒有辦法發(fā)揮優(yōu)勢。②自身條件的限制，能夠參加滅火救災的情況非常少[2]。消防機器人在實際運用過程中會受到很多限制，比如進入高層就非常困難。其次是石油化工類火災，按照當前的機器人數(shù)量還無法解決。實際上當前機器人能夠發(fā)揮作用的地方主要是地下建筑、隧道火災方面，適用范圍相對較小。③缺乏健全的運用管理機制。在當前消防機器人屬于高科技產(chǎn)品，在實際救援中應用還不多，很難得到重視，缺乏成熟的運用體系。

（二）制作成本較高

消防機器人從研制、維修、保養(yǎng)等過程都需要消耗很高成本，加上費用高昂，機器人的使用概率反而下降。因此為提高消防機器人的應用，合理降低成本非常重要。這里提出幾點建議：①需要細致研究我國消防機器人制作流程，合理改進應用環(huán)節(jié)。比如消防機器人在記錄火災的時候應該將電源改成熱電能源，可以借助火災現(xiàn)場的情況進行溫度供電，降低消防機器人的制作成本；②為保證機器人運行質(zhì)量，可以在內(nèi)部安裝備用電池，讓消防機器人存在電力不足的情況，仍舊能夠運行一段時間；③借鑒其他國家的先進技術，優(yōu)化我國當前的生產(chǎn)技術，結合我國實際情況篩選可用信息。在保證質(zhì)量的同時保證消防機器人滅火救援技術的持續(xù)研究，讓消防機器人能夠在日?；馂闹型茝V使用，真正發(fā)揮新科技的價值。

四、消防機器人未來發(fā)展趨勢

（一）研究生物行走技術

機器人行動能力受到限制，制約了消防機器人的發(fā)展和普及。生物行走技術就是為了解決機器人靈活程度不足做出的改變，針對不夠靈活和行動不方便這一類問題制定出來的措施。生物行走技術是機器模擬生物行走的一項技術，能夠增加機器人的平衡性和靈活性，適應更多環(huán)境，完成更多的滅火任務[3]。

（二）透視技術

透視技術產(chǎn)生于美國，是一項具備透視能力的機器人，機器人能夠在同類之間釋放無線電信號，通過信號感應繪制現(xiàn)場的視覺圖，能清晰展示當前的具體情況，誤差較小。在消防機器人領域內(nèi)折現(xiàn)技術的運用前景非常廣。如果可以研制成功，就可以在大型火災、地震中發(fā)揮更大作用。

（三）人機交互

人與機器之間建立聯(lián)系，機器人將數(shù)據(jù)傳輸給操作人員，操作人員根據(jù)信息判斷進行操作。當前科技僅僅支持簡單的交互，專業(yè)方面的交互，還需要進行深入研究。

五、結語

當前科技發(fā)展速度越來越快，智能機器人運用范圍也越來越普及。在消防事業(yè)發(fā)展過程中機器人的發(fā)展前景非常廣闊，主要制約條件就是成本與行走能力方面，要讓機器人具備自動行走、判斷路線的能力，將會是未來研究的重點。