張中偉

摘 要：機(jī)器人是近幾年隨著科技水平提高產(chǎn)生的新型工具，彰顯出了我國的技術(shù)實(shí)力，對于一些領(lǐng)域的發(fā)展帶來了助力，加快了工作的進(jìn)程，保證了作業(yè)過程的安全性。本文就以消防領(lǐng)域?yàn)槔瑢C(jī)器人研究現(xiàn)狀及未來展望展開分析探討。

關(guān)鍵詞：消防機(jī)器人;研究現(xiàn)狀;展望

消防救援及火災(zāi)撲滅工作存在較大危險(xiǎn)性，在救援過程中很容易因?yàn)榈乩憝h(huán)境、設(shè)施設(shè)備不齊全等因素影響產(chǎn)生各種問題，對消防人員、周邊建筑及人員帶來較大威脅。但應(yīng)用消防機(jī)器人后，可有效避免上述危險(xiǎn)情況，降低復(fù)雜區(qū)域救援難度，提高火災(zāi)撲滅效率，維護(hù)大眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

1消防機(jī)器人

消防機(jī)器人是科技發(fā)展到一定程度的必然產(chǎn)物，消防機(jī)器人的出現(xiàn)為火災(zāi)搶險(xiǎn)及救援工作開展提供了科學(xué)的支持，有效降低了救援滅火的危險(xiǎn)性，維護(hù)了消防人員的生命安全。同時(shí)，在消防機(jī)器人的作用下，救援滅火效率得到進(jìn)一步提升，尤其是對一些復(fù)雜區(qū)域的救援工作，可減少災(zāi)害事故帶來的危險(xiǎn)。另外，火災(zāi)事故發(fā)生多是突發(fā)性的，由于其蔓延速度較快，火勢把控力度不夠，很容易對周邊環(huán)境及人群帶來較大威脅，增加了消防救援的難度。而使用消防機(jī)器人后，這些問題則得到了良好的解決和處理。消防機(jī)器人可直接代替消防人員深入火災(zāi)現(xiàn)場，對內(nèi)部情況及存在的危險(xiǎn)因素予以快速識別，將識別到的信息資料傳輸?shù)街付ㄏ到y(tǒng)內(nèi)，便于管理人員協(xié)調(diào)和處理，這可優(yōu)化現(xiàn)場救援及火災(zāi)撲滅效率，減少人員傷亡、同時(shí)消防機(jī)器人的應(yīng)用也能為救援決策提供支持，防止不必要損失形成，推動消防事業(yè)的順利發(fā)展。

2消防機(jī)器人的研究現(xiàn)狀

消防機(jī)器人的研究工作開始于上世紀(jì)80年代的日本，當(dāng)時(shí)日本處于工業(yè)化快速發(fā)展階段，為改善自身工業(yè)化建設(shè)水平，逐漸加大消防機(jī)器人的研究力度。當(dāng)時(shí)國際上將消防機(jī)器人劃分為三種模式，一是程序控制，二是增加感覺功能，三是智能化發(fā)展。當(dāng)時(shí)第一代參與滅火工作的消防機(jī)器人為彩虹5號，自此以后，消防機(jī)器人的數(shù)量、種類不斷增多，在消防滅火及救援工作中發(fā)揮重要作用，也為機(jī)器人行業(yè)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?，F(xiàn)階段消防機(jī)器人的功能性更加完善，智能化水平更高，已經(jīng)可以獨(dú)立完成多項(xiàng)作業(yè)，為消防行業(yè)發(fā)展帶來了助力與支持。

相比于國外，我國在消防機(jī)器人上的研究存在起步晚、技術(shù)水平落后等情況，關(guān)于消防機(jī)器人的研究開始于20世紀(jì)末期，但真正應(yīng)用卻是近幾年的事情。我國是在2002年，國家863項(xiàng)目“履帶式、輪式消防滅火機(jī)器人”落地并經(jīng)由國家驗(yàn)收合格，完成驗(yàn)收后，該型號消防機(jī)器人才被全國多個(gè)省市陸續(xù)配備，之后國內(nèi)各企業(yè)逐漸加入消防機(jī)器人的研發(fā)隊(duì)伍，整體研發(fā)速度加快。雖然近幾年消防機(jī)器人得到了較好的發(fā)展，但由于起步時(shí)間較短，相較其他國家我國仍處于落后狀態(tài)，現(xiàn)有的消防機(jī)器人也多是以程序控制型為主，前沿技術(shù)還在向感覺功能和智能化方向邁進(jìn)。

3消防機(jī)器人在我國滅火救援中的應(yīng)用現(xiàn)狀及問題

3.1滅火救援中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1）滅火救援機(jī)器人類型

在滅火救援中使用的消防機(jī)器人，按照其性能、規(guī)格的不同可分為以下幾種類型：功能性上，可分為破拆、滅火和救援這三種類型;控制方式的角度，可分為線控、無線和自適應(yīng)機(jī)器人：從感覺功能的角度.可分為溫感類型、視覺類型和嗅覺類型;從智能的角度，可分為程序化機(jī)器人和智能化機(jī)器人。不同類型機(jī)器人發(fā)揮的作用和應(yīng)用場合不同。不同類型消防機(jī)器人負(fù)責(zé)的工作內(nèi)容及功能性各不相同，可完成不同指令下的操作，提高了滅火救援的效率。

2）具體應(yīng)用

消防機(jī)器人在智能化系統(tǒng)的管控下，加快信息數(shù)據(jù)收集、分析和處理速度，為滅火救援提供依據(jù)。具體來說，現(xiàn)有的消防機(jī)器人主要被應(yīng)用到以下幾方面：

