消防机器人的研究现状与展望分析

张中伟

摘 要：机器人是近几年随着科技水平提高产生的新型工具，彰显出了我国的技术实力，对于一些领域的发展带来了助力，加快了工作的进程，保证了作业过程的安全性。本文就以消防领域为例，对机器人研究现状及未来展望展开分析探讨。

关键词：消防机器人;研究现状;展望

消防救援及火灾扑灭工作存在较大危险性，在救援过程中很容易因为地理环境、设施设备不齐全等因素影响产生各种问题，对消防人员、周边建筑及人员带来较大威胁。但应用消防机器人后，可有效避免上述危险情况，降低复杂区域救援难度，提高火灾扑灭效率，维护大众的生命财产安全。

1消防机器人

消防机器人是科技发展到一定程度的必然产物，消防机器人的出现为火灾抢险及救援工作开展提供了科学的支持，有效降低了救援灭火的危险性，维护了消防人员的生命安全。同时，在消防机器人的作用下，救援灭火效率得到进一步提升，尤其是对一些复杂区域的救援工作，可减少灾害事故带来的危险。另外，火灾事故发生多是突发性的，由于其蔓延速度较快，火势把控力度不够，很容易对周边环境及人群带来较大威胁，增加了消防救援的难度。而使用消防机器人后，这些问题则得到了良好的解决和处理。消防机器人可直接代替消防人员深入火灾现场，对内部情况及存在的危险因素予以快速识别，将识别到的信息资料传输到指定系统内，便于管理人员协调和处理，这可优化现场救援及火灾扑灭效率，减少人员伤亡、同时消防机器人的应用也能为救援决策提供支持，防止不必要损失形成，推动消防事业的顺利发展。

2消防机器人的研究现状

消防机器人的研究工作开始于上世纪80年代的日本，当时日本处于工业化快速发展阶段，为改善自身工业化建设水平，逐渐加大消防机器人的研究力度。当时国际上将消防机器人划分为三种模式，一是程序控制，二是增加感觉功能，三是智能化发展。当时第一代参与灭火工作的消防机器人为彩虹5号，自此以后，消防机器人的数量、种类不断增多，在消防灭火及救援工作中发挥重要作用，也为机器人行业发展奠定了坚实的基础。现阶段消防机器人的功能性更加完善，智能化水平更高，已经可以独立完成多项作业，为消防行业发展带来了助力与支持。

相比于国外，我国在消防机器人上的研究存在起步晚、技术水平落后等情况，关于消防机器人的研究开始于20世纪末期，但真正应用却是近几年的事情。我国是在2002年，国家863项目“履带式、轮式消防灭火机器人”落地并经由国家验收合格，完成验收后，该型号消防机器人才被全国多个省市陆续配备，之后国内各企业逐渐加入消防机器人的研发队伍，整体研发速度加快。虽然近几年消防机器人得到了较好的发展，但由于起步时间较短，相较其他国家我国仍处于落后状态，现有的消防机器人也多是以程序控制型为主，前沿技术还在向感觉功能和智能化方向迈进。

3消防机器人在我国灭火救援中的应用现状及问题

3.1灭火救援中的应用现状

1）灭火救援机器人类型

在灭火救援中使用的消防机器人，按照其性能、规格的不同可分为以下几种类型：功能性上，可分为破拆、灭火和救援这三种类型;控制方式的角度，可分为线控、无线和自适应机器人：从感觉功能的角度.可分为温感类型、视觉类型和嗅觉类型;从智能的角度，可分为程序化机器人和智能化机器人。不同类型机器人发挥的作用和应用场合不同。不同类型消防机器人负责的工作内容及功能性各不相同，可完成不同指令下的操作，提高了灭火救援的效率。

2）具体应用

消防机器人在智能化系统的管控下，加快信息数据收集、分析和处理速度，为灭火救援提供依据。具体来说，现有的消防机器人主要被应用到以下几方面：

一是石化场所救援。对于这类高危环境，消防机器人作业可提高灭火救援效果，保护消防及周边人员的生命安全。如某城市曾发生的危险品仓库爆炸事件中，这一火灾发生场地属于高危场所，造成的火灾危害比较大。一旦发生爆炸事故，消防人员很难进入到现场展开救援。而将消防机器人应用在消防工作中，则可加快救援进程，降低人员的危险性。

