消防機(jī)器人作為特種機(jī)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?xì)?、毒氣泄漏爆炸、隧道、地鐵坍塌等災(zāi)害隱患不斷增加。消防機(jī)器人能代替消防救援人員進(jìn)入易燃易爆、有毒、缺氧、濃煙等危險災(zāi)害事故現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、反饋。2012年,弗吉尼亞理工學(xué)院為美國海軍設(shè)計了一款CHARLI-2消防機(jī)器人,這種機(jī)器人可以跳當(dāng)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“可變頻率可變流量可變功能可變重量的火鳳凰水力型消防滅火機(jī)器人”非常受到消防行業(yè)客戶關(guān)注。它實現(xiàn)了一臺控制終端,可同時控制3公里范圍內(nèi)的8臺機(jī)器人。不僅輕巧方便,適用于各種小型日常危險的火災(zāi)事故,還特別適合天津大爆炸這類大型和特大型火災(zāi)事故,具有很多的優(yōu)點。同時,該常探機(jī)器人公司也是唯一受國家科技部邀請,參加“2015年中國(綿陽)國際軍工展”的消防滅火機(jī)器人公司,也是代表國家知識產(chǎn)權(quán)局參展“2014年中國國際高新技術(shù)成果展覽會”的唯一消防機(jī)器人。
消防機(jī)器人 - 優(yōu)缺點
優(yōu)點
1、無生命損傷性。消防機(jī)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(fù)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(jī)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(fù)使用性。消防機(jī)器人作為一種特殊武器裝備,在細(xì)心維護(hù)保養(yǎng)的同時,可反復(fù)多次使用,發(fā)揮其效能。
3、人工智能性。現(xiàn)代機(jī)器人是人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)技術(shù)、自動控制、電力電子、模糊控制和機(jī)械工業(yè)等高端學(xué)科的結(jié)合體。而消防機(jī)器人作為特種機(jī)器人的一種,更是揉合了各項高新技術(shù)成果,機(jī)器人已是反應(yīng)國家的技術(shù)先機(jī)與否的標(biāo)志之一。各國政府技術(shù)部門、公司針對消防員面臨日趨復(fù)雜的應(yīng)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(shù),針對特殊情況開發(fā)出具有針對性的消防機(jī)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(jìn)行數(shù)據(jù)收集、處理、傳輸反饋、滅火等工作。
缺點
1、維護(hù)保養(yǎng)復(fù)雜。由于消防機(jī)器人屬于高新技術(shù)的結(jié)合體,對操控、維護(hù)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(xùn),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(hù)保養(yǎng)知識基礎(chǔ)。
2、造價高昂。由于消防機(jī)器人屬于高等學(xué)科知識和各項先進(jìn)高新技術(shù)的集合體,研制時間較長,研制經(jīng)費(fèi)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(jì)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。
消防機(jī)器人 - 分類
按主要功能分
(1)滅火機(jī)器人
(2)火場偵察機(jī)器人
(3)危險物品泄漏探測機(jī)器人
(4)破拆機(jī)器人
(5)救人機(jī)器人
(6)多功能消防機(jī)器人等。
按行走方式分
(1)輪式行走消防機(jī)器人
(2)履帶式行走消防機(jī)器人
(3)履帶輪式行走消防機(jī)器人等。
按控制方式分
(1)線控消防機(jī)器人
(2)無線遙控消防機(jī)器人
(3)自適應(yīng)消防機(jī)器人等。
按智能化程度分
(1)程序化控制消防機(jī)器人
(2)具有感覺功能計算機(jī)輔助控制消防機(jī)器人
(3)智能化消防機(jī)器人等。
按感覺功能分
(1)視覺消防機(jī)器人
(2)嗅覺消防機(jī)器人
(3)溫感消防機(jī)器人
(4)煙感消防機(jī)器人
(5)觸覺消防機(jī)器人等。
消防機(jī)器人 - 救援作用
(一)移動功能。在消防機(jī)器人分類中已經(jīng)闡述過,可依據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況采用履帶式或者輪式,從災(zāi)害事故現(xiàn)場的實際情況考慮,消防機(jī)器人的移動載體須具有較強(qiáng)的越野能力和一定的自適應(yīng)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(fù)雜功能。
(二)探測功能。消防機(jī)器人可以根據(jù)災(zāi)害事故現(xiàn)場情況依賴于各種電子元器件進(jìn)行探測,裝載攝像頭可將現(xiàn)場情況通過通信網(wǎng)絡(luò)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(zāi)害事故現(xiàn)場中消防機(jī)器人自身狀態(tài)參數(shù),反饋給中央大腦DSP,進(jìn)行合理的路徑規(guī)劃,并根據(jù)災(zāi)害事故現(xiàn)場情況合理安排,使消防機(jī)器人有序開展工作。另一類是外部傳感器,用來探測災(zāi)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(qiáng)度、有毒氣體或者可燃?xì)怏w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)。
(三)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(jī)相比具有無可比擬的優(yōu)勢,因此,消防機(jī)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(jī)器人內(nèi)部處理系統(tǒng)。通過各種傳感器探測災(zāi)害事故現(xiàn)場實際數(shù)據(jù),DSP對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。二是通信網(wǎng)絡(luò)??梢岳霉蚕啦筷犠陨淼娜壗M網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;也考慮到技術(shù)成熟的關(guān)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(luò)。無錫地區(qū)已經(jīng)率先實行3G網(wǎng)絡(luò)通信,因此在技術(shù)更加成熟后,可直接采用3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)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(fù)雜的災(zāi)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?;谧赃m應(yīng)消防機(jī)器人可根據(jù)災(zāi)害事故現(xiàn)場情況,自行判斷、決策處理,大力研發(fā)和引進(jìn)自適應(yīng)消防機(jī)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。
(四)防腐蝕、防爆功能。正因為消防機(jī)器人代替消防員進(jìn)入危險復(fù)雜的災(zāi)害事故現(xiàn)場,必須考慮到其電子元器件、機(jī)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(guān)鍵部位進(jìn)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(wù)。
(五)消防功能。這也是消防機(jī)器人的最主要功能。通過消防機(jī)器人前期準(zhǔn)備準(zhǔn)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(jī)器人進(jìn)行現(xiàn)場處置。