【關(guān)鍵詞】消防機(jī)器人,；消防實(shí)戰(zhàn)；研究,；開發(fā),；應(yīng)用

引言

近年來，我國工業(yè)生產(chǎn),、儲(chǔ)運(yùn)過程中涉及的易燃易爆和劇毒化學(xué)制品迅速增加,，由于設(shè)備及管理等方面的原因，化學(xué)危險(xiǎn)品和放射性物質(zhì)泄漏以及燃燒,、爆炸的事故隱患越來越多,。深圳清水河大爆炸、南京金陵石化火災(zāi),、北京東方化工廠罐區(qū)火災(zāi)等事故發(fā)生后,，全國各地要求配備消防機(jī)器人等^[1]智能化裝備的需求愈來愈高。公安消防部隊(duì)作為處置各類化學(xué)危險(xiǎn)品泄漏事故的主力軍,， 配備消防機(jī)器人的要求更為迫切,。

1?國外消防機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀

國際上最早開展消防機(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)。

應(yīng)用消防機(jī)器人最多的國家是日本,。日本研制了不少于5種型號(hào)的自動(dòng)行駛滅火機(jī)器人,，分別配備于大販、東京,、高石,、太田、蒲田等消防部門,。這類機(jī)器人以內(nèi)燃機(jī)或電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力,，配置驅(qū)動(dòng)輪或履帶式行駛機(jī)構(gòu)，能爬坡,、越障礙,；裝有較大噴射流量的消防槍炮；能做俯仰和左右回轉(zhuǎn),；裝有氣體檢測(cè)儀器和電視監(jiān)視設(shè)備,；通過電纜或無線控制,，控制距離最大為100~150m。另一類機(jī)器人為偵察,、搶險(xiǎn)機(jī)器人,，除裝有氣體檢測(cè)儀器和電視監(jiān)視器設(shè)備外，還裝有機(jī)械手,，能通過遙控處理危險(xiǎn)物品,。

美國Automatika公司與卡耐基梅隆大學(xué)聯(lián)合研制的偵察機(jī)器人Pandora是根據(jù)城市地形所設(shè)計(jì)的偵察機(jī)器人。該機(jī)器人采用履帶車輪驅(qū)動(dòng)平臺(tái),，可以越過大的障礙物,、溝、臺(tái)階和路階等,；其通信方式為無線通信,，通過射頻傳遞視頻和音頻信號(hào)的反饋。Pandora建立在一個(gè)中樞環(huán)境密封的外殼上,，外部執(zhí)行系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)獨(dú)立聯(lián)接履帶車輪模塊,，頂部具有碳纖維外殼保護(hù)。系統(tǒng)可以上下驅(qū)動(dòng)以及自復(fù)位,，可替換部件包括輪子,、履帶或腳等，以適應(yīng)不同的復(fù)雜地形,。機(jī)器人裝備的傳感器為微型攝像機(jī)和立體聲系統(tǒng),。

英國智能化保安公司生產(chǎn)的RO-VEH遙控消防車已裝備于中部和西部的消防部門,，配置為履帶式和輪式行駛機(jī)構(gòu),，能爬樓梯，通過電纜供電或自攜蓄電池供電,，裝有消防水炮,、攝像機(jī)或熱像儀，采用有線控制方式,。1985年英國中西部消防部門和Firma SAS公司聯(lián)合研制的機(jī)器人消防車,，用HunterIII汽車改裝而成，裝有雙臂,、水槍,、探測(cè)器（溫度、化學(xué)物質(zhì),、輻射等）,、工業(yè)電視攝像機(jī)、紅外線裝置,。機(jī)械手用來啟動(dòng)閥門,、搬移物品或開門等,。

國際上消防機(jī)器人的研制主要可分為三代，第一代是程序控制消防機(jī)器人,，第二代是具有感覺功能的消防機(jī)器人,，第三代是智能化消防機(jī)器人。目前發(fā)達(dá)國家正在加速開發(fā)具有不同功能的實(shí)用型的第二代消防機(jī)器人和第三代低級(jí)智能化消防機(jī)器人,，著手研究第三代高級(jí)智能機(jī)器人,。一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家把研究開發(fā)消防機(jī)器人列入了國家技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，將它作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要保證手段,。