二是高層建筑火灾救援。高层建筑具有高度高、内部结构复杂、电气设备及线路繁多等特征，很容易因为人员操作或外界环境因素干扰，使内部出现问题，进而引起火灾事故。且由于环境密集性强，救援工作难度较大，对消防人员及居民生命安全带来了威胁。而消防机器人的应用，则可有效降低危险系数，加快救援速度。高层建筑火灾蔓延的速度比较快，在消防机器人的设计中，应结合高层建筑的特征，设计能够爬楼的救援机器人，这有利于救援人员对高层中的火灾情况加以分析，为救援方案的最佳实施提供信息保障，最大程度的减小伤亡。

三是隧道及地下建筑。该区域属于封闭式空间，在火灾发生后，温度会急剧上升，内部氧气含量迅速减少，对内部人群带来较大威胁，救援难度增加。但是使用消防机器人后，可为救援工作提供更多便利，降低伤亡率。

3.2灭火救援应用中的问题

1）灵活度不高，移动难度大

虽然消防机器人的很多功能为救援灭火带来较大优势，但灵活性不高，移动困难却是阻碍其性能发挥的主要因素，这使得很多救援现场无法在第一时间获取准确资料数据，降低了救援的有效性。

2）自身条件限制

消防机器人在使用中会受到较多因素的限制，如高层建筑火灾中，消防机器人无法进入;石油化工等高危区域内，少量的消防机器人无法满足作业要求，在火灾救援上不能很好的发挥作用;对于空间狭窄区域内，消防机器人通过存在困难，信息获取和救援工作有所延迟。

3）应用机制不健全

消防机器人作为高新技术产品，目前使用成本相对较高，部分地区还无法承受其存在的成本支出，使用频率低。再加上缺少完善的应用机制，很难保证机器人应用的有效性。

4消防机器人技术未来发展趋势

4.1生物行走技能

为解决消防机器人行动不灵活、移动难度大这一问题，在未来的研究发展中，有必要将生物行走技能落实其中，利用该技术模拟人类行动，并在机器人上显现出来，以此提高消防机器人的灵活性，加快其行动速度，提高救援灭火的效率。

4.2透视技术

消防机器人透视技术的研究开始于美国，研发具有透视眼功能的机器人，能够在彼此之间形成一种无线信号连接，再借助互感器进行信号接收和处理，准确了解机器人所处环境的具体情况，结合这些数据绘制完整视觉图。该技术应用后，能够实现机器人视线范围内所有数据的收录，为救援灭火工作提供可靠依据，同时机器人获取的资料数据精准度高，保证决策的可行性。该技术在未来发展中将具有更大的优势，加快事故灾害处理进程，发挥机器人的作用。

4.3人机交互技术

人机交互是将人和机器人连接起来的重要手段，人机交互在机器人中的应用，可实现数据资料的实时互传和共享，让操作人员准确了解机器人所处环境，内部存在问题等，并按照下发指令开展相关操作，加快救援灭火速度，减少损失和伤亡的产生。随着人机交互技术的发展和应用，消防机器人的功能也将逐渐完善，实用性不断增强。

5结语

总之，消防机器人的出现为相关领域发展带来新的机遇，虽然现阶段我国在消防机器人发展中还存在一些问题，技术水平不高，但随着科学技术的日益完善，这些问题将得到有效解决，消防机器人的功能也将逐步扩展与完善，进而推动消防工作的安全高效进行，为领域发展奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]管永贺.消防机器人灭火救援应用技术的分析[J].消防界（电子版）.2020（22）

[2]刘永涛、孙瑞志、樊亚敏、黎冠.结构空间主动消防机器人系统研究与设计[J].消防科学与技术，2020，v.39;NO.304（09）

[3]刘群，石银霞，张珏，等.可自动更换灭火弹的消防机器人应用研究[J].电工技术，2019，NO.488（02）