消防機器人的研究現狀與展望分析

張中偉

摘 要：機器人是近幾年隨著科技水平提高產生的新型工具，彰顯出了我國的技術實力，對于一些領域的發展帶來了助力，加快了工作的進程，保證了作業過程的安全性。本文就以消防領域為例，對機器人研究現狀及未來展望展開分析探討。

關鍵詞：消防機器人;研究現狀;展望

消防救援及火災撲滅工作存在較大危險性，在救援過程中很容易因為地理環境、設施設備不齊全等因素影響產生各種問題，對消防人員、周邊建筑及人員帶來較大威脅。但應用消防機器人后，可有效避免上述危險情況，降低復雜區域救援難度，提高火災撲滅效率，維護大眾的生命財產安全。

1消防機器人

消防機器人是科技發展到一定程度的必然產物，消防機器人的出現為火災搶險及救援工作開展提供了科學的支持，有效降低了救援滅火的危險性，維護了消防人員的生命安全。同時，在消防機器人的作用下，救援滅火效率得到進一步提升，尤其是對一些復雜區域的救援工作，可減少災害事故帶來的危險。另外，火災事故發生多是突發性的，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。而使用消防機器人后，這些問題則得到了良好的解決和處理。消防機器人可直接代替消防人員深入火災現場，對內部情況及存在的危險因素予以快速識別，將識別到的信息資料傳輸到指定系統內，便于管理人員協調和處理，這可優化現場救援及火災撲滅效率，減少人員傷亡、同時消防機器人的應用也能為救援決策提供支持，防止不必要損失形成，推動消防事業的順利發展。

2消防機器人的研究現狀

消防機器人的研究工作開始于上世紀80年代的日本，當時日本處于工業化快速發展階段，為改善自身工業化建設水平，逐漸加大消防機器人的研究力度。當時國際上將消防機器人劃分為三種模式，一是程序控制，二是增加感覺功能，三是智能化發展。當時第一代參與滅火工作的消防機器人為彩虹5號，自此以后，消防機器人的數量、種類不斷增多，在消防滅火及救援工作中發揮重要作用，也為機器人行業發展奠定了堅實的基礎。現階段消防機器人的功能性更加完善，智能化水平更高，已經可以獨立完成多項作業，為消防行業發展帶來了助力與支持。

相比于國外，我國在消防機器人上的研究存在起步晚、技術水平落后等情況，關于消防機器人的研究開始于20世紀末期，但真正應用卻是近幾年的事情。我國是在2002年，國家863項目“履帶式、輪式消防滅火機器人”落地并經由國家驗收合格，完成驗收后，該型號消防機器人才被全國多個省市陸續配備，之后國內各企業逐漸加入消防機器人的研發隊伍，整體研發速度加快。雖然近幾年消防機器人得到了較好的發展，但由于起步時間較短，相較其他國家我國仍處于落后狀態，現有的消防機器人也多是以程序控制型為主，前沿技術還在向感覺功能和智能化方向邁進。

3消防機器人在我國滅火救援中的應用現狀及問題

3.1滅火救援中的應用現狀

1）滅火救援機器人類型

在滅火救援中使用的消防機器人，按照其性能、規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、無線和自適應機器人：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，可分為程序化機器人和智能化機器人。不同類型機器人發揮的作用和應用場合不同。不同類型消防機器人負責的工作內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）具體應用

消防機器人在智能化系統的管控下，加快信息數據收集、分析和處理速度，為滅火救援提供依據。具體來說，現有的消防機器人主要被應用到以下幾方面：

一是石化場所救援。對于這類高危環境，消防機器人作業可提高滅火救援效果，保護消防及周邊人員的生命安全。如某城市曾發生的危險品倉庫爆炸事件中，這一火災發生場地屬于高危場所，造成的火災危害比較大。一旦發生爆炸事故，消防人員很難進入到現場展開救援。而將消防機器人應用在消防工作中，則可加快救援進程，降低人員的危險性。

二是高層建筑火災救援。高層建筑具有高度高、內部結構復雜、電氣設備及線路繁多等特征，很容易因為人員操作或外界環境因素干擾，使內部出現問題，進而引起火災事故。且由于環境密集性強，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。而消防機器人的應用，則可有效降低危險系數，加快救援速度。高層建筑火災蔓延的速度比較快，在消防機器人的設計中，應結合高層建筑的特征，設計能夠爬樓的救援機器人，這有利于救援人員對高層中的火災情況加以分析，為救援方案的最佳實施提供信息保障，最大程度的減小傷亡。

三是隧道及地下建筑。該區域屬于封閉式空間，在火災發生后，溫度會急劇上升，內部氧氣含量迅速減少，對內部人群帶來較大威脅，救援難度增加。但是使用消防機器人后，可為救援工作提供更多便利，降低傷亡率。

3.2滅火救援應用中的問題

1）靈活度不高，移動難度大

雖然消防機器人的很多功能為救援滅火帶來較大優勢，但靈活性不高，移動困難卻是阻礙其性能發揮的主要因素，這使得很多救援現場無法在第一時間獲取準確資料數據，降低了救援的有效性。

2）自身條件限制

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

3）應用機制不健全

消防機器人作為高新技術產品，目前使用成本相對較高，部分地區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用機制，很難保證機器人應用的有效性。

4消防機器人技術未來發展趨勢

4.1生物行走技能

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

4.2透視技術

消防機器人透視技術的研究開始于美國，研發具有透視眼功能的機器人，能夠在彼此之間形成一種無線信號連接，再借助互感器進行信號接收和處理，準確了解機器人所處環境的具體情況，結合這些數據繪制完整視覺圖。該技術應用后，能夠實現機器人視線范圍內所有數據的收錄，為救援滅火工作提供可靠依據，同時機器人獲取的資料數據精準度高，保證決策的可行性。該技術在未來發展中將具有更大的優勢，加快事故災害處理進程，發揮機器人的作用。

4.3人機交互技術

人機交互是將人和機器人連接起來的重要手段，人機交互在機器人中的應用，可實現數據資料的實時互傳和共享，讓操作人員準確了解機器人所處環境，內部存在問題等，并按照下發指令開展相關操作，加快救援滅火速度，減少損失和傷亡的產生。隨著人機交互技術的發展和應用，消防機器人的功能也將逐漸完善，實用性不斷增強。

5結語

總之，消防機器人的出現為相關領域發展帶來新的機遇，雖然現階段我國在消防機器人發展中還存在一些問題，技術水平不高，但隨著科學技術的日益完善，這些問題將得到有效解決，消防機器人的功能也將逐步擴展與完善，進而推動消防工作的安全高效進行，為領域發展奠定堅實的基礎。

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