2?消防機(jī)器人的分類及主要技術(shù)特征

2.1 分類

為了便于消防機(jī)器人的研究和探索,，我們不妨從對(duì)消防機(jī)器人實(shí)戰(zhàn)要求的角度出發(fā)，進(jìn)行以下分類^[2],。

1）從主要功能上可分為：滅火機(jī)器人,、火場(chǎng)偵查機(jī)器人、危險(xiǎn)品泄漏探測(cè)機(jī)器人,、破拆機(jī)器人,、救人機(jī)器人、多功能消防機(jī)器人等,。

2）從行走方式上可分為：輪式行走消防機(jī)器人,、履帶式行走消防機(jī)器人、履帶輪式行走消防機(jī)器人,、吸盤式行走消防機(jī)器人等,。

3）從控制方式上可分為：線控消防機(jī)器人、遙控消防機(jī)器人,、自適應(yīng)消防機(jī)器人等,。

4）從智能化程度上可分為：程序化控制消防機(jī)器人、具有感覺功能的算機(jī)輔助控制消防機(jī)器人,、智能化消防機(jī)器人等,。

5）從感覺功能上可分為：視覺消防機(jī)器人、嗅覺消防機(jī)器人,、溫感消防機(jī)器人,、觸覺消防機(jī)器人等。

2.2 主要技術(shù)特征

消防機(jī)器人往往需要在高溫,、強(qiáng)熱輻射,、濃煙、地形復(fù)雜,、障礙物多,、化學(xué)腐蝕、易燃易爆等惡劣環(huán)境中進(jìn)行火場(chǎng)偵查、化學(xué)危險(xiǎn)品探測(cè),、滅火,、冷卻、洗消,、破拆,、救人、啟閉閥門,、搬移物品,、堵漏等作業(yè)，因此作為有某種特定功能的消防機(jī)器人應(yīng)該具備以下某項(xiàng)或幾項(xiàng)行走和自衛(wèi)功能：

1）爬坡,、登梯及障礙物跨越功能,；

2）溫和抗熱輻射功能；

3）耐雨淋功能,；

4）化學(xué)腐蝕功能,；

5）電磁干擾功能等。

3?我國消防機(jī)器人的發(fā)展的基礎(chǔ)及展望

相對(duì)于國外的研發(fā),、領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),，我國的消防機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的研發(fā)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美日兩國，甚至比韓國也落后一步,，尤其是在青少年中遠(yuǎn)未開展機(jī)器人的組裝,、制作的科學(xué)活動(dòng)，這將關(guān)系到二三十年后我國的產(chǎn)業(yè)發(fā)展,。

但隨著近代的工業(yè)革命,，機(jī)器產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展成為近代工業(yè)的主要支柱。我相信在不久的將來,，上面所提及到的各種消防機(jī)器人會(huì)逐一與國人見面,。目前，我國的機(jī)器人研發(fā)工作基本上屬于科學(xué)研究的項(xiàng)目,。據(jù)說,，中國科學(xué)院目前已造出說話時(shí)嘴唇能夠活動(dòng),、眼睛能轉(zhuǎn)動(dòng),、具視覺功能的機(jī)器人，其水準(zhǔn)可媲美日本同行（只是這臺(tái)機(jī)器人體形甚大,，未能以雙腳走路）,。這說明我國在機(jī)器人的研發(fā)方面已經(jīng)有了一個(gè)可喜的開局。

我國大約有30家左右的高等院校和研究院所在從事各類機(jī)器人的研究工作,，自1971年以來,，已在機(jī)器人的感覺、識(shí)別,、操作,、移動(dòng)技術(shù),、人機(jī)接口技術(shù)、智能化技術(shù)等方面取得了可喜的成績(jī),，其中部分科研成果,，如工業(yè)裝配、焊接,、噴涂,、搬移、探傷,、水下作業(yè),、過程測(cè)量機(jī)器人等已進(jìn)入實(shí)用階段，某些控制,、傳動(dòng)元器件的產(chǎn)品技術(shù)已接近國際先進(jìn)水平,，為消防機(jī)器人的研制創(chuàng)造了良好的環(huán)境條件。

