隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，尤其是近幾年，許多地區(qū)大量高層建筑、地下建筑和大型石化企業(yè)不斷涌現(xiàn)，由于這些建筑和企業(yè)生產(chǎn)的特殊性，導(dǎo)致化學(xué)危險(xiǎn)品和放射性物質(zhì)泄漏以及燃燒、爆炸、坍塌的事故隱患增加，事故發(fā)生的概率也相應(yīng)提高。
一旦發(fā)生災(zāi)害事故，消防員面對(duì)高溫、黑暗、有毒和濃煙等危害環(huán)境時(shí)，若沒有相應(yīng)的設(shè)備貿(mào)然沖進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)，不僅不能完成任務(wù)，還會(huì)徒增人員傷亡，這方面消防隊(duì)已歷經(jīng)諸多血的教訓(xùn)。尤其是當(dāng)新消防法出臺(tái)后，搶險(xiǎn)救援已成為消防隊(duì)的法定任務(wù)，面對(duì)新時(shí)期面臨的新情況新任務(wù)，也為了更好地解決前述難題，消防機(jī)器人的配備顯得日益重要。
消防機(jī)器人作為特種機(jī)器人的一種，在滅火和搶險(xiǎn)救援中愈加發(fā)揮舉足輕重的作用。各種大型石油化工企業(yè)、隧道、地鐵等不斷增多，油品燃?xì)?、毒氣泄漏爆炸、隧道、地鐵坍塌等災(zāi)害隱患不斷增加。此類災(zāi)害具有突發(fā)性強(qiáng)、處置過程復(fù)雜、危害巨大、防治困難等特點(diǎn)，已成頑疾。消防機(jī)器人能代替消防救援人員進(jìn)入易燃易爆、有毒、缺氧、濃煙等危險(xiǎn)災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、反饋，有效地解決消防人員在上述場(chǎng)所面臨的人身安全、數(shù)據(jù)信息采集不足等問題。現(xiàn)場(chǎng)指揮人員可以根據(jù)其反饋結(jié)果，及時(shí)對(duì)災(zāi)情作出科學(xué)判斷，并對(duì)災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)工作作出正確、合理的決策。
消防機(jī)器人的發(fā)展歷史
機(jī)器人自60年代初問世以來，經(jīng)歷40余年的發(fā)展，己取得長足進(jìn)步，社會(huì)各行各業(yè)皆可見其身影。
上較早開展消防機(jī)器人研究的是美國和前蘇聯(lián)，稍后，英國、日本、法國、德國等國家也紛紛開始研究該類技術(shù)。目前已有很多種不同功能的消防機(jī)器人用于救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)。
日本的消防機(jī)器不僅技術(shù)，而且數(shù)量也。相應(yīng)的，其投入應(yīng)用的消防機(jī)器人也多。從1986年日本東京消防廳在滅火中采用了“彩虹5號(hào)”消防機(jī)器人后，消防機(jī)器人就逐漸在滅火救災(zāi)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，消防機(jī)器人技術(shù)也得到快速的發(fā)展。截至目前，消防機(jī)器人已經(jīng)穩(wěn)步向第三代智能機(jī)器人前進(jìn)。
美國的消防機(jī)器人亦處于技術(shù)頂點(diǎn)位置，其開發(fā)的消防機(jī)器人已具備較為成熟第三代功能。
消防機(jī)器人在火災(zāi)和應(yīng)急救援中的作用
消防機(jī)器人作為代替消防員進(jìn)入危險(xiǎn)復(fù)雜環(huán)境的特殊裝備，必須具有以下幾個(gè)功能。
移動(dòng)功能
在消防機(jī)器人分類中已經(jīng)闡述過，可依據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況采用履帶式或者輪式，從災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況考慮，消防機(jī)器人的移動(dòng)載體須具有較強(qiáng)的越野能力和一定的自適應(yīng)能力，能夠自行判斷并翻越障礙，自主分析現(xiàn)場(chǎng)情況，能夠完成攀爬一定角度的樓梯等復(fù)雜功能。
探測(cè)功能
消防機(jī)器人可以根據(jù)災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)情況依賴于各種電子元器件進(jìn)行探測(cè)，裝載攝像頭可將現(xiàn)場(chǎng)情況通過通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸給后方系統(tǒng)處理，同時(shí)有賴于各種傳感器。主要分為兩類：一類是內(nèi)部傳感器，用來探測(cè)在災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)中消防機(jī)器人自身狀態(tài)參數(shù)，反饋給中央大腦DSP，進(jìn)行合理的路徑規(guī)劃，并根據(jù)災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)情況合理安排，使消防機(jī)器人有序開展工作。另一類是外部傳感器，用來探測(cè)災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)(障礙物情況、火場(chǎng)溫度、輻射熱強(qiáng)度、有毒氣體或者可燃?xì)怏w種類和濃度和氧氣含量等)，為后方處理系統(tǒng)提供原始數(shù)據(jù)。
控制處理通信功能
