智能消防機器人研發現狀與功能展望

李世杰

摘要：消防機器人的研發與應用關系著人民的生命安全，智能消防機器人能夠在重大火災發生時，利用自身系列功能最大限度地減小人員傷亡。本文分析了目前消防機器人的國內、國外發展現狀，提出了國內消防機器人發展存在的問題，進一步提出了消防機器人的功能優化方向，為消防機器人的發展提供了方向。

關鍵詞：消防;機器人;火災救援

隨著社會經濟的發展，天然氣等易燃易爆氣體泄漏引發的火災、爆炸等事故逐年下降，但化學危險品和放射性物質泄漏以及燃燒、爆炸、坍塌的事故等安全隱患依然存在。一旦發生重大火災事故，消防員將會面對高溫、黑暗、有毒和濃煙等危害環境。在高溫、缺氧、能見度低等惡劣條件下對相對復雜的事故現場情況的完全掌握是救援成敗的決定因素。因此，代替救援人員進入事故現場，對溫濕度、泄漏氣體的濃度以及內部環境等進行實時探測的消防機器人對事故現場預報預警及災后快速救援、保證消防員人員安全具有重要意義。

一、國內外現狀

（1）國外現狀：國外目前在消防機器人探測、救援方面進行了很多研究，投入較大的是美國、英國、日本等一些國家。消防機器人應用最多的是日本，早在80年代就研制了多種消防機器人并應用于消防部門。使用驅動輪或履帶作為行駛機構，以內燃機和電動機作為動力，并配有氣體檢測儀器和監視設備，實現了爬坡、越障礙等動作，控制距離達到了100米。美國研發的多功能機器人裝有各項感官系統，關節靈活多變能夠穿越復雜地形，完成距離測量、現場精準勘探等救災任務 ?。歐洲各國研制的消防機器人主要應用于森林火災偵察、破拆等方面，搭載臂系統、旋轉功能、驅動系統等模塊，可以輕松進入高危地帶遠距離控制實現破拆、挖掘、搬運物料等功能。

（2）國內現狀：總體而言我國的消防機器人研究起步相對較晚，近年來消防機器人的研制工作也得到了政府有關部門的支持。在2016年印發的《機器人產業發展規劃（2016-2020）》中提出，面向國家戰略需求和民生重大問題，推動服務機器人在助老助殘、醫療康復、救災救援、公共服務等領域的應用示范作用 ?，消防機器人被列為十大重點推動的產品。部分公司研制的機器人能夠在石油化工、大型倉儲、山林滅火和化學污染洗消等方面實現噴灑、排煙、滅火等功能。但是，目前的消防機器人除了自動檢測火災和自動滅火技術比較成熟之外，還有很多不足之處。部分功能還不夠完善或是只能覆蓋消防救災過程中的某一個環節，功能之間的配合還有待進一步提高。

二、國內消防機器人發展存在的問題

（1）操作專業化，缺乏相應的人才培訓。消防機器人作為特種設備需要專業的人員進行操作。由于其智能化程度較高，融合了電子技術、控制理論和人工智能等技術，因此需要專業的人員負責對消防機器人進行操作與后期維護。目前階段，存在著缺乏專業化人員的問題，而技術人員的培訓又將會增加消防機器人的使用成本 ?。

（2）功能實現與平臺搭建等技術不成熟。受到當前人工智能技術的發展水平影響，消防機器人的部分功能還不夠完善，在危險地帶無法真正做到取代消防員進行消防滅火。此外，相應的控制平臺的建立不夠完善，實時的交互平臺搭建還未形成標準，消防機器人也難以獨自進入火場完成環境信息收集與滅火任務。

（3）價格昂貴，性價比低。由于消防機器人是由眾多智能模塊構成，造價相對較為昂貴并且保養費用較高。就目前來講，國內大部分地區還不具備裝配消防機器人的能力。而且，由于火場環境較為復雜，機器人內部電子元件容易受到濃煙、潮濕、灰塵等影響較容易產生損壞，從而維護費用較高。

（4）消防機器人的普及化程度較低。由于我國消防機器人發展處于起步階段，關于消防機器人的研發投入與相關生產企業較少，消防機器人的產業化生產規模較小。同時，消防部門向自動化、智能化發展的意識與意愿較為薄弱，現階段無法普及到每一個消防部門。

三、消防機器人功能優化方向

智能消防機器人集合無線模塊、交互模塊、報警模塊、識別模塊、避險模塊，依托滅火系統、煙霧感應系統、火源檢測系統、信息分析系統、定位系統，在面臨高溫、有毒、缺氧、建筑物坍塌和濃煙情況等各種復雜的環境中，能夠在探測人員不需要進入環境狀況下通過遠程操作，對災害現場環境中信息數據進行采集，減少消防人員的傷亡，也能夠讓決策人員做出準確的判斷，有效的把危險系數降到最低，保護人民財產和生命安全 ?。

（1）耐高溫、耐腐蝕性。消防機器人采用耐高溫、耐腐蝕、抗熱輻射、防雨淋、防化學腐濁、防電磁干擾等特性材料且整體構建堅固防腐，能夠在不同化學火場環境中保持整體性，不會影響火場環境中消防員的正常使用。從而確保在運行過程中發揮該有的功能，輔助消防員及時救災滅火。

（2）操作方便。消防機器人可裝載攝像頭等感應裝置，將智能消防機器人置于火場環境中，操作人員只需使用操作手柄，便可將現場情況通過網絡實時傳輸給后方系統處理，便于指揮人員根據反饋結果，及時對災情做出科學判斷，并對災害事故現場工作做出正確、合理的決策。

（3）機動性好。智能消防機器人體積小巧，可以隨消防車便捷運輸。能夠輕松進入復雜環境，適應多種地形類別，實現運輸救援物料、火場牽引等功能。

（4）智能化水平高、效率高。消防機器人結合人工智能、計算機技術、電力電子、模糊控制等技術，可根據現場實際情況收集、處理、分析、傳輸反饋信息，高效的對事故現場環境進行信息收集、滅火等工作。

（5）清潔性。采用太陽能技術和充電技術雙結合，最大限度的節省資源。采用電能驅動為主，太陽能驅動為輔，最大限度的保證車輛的運行并且減少能源的消耗。

參考文獻

[1] 李明璐，尹藝玲.智能消防車的發展研究現狀[J].裝備制造技術，2019（06）：225-228.

[2] 中國的機器人未來——《機器人產業發展規劃（2016-2020年）》解讀[J].裝備制造，2016（08）：40-45.

[3] 華濱.消防機器人市場的現狀與未來[J].中國安防，2018（11）：49-52.

[4] 孫寧，裴文良，閔桂元，王永軍.消防滅火機器人設計及應用[J].消防科學與技術，2018，37（07）：942-944.

（河北工程大學 ?河北 ?邯鄲 ?056000）