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灭火 搜救 搬运 火灾救援机器人的神圣使命

发布时间: 2015-11-09 10:11:45 来源:新战略机器人网

核心提示: 8月,天津爆炸事件震惊全国,遇难人数达到114人,其中消防官兵牺牲34人。随着救灾工作的进一步开展,火灾现场的救援难度和时效性变得迫切而重要。也因此,火灾救援机器人被大众所期待和热议。
文/新战略机器人全媒体记者 叶兮
        8月,天津爆炸事件震惊全国,遇难人数达到114人,其中消防官兵牺牲34人。随着救灾工作的进一步开展,火灾现场的救援难度和时效性变得迫切而重要。也因此,火灾救援机器人被大众所期待和热议。
纵观我国近年来发生的火灾事故,出现消防员死伤的“二次灾难”现象并不在少数。在百度中搜索“消防员牺牲”字样,会至少出现226个条目。虽然扑火救灾是消防员的神圣职责,但生命岂可随便牺牲,在科技发达的今天,如何保障消防人员的生命安全?火灾救援机器人显现出重要性。

        虽然从目前来看,消防机器人技术还不够成熟,还无法做到完全替代消防员的地步,但他们可以在一定程度上替代消防员的工作,在一些环境恶劣,扑救困难的火灾现场,用消防机器人投入救援或许是一个不错的选择。
        时至今日,火灾救援机器人仍然处于研发、试制和不断改进的过程中,本文中将罗列全球较有特色和不同功能的火灾救援机器人。
灭火机器人

        灭火机器人分为车型和人形两种。车型机器人可深入到超高温的火灾中心地带,操作员则在100米之外,通过机器人头部两台摄像机传回的画面遥控指挥。它前进或后退的时速为18千米,车上装有安置了夹子、钳子、铁锹和叉子的铰接臂,能在火灾现场抓起一些危险物品,清理阻碍物,使那些装有化学品的易燃、易爆物远离火源。车上采用的全是阻燃材料,并装配储水箱,能将萌芽状态的明火迅速扑灭。
         人形消防机器人目前难度更高。目前较为典型的是美国弗吉尼亚理工大学与美国海军共同研发的双踏板消防机器人。这款高5英尺10英寸(177.8厘米),重约143磅(64.9千克)的机器人能在船只上执行消防任务,保障船员安全。它能够在各个方向行走和穿越障碍,就像一个步履稳健的水手,并且配备了传感器,能够在烟雾环境中“看”清周围的环境。
         其他的消防机器人,设计大多也是类似,且价格昂贵。他们完成的工作还是有限,对事故地点情况的勘察以及灭火剂的喷洒排烟等,其实和灭火飞机的能力差不多感觉。人员搜救危险物品排除等一些较复杂的工作只能作为协助而不能做到独立完成。
救援机器人

