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日本首套消防机器人已上线 深入了解一下机器人中的“特种兵”

据日本媒体报道,日本第一个消防机器人系统已经部署到千叶县市原市的消防局,市原市属于沿海和工业区的所在地。该套消防机器人系统将在发生大火时,对消防员难以到达的危险场所进行灭火。

这支被命名为“Scrum Force”的消防部队由4个消防机器人组成:空中监视和监视机器人“天空之眼”、地面机器人“陆地之眼”、软管展开机器人“硬式卷筒(延伸软管)”,以及“水炮”机器人。

日本首套消防机器人已上线  深入了解一下机器人中的“特种兵”

“Scrum Force”消防机器人部队实地演示

前两者为侦察用,无人机从上空、行驶机器人从地面分别确认起火处等。其余2台负责喷水或将水管延长至相关人员能安全作业的地方。射程达到70米,1分钟可喷水4千升。

该装置是在2011年东日本大地震后,在该市石化综合设施发生火灾后才着手开发。当时,由于高温,消防队员无法到达火灾现场进行灭火。为了解决这个问题,日本内政和通信部的消防和灾害管理局开发了消防机器人系统,花费了5年时间,耗资13.8亿日元。

未来,表示计划将机器人系统部署到全国工业区的消防部门。目前将在市原运行机器人系统,并计划针对需要改进的地方作出进一步改善。

消防机器人的使用已经逐步普及

如今,像这样的消防机器人的应用正在全球快速发展。今年4月,罚过巴黎圣母院的火灾事故中,政府也派出了最新的机器人消防系统完成危险的灭火工作。

据报道,随着巴黎圣母院屋顶火势失控,这座建筑面临倒塌的威胁时,巴黎消防队撤回了消防员,随后派来了一名最新的队员——坦克式机器人“巨人(Colossus)”。在它的帮助下,消防队员成功扑灭了大火,将这座850年的历史建筑从大火中救了回来,没有平民或消防队员在这个过程中丧生。

我国消防机器人也早已走入人们的视野中,辅助消防员救灾灭火的这些机器人不仅体量不一,功能也是各具特色;灭火、防爆、侦察型的机器人可用于易燃易爆、有毒缺氧等危险灾害事故现场灭火救援;按种类可以由水下机器人、防爆机器人、排爆机器人、破拆机器人等,精细化、专业化和智能化成为灭火机器人的一大特色,有的机器人甚至在灭火完成后,可以自动脱落消防水带,有的机器人则可以在火场寻找燃气阀门并关闭。国产消防机器人企业也出现了一批又代表性的企业,比如中信重工开诚智能、哈工大特种机器人等。

类人型消防机器人是发展方向

国际上较早开展消防机器人研究的是美国和前苏联,稍后,英国、日本、法国、德国等国家也纷纷开始研究该类技术。目前已有很多种不同功能的消防机器人用于救灾现场。

日本的消防机器人不仅技术引领全球,而且数量也是全球之冠,追溯日本使用消防机器人的历史,最早可到1986年,当时日本东京消防厅首次在灭火中采用“彩虹5号”机器人,虽然“彩虹5号”作为第一代程序化控制机器人,行动缓慢且不便于控制,还无法适应复杂火灾的救援工作。但是,从之以后,消防机器人就逐渐开始成为火灾抢险行动中得力的一员。因此,消防机器人技术也得到快速发展。

目前,消防机器人已经稳步向第三代高端智能机器人前进。这种人形智能机器人具备较为灵活的四肢,可以模仿消防员在救火过程中的动作。作为机器人中的“特种兵”,消防机器人集多种技能于一身。在事故现场,它能代替消防员进入高温、易爆、有毒、缺氧的高危环境,利用自带的高清晰度3D摄像头,帮助消防员全方位掌握火场情况;它还是个“侦察小能手”,能在复杂险恶的环境中开展火源认定,在判定火源位置后迅速抵达,使用灭火设备将其扑灭。在这一过程中,消防机器人需要小心躲避障碍物,因此对于平衡技术的要求非常。

消防机器人强大功能的背后依靠的是人的指挥。消防员通过无线远程遥控,根据机器人的反馈信息,对火情进行精准分析,并根据现场实际情况作出决策。当前,消防机器人和消防员鼎力配合,才能达到较好的效果。一旦离开消防员,机器人虽然能够初步识别火灾,但是自主能力和移动能力还较为欠缺。

日本首套消防机器人已上线  深入了解一下机器人中的“特种兵”

意大利人形消防机器人WALK—MAN2.0

目前,不少发达国家正努力优化人形智能消防机器人的性能。美国的消防机器人亦处于技术顶点位置,其开发的消防机器人已具备较为成熟第三代功能,其新一代类人型消防机器人THOR已经试验性用于船舶消防救援工作,主攻方向为提高对未知环境的识别和适应能力;意大利理工学院IIT的新版人形机器人WALK—MAN2.0为了提高移动能力,身架由铝、镁合金和钛等轻质材料制成,重量轻、行动速度快,能够更好达到自身平衡;此外,人形智能消防机器人还需要提高与人体感官的交互能力,多个机器人之间也需要加强协同作战能力。

日本首套消防机器人已上线  深入了解一下机器人中的“特种兵”

美国新一代类人型消防机器人THOR

第三代消防机器人还存在一些短板,例如无线远程遥控无法完全应对复杂环境下的磁场干扰等。要想解决这些问题,同时更进一步提高机器人的自主能力和移动能力,“与人共融”将成为未来发展的主要方向。消防员将性能更加完备的机器人“穿”在身上,化身成为能够穿越火线的“超人”。这无疑对于设备的结构设计、材质选择、控温技术提出了更高的要求。

缺点虽然存在,但相信随着技术的发展,作为人工智能、神经网络、计算机技术、自动控制、电力电子、模糊控制和机械工业等高端学科结合体的现代机器人未来一定能开发出针对特殊情况开发出具有针对性的消防机器人。而且在消防人员伤亡面前,消防机器人的配备尤为重要。

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