由于DSP在處理數(shù)字信息方面與單片機(jī)相比具有*的優(yōu)勢(shì)，因此，消防機(jī)器人普遍采用DSP作為信息處理大腦。而控制處理通信主要由三個(gè)方面組成：
一是消防機(jī)器人內(nèi)部處理系統(tǒng)。通過各種傳感器探測(cè)災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際數(shù)據(jù)，DSP對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。
二是通信網(wǎng)絡(luò)?？梢岳孟狸?duì)自身的三級(jí)組網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;也考慮到技術(shù)成熟的關(guān)系，可以利用公眾的2.5代GPRS或者2.75代EDGE網(wǎng)絡(luò)。以及可直接采用3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)通信，并能實(shí)施雙工乃至多工通信;另一方法便是線控。
防腐蝕、防爆功能
正因?yàn)橄罊C(jī)器人代替消防員進(jìn)入危險(xiǎn)復(fù)雜的災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)，必須考慮到其電子元器件、機(jī)械材料等構(gòu)建承受腐蝕、高溫、粉塵、濃煙等惡劣環(huán)境的能力，對(duì)其關(guān)鍵部位進(jìn)行防腐蝕、防爆處理，保證其處于穩(wěn)定工作狀態(tài)，以確保順利完成任務(wù)。
消防功能
這也是消防機(jī)器人的主要功能。通過消防機(jī)器人前期準(zhǔn)備準(zhǔn)備工作，現(xiàn)場(chǎng)指揮員根據(jù)后方輔助決策系統(tǒng)提供信息，并根據(jù)其個(gè)人歷來滅火和搶險(xiǎn)救援經(jīng)驗(yàn)，作出正確判斷，發(fā)出遙控指令，指揮消防機(jī)器人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處置。
消防機(jī)器人的主要種類
從主要功能上可分為:
(1)滅火機(jī)器人;(2)火場(chǎng)偵察機(jī)器人;(3)危險(xiǎn)物品泄漏探測(cè)機(jī)器人;(4)破拆機(jī)器人;(5)救人機(jī)器人;(6)多功能消防機(jī)器人等。
從行走方式可分為:
(1)輪式行走消防機(jī)器人;(2)履帶式行走消防機(jī)器人;(3)履帶輪式行走消防機(jī)器人等。
從控制方式上可分為:
(1)線控消防機(jī)器人;(2)無線遙控消防機(jī)器人;(3)自適應(yīng)消防機(jī)器人等。
從智能化程度上可分為:
(1)程序化控制消防機(jī)器人;(2)具有感覺功能計(jì)算機(jī)輔助控制消防機(jī)器人;(3)智能化消防機(jī)器人等。
從感覺功能上可分為:
(1)視覺消防機(jī)器人;(2)嗅覺消防機(jī)器人;(3)溫感消防機(jī)器人;(4)煙感消防機(jī)器人;(5)觸覺消防機(jī)器人等。
消防機(jī)器人的特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
1、無生命損傷性。消防機(jī)器人作為一種無生命載體，在面臨高溫、有毒、缺氧和濃煙等各種危險(xiǎn)復(fù)雜的環(huán)境時(shí)，在人力所不及之處可充分發(fā)揮其作用，大大減少消防人員傷亡。如若配備消防機(jī)器人，黃島油庫、湖南衡陽大火、天津港事件釀成的悲劇本可以避免。
2、可重復(fù)使用性。消防機(jī)器人作為一種特殊武器裝備，在細(xì)心維護(hù)保養(yǎng)的同時(shí)，可反復(fù)多次使用，發(fā)揮其效能。
3、人工智能性?，F(xiàn)代機(jī)器人是人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制、電力電子、模糊控制和機(jī)械工業(yè)等學(xué)科的結(jié)合體。而消防機(jī)器人作為特種機(jī)器人的一種，更是揉合了各項(xiàng)*成果，機(jī)器人已是反應(yīng)國家的技術(shù)先機(jī)與否的標(biāo)志之一。各國政府技術(shù)部門、公司針對(duì)消防員面臨日趨復(fù)雜的應(yīng)急救援的環(huán)境，在目前人工智能已成熟的前提下，結(jié)合了其他各項(xiàng)*，針對(duì)特殊情況開發(fā)出具有針對(duì)性的消防機(jī)器人?？筛鶕?jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，自主判斷實(shí)際危險(xiǎn)情況來源，進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、處理、傳輸反饋、滅火等工作。
缺點(diǎn)
1、維護(hù)保養(yǎng)復(fù)雜。由于消防機(jī)器人屬于*的結(jié)合體，對(duì)操控、維護(hù)保養(yǎng)人員有一定的要求，專業(yè)方面要求有一定的知識(shí)，要定期舉行專業(yè)人員培訓(xùn)，尤其是電子元件，或可能受到潮濕、濃煙和灰塵等影響，需要一定的維護(hù)保養(yǎng)知識(shí)基礎(chǔ)。
2、造價(jià)高昂。由于消防機(jī)器人屬于高等學(xué)科知識(shí)和各項(xiàng)**的集合體，研制時(shí)間較長，研制經(jīng)費(fèi)較高，且生產(chǎn)數(shù)量并不多，造成價(jià)格普遍昂貴，不能大量配備消防隊(duì)。同時(shí)，各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，政府財(cái)政撥出能力有限，也是其不能大量配備消防隊(duì)的重要原因之一。