        其实,救援机器人,在很多国家已经投入使用,我国也已经开始研发,只是尚未普及。救援机器人其实主要形态有搬运、搜查、探测和移动等功能。
由日本Satoshi Tadokoro研发的蛇形机器人,超薄、长26英尺,主要用于搜寻被困人员。它的身上带有针孔摄像头,并且可以将拍到的图像传给救援人员,以便了解并控制灾区里的情况。它能依靠电机驱动的尼龙刷毛推动自身前行,就像蛇的鳞片一样,虽然移动速度不快,但可以深入废墟中的各个角落,还能攀爬20度角的倾斜面。
        机器人探测到生命体征后,其他搜救机器人就可以开展后续救援工作。
来自斯坦福大学的研究团队研发了一款微型消防机器人,它约12克,只有火柴盒大小,设计时参照了壁虎登山爬高的运动形式,据称可以拖拉比它重2000倍,也就是24公斤左右的物体。它可以协助在火灾现场移动呛伤昏迷的民众,或是进入人们进不了的窄小空间中,移动内部装置、进行维修。每一个成本只要20美元,能组成微型机器人大军,进行大规模的搬运工作。
此外,美国Vecna Robotics开发了人形救援机器人,主要用来代替人类进行救援。它卡通的脸部很有亲和力,从而使伤员放松心态、缓解紧张焦灼的情绪。它可以将处于危险情况下的人们抱出,并且可以通过调整不同的站姿来承载不同的重量,可以分别用双脚、膝盖或臀部站立,当遇崎岖路面时,它能“屈膝”跪地降低重心并用履带机构行进。
        日本在火灾救援机器人方面也不甘示弱,两款机器人较为亮眼。由菊池制作所为日本东京消防厅开发的救援机器人,它可以进入人类救援队不能去的事故现场寻找受害人,比如火势凶猛的房屋、爆炸或弥散毒气的现场。它能定位并安全救出被困人员,同时,它也可以应用于自然灾害的救援。该机器人身上配备超声波传感器、红外照相机,可以搜寻并定位被困人员,先使用两个试探臂识别受伤者,再缓缓地用双臂将伤员装载到一张雪撬样的床上,转移到安全地带。而且它还携带有氧气瓶,可以随时为伤员输氧。
        另一款是履带式机器人,这个履带式机器人主要由日本横滨地区的警察使用,它最多可以装下250磅重的人。虽然它的搜救功能有限,不过它可以安全地将被困人员运出危险区域,并且它内置的传感器还能探测被救人员是否正在受伤流血。
无人机

        无人机最大的优势就是可以在恶劣的自然条件下,利用简单条件就可以低空飞行,获取影像数据。此外,当地面运输工具无法展开救援时,无人机可以快速运输紧急物品。如:药品、血液、氧气面罩等逃生物资,在核心灾区进行大规模集群飞行调度;对于消防员无法抵达、或无法观测到的受灾部位,无人机可以飞行侦察,还可以滞留在高湿度、高温度的火场上空,一直监视灾情;快速对灾区空气和地表实施高效的病菌灭杀作业;可以代替对起降场地有较高要求的直升机,随时随地、快速进入灾区进行侦查和探测。
        自重量达到170斤,飞行高度30米,与消防水管直接连接,可飞到10层楼高直接参与灭火!特别是一些地形复杂,大型消防车难以到达的位置,无人机灭火更能发挥独特的作用。
        TOP 690 异型四轴消防侦察用无人机采用高效无刷电机作为动力。机身振动小,可以搭载精密仪器,如热成像仪、高清视频采集设备等。TOP8-1300EA系列多轴消防救援无人机装载了专用的高清30X变焦摄录设备及专业的无刷防抖云台,可实现远程空中火场或救援现场监控,并可将实时图像传回现场指挥部中指挥车,通过3G网络或其它中继甚至能将现场实况传回总队指挥中心,为救援现场或火灾现场提供实时的空中全方位立体影像,利于现场指挥员作出更为有利的决策提供依据。
         综上,不同功能的机器人在火灾救援工作中都能起到一定的辅助作用,也是当前各大企业瞄准的一块市场。日前,海伦哲表示,公司全资子公司上海格拉曼国际消防装备有限公司自主研发、生产、销售消防机器人。但据悉,目前该产品尚未经过公安部认证。
无论如何,火灾救援机器人的加入,将在很大程度上减轻消防战士的作业强度,可以在未知环境下替代人力侦检火点、搜索被困人员、率先进入火场控制火势,这无疑增强了队伍战斗力,让消防攻坚力量又上了一个新台阶。
  未来,随着消防部队装备的不断革新,灭火救援战斗的效率将有很大程度的提高,消防机器人也许在不久的将来就会大量装备在消防部门,代替消防人员去火场“冲锋陷阵”,而且通过机器人和消防员的协作,可以把救援力量发挥到最大程度,减轻消防战士的救援负担,保障他们的人身安全。

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