全国各地的大火以及这次天津的爆炸,消防员的牺牲越来越让人心痛,人民群众肯定想象如果能够代替消防员进入火场,这样的机器就是贵点有什么?所以第一个问题很明确,由于消防员在某些情况下的危险处境,如果能够用机器代替完成一些危险的工作,将具有重要意义。那么为什么此类设备在中国非常的少见或者采购的很少呢?
首先我们要分清一些概念,消防机器人在目前常用的机器人分类中归属于特种作业机器人,救援机器人也属于特种作业机器人。其实传统意义的消防机器人已经存在并得到应用,如下图所示会喷水的机器人,已经在国内某些地方得到应用。通常情况下的救援机器人也得等到了应用,这个我们也不陌生,抗震救灾中已常见报道。我们讨论的机器人其实应该属于火灾中的救援机器人。
那么为什么在火灾和爆炸现场中为何无法看到救援机器人的影子呢?
我们假设,机器人在消防的工作环境是一般意义上的火场(一个被烧了的房子里散落着各种物品),而工作的内容主要以救援为主。
1.技术原因从材料,控制,结构,元器件等分析
以材料来说,现有机器人以铝合金,复合塑料为主。在消防环境中,如果改变材料本身很贵而且有重量问题,如果涂防热材料也贵。
控制,在消防环境中,有倒塌的墙体,散落的物品,以及正在散落的东西,机器人的灵活性,壁障都不够迅速。以机械臂为例,避开自身机体或本体壁障控制就已经不易,如果加上外界壁障,则运动速度过慢。而且大多数机器人无法跨越物体,能跨越的大多是液压控制的
通信,在火场中通信信号不稳定,磁干扰极为严重,通信效果差,会出现无法远程控制的情况,这个时候自动控制则会无比的复杂,包括运动控制,室内定位,物体识别几乎不可能完成,尤其是通过视觉的物体识别和定位。
元器件,大家都知道电阻预热会增加阻值,而每个元器件的datasheet也都会写明工作范围,在火场中许多零部件都无法正常工作,连cpu都自己关闭了还谈什么机器人
机械部件,最重要的是减速机,马达,液压等东西,在装配地时候的都讲求紧配。同时,小学就学过一个原理叫做,热胀冷缩。马达转不了,减速机转不了,液压装置动不了,难道让人把他扛出去?
电源也是硬伤,要想造出通过电源来供电的机器人,可以工作一个小时以上并有一定负重和工作任务的,光电池就够了,而且电池本身就是一个小炸弹。如果问我为什么不用油来供电,我…
好吧,如果上面的问题都解决了,有一个机器人,可能是有人来控制的,也可能自己控制,有防火涂层,有自冷却系统保证元器件和机械装置正常运行。那么,下面就遇到了机器人领域的最大2个问题,环境复杂度问题和成本问题。
2.环境复杂度:每个消防环境都不一样,可能有倒塌的柜子,可能有水坑,可能有电线,可能有他娘的楼梯要爬!楼梯上还有碎石,或者断了,机器人能飞过去?现实是,现在的机器人无法处理这么复杂的环境。
3.成本问题,这个下面分情况说:
(1)如果只是一个勘探机器人,那么现在已经有很多,前面的回答已有,但是勘探机器人的问题是大多无法跨越障碍物,能跨越的机器人需要有腿,履带机器人上楼梯或者跨越高一点的障碍物都有困难
(2)如果是有腿的机器人。类似于bigdog型的,那么太天真了,这只是以负重为主,这个可以用于扛人从火场出来,但需要人来控制,因为通信磁干扰的问题。而且有能量用完的情况,假设用完了,把几百万上千万的东西搁到火场里,队长能不砍死你?
而且消防的主要目的不是负重,我的理解是救援,他如果不能直接把人拉出来,然并卵~~
(3)如果是全能机器人,可以满足上面所有需求的,成本可想而知,而且一个消防环境中不可能只用一个,用一个等于没用(有多点救援的问题),如果多来几个…还不如多用来给消防官兵培训和加薪
4.那么未来机器人将以什么方式加入消防?
我的想法是,有一个多功能机器人,可以负重,在一些环境中可以支撑物体,给消防员生存空间,并且提供防爆保护等的辅助性机器人。但是再次之前要解决我上面说的问题。材料问题,运动控制问题,电源问题,环境复杂度问题以及最重要的成本问题。
小编:不可否认在消防/救灾领域引入机器人确实存在一些技术难点,但是我们相信随着科技的发展,上面的困难会一一得到解决,消防领域引入机器人是大势所趋。期待这一天早日到来!
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