京津冀区域延庆、平谷等多地发生火灾:黑科技如何应用于消防?

OFweek机器人网 中字

在疫情的影响下,2020年已经是多灾多难的一年,然而灾难并没有停下它的脚步。3月18日,我国北方城市受到了2020年开年以来最强大风天气的冲击,其中北京局部地区的风力高达11级。同时,这场大风还导致京津冀多地发生火灾。

据报道,2020年3月18日下午16点左右,北京市延庆区永宁镇四司村东山发生森林大火。火灾发生后,北京市消防救援总队已派就近消防力量配合开展灭火,并从全市调集力量赶赴延庆。其中,延庆当地100名消防指战员投入灭火,随后又从石景山、海淀、朝阳、昌平、顺义、通州等地特勤支队调集400名消防指战员奔赴火场。目前,火场已无明火,分队正在清理烟点。

随后,在3月18日19点左右,平谷区山东庄镇鱼子山也发生森林火灾,北京消防调派平谷支队、海淀支队、密云支队和大兴支队各50名消防指战员,朝阳支队100名消防指战员,共计300人、37部消防车赶赴现场处置。幸运的是,目前火势已经得到控制。除此之外,还有天津市津南、河北保定等地也相继出现火灾。

火灾往往突发性强、破坏性大、火势迅猛、扑救困难,一旦发生,受地形等多重因素影响,常规地面消防救援装备很难迅速抵达火灾现场,易错过最佳灭火时机。此外,传统的人海战救火对消防员的人身安全也会构成严重威胁。近年来,现代消防向“立体灭火”方向改革,人们开始将目光投向消防无人机和智能消防机器人。

火场“新”战士——智能消防机器人

消防机器人是特种机器人中的重要一员,在一代又一代专家的共同努力下,基于第三代高级智能化的人形智能机器人已经出现在大众面前。这种机器人不同于第二代的是它拥有较灵活的四肢,可以像消防员那样进行工作。

除此之外,作为一个特种机器人,它还拥有多种功能。在现场救援时,消防机器人可以代替消防员进入缺氧、易爆、高温、有毒等危险环境。通过它身上的配备的高清晰度3D摄像头,消防指挥员可以全方位了解火场分布情况,从而设计出最优的解决方案。消防机器人具备极强的侦查功能,能在复杂险恶的环境中开展火源认定,在判定火源位置后迅速抵达,使用灭火设备将其扑灭。

但是,由于人形智能机器人存在行动不便的缺陷,斯坦福大学的团队就设计了一种“充气式机器蛇”,可以自由伸缩自己的长度。并且搭载了自主运算的芯片和运动感应器,让它可以智能地判断“路况”。如果遇到障碍物需要转弯,“空气蛇”的大脑就会发送信号给后端的机械泵,通过在上下左右不同侧面充入不同量的空气,来实现转弯等复杂的运动。

因此,这种空气蛇可以精准地穿越障碍物到达火场。对于教堂穹顶、藻井等不便接触的角落,“空气蛇”就可以代替人类完成灭火。由于称重能力强,至少100公斤以上的重物,它还能够帮助被压在掉落物下面的人脱险。

空中的眼睛——无人机

无人机综合考虑结构、气动、电机、电调和螺旋桨动力以及电池能源和飞行控制等系统,进行联合建模分析与仿真,实现了多旋翼飞行平台在火场复杂环境气象条件下的高抗风稳定飞行能力。同时,多旋翼无人机机动灵活,可垂直起降,不受场地及地形限制地携带灭火弹进行森林消防辅助救援,能够弥补现有森林消防装备的不足。森林灭火弹壳体材料采用轻质、脆性、可降解高分子阻燃材料,有效提高了灭火弹的灭火剂装载量和灭火效能,并减少对环境的污染。灭火弹采用分体式设计——储存及运输时分开存放, 在投掷前“合体”,可防止误引爆,保证安全性。

消防无人机还有一双“火眼金睛”,采用激光测距瞄准和延时传感器相结合,可精确控制灭火弹的空爆和弥散高度,可实现对森林地面和树梢火的有效扑灭。

发展受限

尽管消防无人机和智能消防机器人在火灾应用中有如此多的益处,但是由于这些原因,目前仍然无法大规模使用。

1、智能化程度不高

无论是无人机还是机器人,均得益于人工智能的飞速发展。目前的机器人在缺乏真人指挥的前提下,只能凭借感应器做出少量“智能”的反应,本质上还比较机械,只能完成单项救援任务。另外,柔软的材料(像是塑料)在抗热性上也表现不佳。想要提高救灾机器人的智力和适应性,还需要芯片硬件、材料学、物联网、智能算法等技术的综合进步,短时期内救灾恐怕还要靠人类自己了。

2、成本昂贵

众所周知,消防机器人研发周期长,损耗经费高,数量稀少,且由各种精密设备和仪器组成,因此造价高昂,即使一台国产消防机器人也动辄数百万元,很难给消防员大量配备。

3、使用不易

无人机和机器人不像普通的智能科技产品,操作难度极高,使用者的素质与行业技术之间需要长时间的磨合。不是每个使用者都可以完全或者正确的控制机器人和无人机,使用过程中的误操作易造成损坏。

4、维护保养困难

消防机器人是高科技的结晶,体内的电子元器件相对较脆弱,容易受到灰尘、浓烟和潮湿环境的影响,无论是操控还是维护都需要较高的专业水准,需要定期组织技术人员进行培训,而这对于忙碌的消防员来说并不容易。


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