近年來,，我國消防機(jī)器人的研制工作得到了政府有關(guān)部門的支持,。1995年上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)批準(zhǔn)公安部上海消防科學(xué)研究所著手研制的我國第一臺(tái)消防滅火機(jī)器人，即自行式消防炮,。目前該項(xiàng)目已通過驗(yàn)收并順利進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化準(zhǔn)備階段,。1996年11月國家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)以國家“863”計(jì)劃批準(zhǔn)公安部上海消防科學(xué)研究所、上海交通大學(xué),、上海市消防局等三家單位共同研制“消防機(jī)器人 ”,，該消防機(jī)器人具備火場(chǎng)化學(xué)危險(xiǎn)品偵查、滅火等多種功能,，目前研制工作已基本完成,。公安部上海消防科學(xué)研究所計(jì)劃在該項(xiàng)目的研制工作完成后，立即著手消防偵查機(jī)器人的研制工作,，并計(jì)劃盡快完成消防偵查機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化準(zhǔn)備工作,，與前期完成的滅火機(jī)器人一起裝備消防部隊(duì)。同時(shí)我們高興地看到,，在全國各地的消防部隊(duì)中已經(jīng)有越來越多的消防指戰(zhàn)員認(rèn)識(shí)到使用消防機(jī)器人的重要性,，消防機(jī)器人的需求市場(chǎng)正在逐步形成。

我國消防機(jī)器人的研究應(yīng)先易后難,，邊研制邊推廣,，循序漸進(jìn)?？上葟臏缁饳C(jī)器人,、火場(chǎng)偵查機(jī)器人著手，然后是破拆、救人以及多功能組合的消防機(jī)器人,?？刂品绞娇上葟挠芯€、無線的遠(yuǎn)距離程序控制開始,，逐步向自適應(yīng)型消防機(jī)器人發(fā)展,。發(fā)達(dá)國家在消防機(jī)器人發(fā)展方面的成功經(jīng)驗(yàn)可為我們提供良好的借鑒，但是,，我國消防機(jī)器人的發(fā)展應(yīng)以立足國內(nèi)自主開發(fā)為主,，注意結(jié)合我國現(xiàn)有的工業(yè)和技術(shù)基礎(chǔ)，充分利用有關(guān)研究所,、學(xué)校,、企業(yè)及使用部門的技術(shù)力量。現(xiàn)在在美,、日,、德、法,、韓等國,，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的開發(fā)正受重視，一般采取所謂的“官產(chǎn)學(xué)”形式,?！肮佟奔凑闹贫ㄕ呒皟A斜支持、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),。據(jù)情報(bào)顯示,，日本政府正在調(diào)整全國的產(chǎn)業(yè)制造結(jié)構(gòu)，名古屋中部地區(qū)的未來產(chǎn)業(yè)為新型汽車工業(yè),，以大阪為中心的關(guān)西地方將以機(jī)器人產(chǎn)業(yè)為主,，東京地區(qū)以資訊情報(bào)化為中心等等；“產(chǎn)”即產(chǎn)業(yè)界的自我分類的研究與開發(fā),，并將之變成產(chǎn)品,，取得經(jīng)濟(jì)效益；“學(xué)”即學(xué)校設(shè)置專門的課程（學(xué)科）,，教材則與以往不同,，非全盤為學(xué)校教授所寫，有一些則由產(chǎn)業(yè)研究所編寫教材,，利用電腦技術(shù)介入,，反過來向大學(xué)師生出售,。而專門出售有關(guān)機(jī)器人制作的教科書,、教材及裝配零件、專門雜志等也已成行成市，許多公司改變既有行業(yè),，轉(zhuǎn)而生產(chǎn)為此服務(wù)的產(chǎn)品,。所以說我國的消防機(jī)器人的開發(fā)應(yīng)盡可能多采用成熟技術(shù)，以確保消防機(jī)器人使用的可靠性,。今后的10至20年是我國消防機(jī)器人發(fā)展的大好時(shí)機(jī),，我們應(yīng)該通過全社會(huì)的共同努力，使我國消防機(jī)器人的系列,、規(guī)格,、技術(shù)含量以及消防實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用水平達(dá)到工業(yè)發(fā)達(dá)國家目前的水平。

但是,，總體而言,，我國機(jī)器人的研究與開發(fā)仍處于落后狀態(tài)，國人對(duì)于機(jī)器人的認(rèn)識(shí)可能存在著兩個(gè)誤區(qū),，一種是認(rèn)為機(jī)器人是西方國家純粹為了解決勞動(dòng)力不足而去研制的,，而中國是世界人口大國，勞動(dòng)力低廉,，不必去開發(fā)此類產(chǎn)品,；另一種則視機(jī)器人為孩子們的玩具，卻沒有注意到一個(gè)新的產(chǎn)業(yè),。