一是石化場所救援。對于這類高危環(huán)境，消防機(jī)器人作業(yè)可提高滅火救援效果，保護(hù)消防及周邊人員的生命安全。如某城市曾發(fā)生的危險(xiǎn)品倉庫爆炸事件中，這一火災(zāi)發(fā)生場地屬于高危場所，造成的火災(zāi)危害比較大。一旦發(fā)生爆炸事故，消防人員很難進(jìn)入到現(xiàn)場展開救援。而將消防機(jī)器人應(yīng)用在消防工作中，則可加快救援進(jìn)程，降低人員的危險(xiǎn)性。

二是高層建筑火災(zāi)救援。高層建筑具有高度高、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、電氣設(shè)備及線路繁多等特征，很容易因?yàn)槿藛T操作或外界環(huán)境因素干擾，使內(nèi)部出現(xiàn)問題，進(jìn)而引起火災(zāi)事故。且由于環(huán)境密集性強(qiáng)，救援工作難度較大，對消防人員及居民生命安全帶來了威脅。而消防機(jī)器人的應(yīng)用，則可有效降低危險(xiǎn)系數(shù)，加快救援速度。高層建筑火災(zāi)蔓延的速度比較快，在消防機(jī)器人的設(shè)計(jì)中，應(yīng)結(jié)合高層建筑的特征，設(shè)計(jì)能夠爬樓的救援機(jī)器人，這有利于救援人員對高層中的火災(zāi)情況加以分析，為救援方案的最佳實(shí)施提供信息保障，最大程度的減小傷亡。

三是隧道及地下建筑。該區(qū)域?qū)儆诜忾]式空間，在火災(zāi)發(fā)生后，溫度會急劇上升，內(nèi)部氧氣含量迅速減少，對內(nèi)部人群帶來較大威脅，救援難度增加。但是使用消防機(jī)器人后，可為救援工作提供更多便利，降低傷亡率。

3.2滅火救援應(yīng)用中的問題

1）靈活度不高，移動難度大

雖然消防機(jī)器人的很多功能為救援滅火帶來較大優(yōu)勢，但靈活性不高，移動困難卻是阻礙其性能發(fā)揮的主要因素，這使得很多救援現(xiàn)場無法在第一時(shí)間獲取準(zhǔn)確資料數(shù)據(jù)，降低了救援的有效性。

2）自身?xiàng)l件限制

消防機(jī)器人在使用中會受到較多因素的限制，如高層建筑火災(zāi)中，消防機(jī)器人無法進(jìn)入;石油化工等高危區(qū)域內(nèi)，少量的消防機(jī)器人無法滿足作業(yè)要求，在火災(zāi)救援上不能很好的發(fā)揮作用;對于空間狹窄區(qū)域內(nèi)，消防機(jī)器人通過存在困難，信息獲取和救援工作有所延遲。

3）應(yīng)用機(jī)制不健全

消防機(jī)器人作為高新技術(shù)產(chǎn)品，目前使用成本相對較高，部分地區(qū)還無法承受其存在的成本支出，使用頻率低。再加上缺少完善的應(yīng)用機(jī)制，很難保證機(jī)器人應(yīng)用的有效性。

4消防機(jī)器人技術(shù)未來發(fā)展趨勢

4.1生物行走技能

為解決消防機(jī)器人行動不靈活、移動難度大這一問題，在未來的研究發(fā)展中，有必要將生物行走技能落實(shí)其中，利用該技術(shù)模擬人類行動，并在機(jī)器人上顯現(xiàn)出來，以此提高消防機(jī)器人的靈活性，加快其行動速度，提高救援滅火的效率。

4.2透視技術(shù)

消防機(jī)器人透視技術(shù)的研究開始于美國，研發(fā)具有透視眼功能的機(jī)器人，能夠在彼此之間形成一種無線信號連接，再借助互感器進(jìn)行信號接收和處理，準(zhǔn)確了解機(jī)器人所處環(huán)境的具體情況，結(jié)合這些數(shù)據(jù)繪制完整視覺圖。該技術(shù)應(yīng)用后，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人視線范圍內(nèi)所有數(shù)據(jù)的收錄，為救援滅火工作提供可靠依據(jù)，同時(shí)機(jī)器人獲取的資料數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度高，保證決策的可行性。該技術(shù)在未來發(fā)展中將具有更大的優(yōu)勢，加快事故災(zāi)害處理進(jìn)程，發(fā)揮機(jī)器人的作用。

4.3人機(jī)交互技術(shù)

人機(jī)交互是將人和機(jī)器人連接起來的重要手段，人機(jī)交互在機(jī)器人中的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資料的實(shí)時(shí)互傳和共享，讓操作人員準(zhǔn)確了解機(jī)器人所處環(huán)境，內(nèi)部存在問題等，并按照下發(fā)指令開展相關(guān)操作，加快救援滅火速度，減少損失和傷亡的產(chǎn)生。隨著人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，消防機(jī)器人的功能也將逐漸完善，實(shí)用性不斷增強(qiáng)。

5結(jié)語

總之，消防機(jī)器人的出現(xiàn)為相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展帶來新的機(jī)遇，雖然現(xiàn)階段我國在消防機(jī)器人發(fā)展中還存在一些問題，技術(shù)水平不高，但隨著科學(xué)技術(shù)的日益完善，這些問題將得到有效解決，消防機(jī)器人的功能也將逐步擴(kuò)展與完善，進(jìn)而推動消防工作的安全高效進(jìn)行，為領(lǐng)域發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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