智能消防机器人研发现状与功能展望

李世杰

摘要：消防机器人的研发与应用关系着人民的生命安全，智能消防机器人能够在重大火灾发生时，利用自身系列功能最大限度地减小人员伤亡。本文分析了目前消防机器人的国内、国外发展现状，提出了国内消防机器人发展存在的问题，进一步提出了消防机器人的功能优化方向，为消防机器人的发展提供了方向。

关键词：消防;机器人;火灾救援

随着社会经济的发展，天然气等易燃易爆气体泄漏引发的火灾、爆炸等事故逐年下降，但化学危险品和放射性物质泄漏以及燃烧、爆炸、坍塌的事故等安全隐患依然存在。一旦发生重大火灾事故，消防员将会面对高温、黑暗、有毒和浓煙等危害环境。在高温、缺氧、能见度低等恶劣条件下对相对复杂的事故现场情况的完全掌握是救援成败的决定因素。因此，代替救援人员进入事故现场，对温湿度、泄漏气体的浓度以及内部环境等进行实时探测的消防机器人对事故现场预报预警及灾后快速救援、保证消防员人员安全具有重要意义。

一、国内外现状

（1）国外现状：国外目前在消防机器人探测、救援方面进行了很多研究，投入较大的是美国、英国、日本等一些国家。消防机器人应用最多的是日本，早在80年代就研制了多种消防机器人并应用于消防部门。使用驱动轮或履带作为行驶机构，以内燃机和电动机作为动力，并配有气体检测仪器和监视设备，实现了爬坡、越障碍等动作，控制距离达到了100米。美国研发的多功能机器人装有各项感官系统，关节灵活多变能够穿越复杂地形，完成距离测量、现场精准勘探等救灾任务  。欧洲各国研制的消防机器人主要应用于森林火灾侦察、破拆等方面，搭载臂系统、旋转功能、驱动系统等模块，可以轻松进入高危地带远距离控制实现破拆、挖掘、搬运物料等功能。

（2）国内现状：总体而言我国的消防机器人研究起步相对较晚，近年来消防机器人的研制工作也得到了政府有关部门的支持。在2016年印发的《机器人产业发展规划（2016-2020）》中提出，面向国家战略需求和民生重大问题，推动服务机器人在助老助残、医疗康复、救灾救援、公共服务等领域的应用示范作用  ，消防机器人被列为十大重点推动的产品。部分公司研制的机器人能够在石油化工、大型仓储、山林灭火和化学污染洗消等方面实现喷洒、排烟、灭火等功能。但是，目前的消防机器人除了自动检测火灾和自动灭火技术比较成熟之外，还有很多不足之处。部分功能还不够完善或是只能覆盖消防救灾过程中的某一个环节，功能之间的配合还有待进一步提高。

二、国内消防机器人发展存在的问题

（1）操作专业化，缺乏相应的人才培训。消防机器人作为特种设备需要专业的人员进行操作。由于其智能化程度较高，融合了电子技术、控制理论和人工智能等技术，因此需要专业的人员负责对消防机器人进行操作与后期维护。目前阶段，存在着缺乏专业化人员的问题，而技术人员的培训又将会增加消防机器人的使用成本  。

（2）功能实现与平台搭建等技术不成熟。受到当前人工智能技术的发展水平影响，消防机器人的部分功能还不够完善，在危险地带无法真正做到取代消防员进行消防灭火。此外，相应的控制平台的建立不够完善，实时的交互平台搭建还未形成标准，消防机器人也难以独自进入火场完成环境信息收集与灭火任务。

（3）价格昂贵，性价比低。由于消防机器人是由众多智能模块构成，造价相对较为昂贵并且保养费用较高。就目前来讲，国内大部分地区还不具备装配消防机器人的能力。而且，由于火场环境较为复杂，机器人内部电子元件容易受到浓烟、潮湿、灰尘等影响较容易产生损坏，从而维护费用较高。

（4）消防机器人的普及化程度较低。由于我国消防机器人发展处于起步阶段，关于消防机器人的研发投入与相关生产企业较少，消防机器人的产业化生产规模较小。同时，消防部门向自动化、智能化发展的意识与意愿较为薄弱，现阶段无法普及到每一个消防部门。

三、消防机器人功能优化方向

智能消防机器人集合无线模块、交互模块、报警模块、识别模块、避险模块，依托灭火系统、烟雾感应系统、火源检测系统、信息分析系统、定位系统，在面临高温、有毒、缺氧、建筑物坍塌和浓烟情况等各种复杂的环境中，能够在探测人员不需要进入环境状况下通过远程操作，对灾害现场环境中信息数据进行采集，减少消防人员的伤亡，也能够让决策人员做出准确的判断，有效的把危险系数降到最低，保护人民财产和生命安全  。

（1）耐高温、耐腐蚀性。消防机器人采用耐高温、耐腐蚀、抗热辐射、防雨淋、防化学腐浊、防电磁干扰等特性材料且整体构建坚固防腐，能够在不同化学火场环境中保持整体性，不会影响火场环境中消防员的正常使用。从而确保在运行过程中发挥该有的功能，辅助消防员及时救灾灭火。

（2）操作方便。消防机器人可装载摄像头等感应装置，将智能消防机器人置于火场环境中，操作人员只需使用操作手柄，便可将现场情况通过网络实时传输给后方系统处理，便于指挥人员根据反馈结果，及时对灾情做出科学判断，并对灾害事故现场工作做出正确、合理的决策。

（3）机动性好。智能消防机器人体积小巧，可以随消防车便捷运输。能够轻松进入复杂环境，适应多种地形类别，实现运输救援物料、火场牵引等功能。

（4）智能化水平高、效率高。消防机器人结合人工智能、计算机技术、电力电子、模糊控制等技术，可根据现场实际情况收集、处理、分析、传输反馈信息，高效的对事故现场环境进行信息收集、灭火等工作。

（5）清洁性。采用太阳能技术和充电技术双结合，最大限度的节省资源。采用电能驱动为主，太阳能驱动为辅，最大限度的保证车辆的运行并且减少能源的消耗。

参考文献

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（河北工程大学  河北  邯郸  056000）