以中國人的聰明智慧,，而且人口眾多，倘能盡快在全國范圍內(nèi)（尤其是中小學(xué)生中）推動(dòng)與發(fā)展此產(chǎn)業(yè)的試驗(yàn)階段,，一者將培養(yǎng)青少年的科學(xué)創(chuàng)造及發(fā)明的興趣,；二者將為此產(chǎn)業(yè)打下扎實(shí)、廣闊的基礎(chǔ),，涌現(xiàn)出一批人才,；三者可以調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，為中國科技趕超世界先進(jìn)水平及發(fā)展技術(shù)型經(jīng)濟(jì),、開拓新的知識(shí)產(chǎn)權(quán)市場(chǎng)而有所作為,。反之，倘若對(duì)此產(chǎn)業(yè)不加重視,，不謀發(fā)展與投入,，則我們?cè)诮窈蟮母呖萍及l(fā)展中不僅無法達(dá)到先進(jìn)國家的水平，而且還將因?yàn)槠鸩酵矶荒艹詣e人吃過的饃,，陷于落后的境地而無法自拔,。這或是我們的杞憂，不足為道,，但他山之石,，可以攻玉,，看到外國青少年如此熱衷于此科學(xué)活動(dòng)，并且,，在外國的未來產(chǎn)業(yè)上已出現(xiàn)了機(jī)器人商品及實(shí)用

性產(chǎn)品,，這又怎能不叫我們感到憂心如焚。亡羊補(bǔ)牢,，猶未為晚,，只要意識(shí)到我們?cè)谶@一產(chǎn)業(yè)方面與國外的差距，乘我們的國力正日益強(qiáng)盛之勢(shì),，盡快進(jìn)行“官產(chǎn)學(xué)”的投入與研究開發(fā),，今天的中國青少年將在未來的二十年中在此業(yè)界崛起，在這個(gè)世界先進(jìn)行列中爭(zhēng)一席之地,。

4?結(jié)論

現(xiàn)在消防機(jī)器人在國內(nèi)真正用于實(shí)際滅火的例子不是很多,，要說技術(shù)成熟的就屬“智能消防炮機(jī)器人”。但智能消防炮除了在自動(dòng)探測(cè)火災(zāi)和自動(dòng)滅火方面技術(shù)比較成熟外,，還有許多不足之處,，在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候大多是固定的、不能自由移動(dòng)^[3],。所以要想盡快讓消防機(jī)器人真正應(yīng)用于滅火現(xiàn)場(chǎng),，還有很長的路要走，不是靠哪一個(gè)人,、哪一個(gè)部門一朝一夕就能夠完成的,。我認(rèn)為可以從以下幾方面去努力。

1）要把消防機(jī)器人的研發(fā)與可持續(xù)發(fā)展上升到一種國家戰(zhàn)略高度,。國家科技部要繼續(xù)加大投入消防機(jī)器人研發(fā)費(fèi)用,，鼓勵(lì)更多的高校研發(fā)團(tuán)隊(duì)加入研發(fā)消防機(jī)器人的行列中。雖然我們國家有許多高校在研發(fā)機(jī)器人,，但絕大多數(shù)只是停留在模仿人的簡(jiǎn)單動(dòng)作方面,。但是也不要太過悲觀，我們欣喜地看到不少高校在機(jī)器人的研發(fā)方面取得了好成績(jī),。例如近年春節(jié)文藝晚會(huì)上由我國某高校自主研發(fā)的機(jī)器人表演的舞蹈,，動(dòng)作已經(jīng)非常逼真了，如果假以時(shí)日讓這些機(jī)器人再具有人一樣的思維,，那么機(jī)器人真正用于滅火現(xiàn)場(chǎng)的那一天就不會(huì)遙遠(yuǎn)了,。

2）在研發(fā)機(jī)器人方面要有所針對(duì)性，特別是要把智能機(jī)器人作為消防機(jī)器的首選,?？梢詣?chuàng)造條件模擬一些火災(zāi)讓研發(fā)出來的消防機(jī)器人去滅火，只有這樣才能夠取得模擬火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的資料,，也才能大大縮短消防機(jī)器人的研發(fā)時(shí)間,。

最后,，希望消防機(jī)器人大量應(yīng)用于火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的那一天早些到來，為了人類的幸福明天,，讓我們大家一起努力,。