摘要：在現(xiàn)代滅火救援中，應用消防機器人可顯著提升救援效率、保障救援人員安全。本文從消防機器人分類、核心技術、數(shù)字化轉型中的應用以及面臨的挑戰(zhàn)與前景等方面展開深入分析。依靠滅火機器人、偵察機器人和救援機器人的多重功能，可進一步提高火災現(xiàn)場的應急響應速度。自主導航、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術賦能消防機器人，可以使其在復雜環(huán)境中展現(xiàn)出更強的適應性，從而加快消防救援領域的智能化進程。

關鍵詞：消防機器人；滅火救援；應用；技術

引言

復雜的火災環(huán)境對傳統(tǒng)的滅火救援方式提出了更高要求。消防機器人作為新興的智能化裝備，憑借強大的自主導航、傳感器技術和人工智能等先進技術逐漸成為現(xiàn)代消防救援的不可缺少的工具。在極端環(huán)境中，使用滅火、偵察和救援機器人，不僅可以大幅度提高滅火救援效率，還可以減少消防人員面臨的生命安全風險。

一、消防機器人分類及功能

（一）滅火機器人

滅火機器人主要用于火災現(xiàn)場的滅火作業(yè)，特別適用于高溫、濃煙、毒氣等人工無法安全進入的極端環(huán)境。滅火機器人搭載先進的水炮系統(tǒng)、干粉滅火裝置等，可以迅速精確撲滅火源，極大程度地減少人員安全風險。滅火機器人依靠自身具備的自主導航技術，可以在復雜的火災現(xiàn)場靈活移動，快速找到火源并精準滅火。機器人還配備溫度感應器和火災探測器，可以對火勢進行實時評估并自動調(diào)節(jié)滅火強度，進而提高滅火效率。滅火機器人與指揮中心聯(lián)動，不僅可以執(zhí)行預設任務，還可以根據(jù)現(xiàn)場變化進行實時調(diào)整，滿足智能化滅火需求。

（二）偵察機器人

在消防救援中，偵察機器人可以發(fā)揮顯著作用。偵察機器人主要負責收集火災現(xiàn)場的關鍵信息，提供精準的火災現(xiàn)場數(shù)據(jù)，幫助指揮人員做出科學決策。偵察機器人依靠所配備的高精度傳感器、紅外成像儀、氣體探測儀等設備，可以在煙霧彌漫、視線受阻的環(huán)境下準確無誤探測火源、監(jiān)測氣體濃度，甚至發(fā)現(xiàn)潛在的爆炸危險。偵察機器人在火災初期可以快速進入危險區(qū)域進行勘察，探索火災發(fā)展趨勢信息并評估危險因素，為后續(xù)滅火救援行動提供及時、精準的信息支持。除此之外，偵察機器人憑借強大的遠程控制能力和自主決策能力，還可以有效降低人力進入災區(qū)的概率，切實確保救援人員的生命安全[1]。

（三）救援機器人

救援機器人可以在火災等災害發(fā)生后協(xié)助搜救被困人員。救援機器人配備有強大的探測系統(tǒng)，可以迅速鎖定被困者的位置，特別是在煙霧彌漫、結構復雜的環(huán)境下，人工搜救會因視線受限難以成功。借助救援機器人，結合先進傳感技術，可以感知溫度、濕度以及氣體變化，從而判斷出被困者的具體位置，并依靠人員的遙控操作或者自主行為進行移動，最終將被困人員解救出來。此外，救援機器人在緊急救援中還可以攜帶急救設備、通信設備，甚至提供初步的急救服務。伴隨該技術的不斷發(fā)展，救援機器人在災后緊急疏散、物資運送等方面也得到了廣泛應用，為提高救援效率、減少傷亡提供了有力保障[2]。

二、消防機器人滅火救援的核心技術

（一）自主導航技術

自主導航技術是消防機器人滅火救援核心技術之一。該技術使得機器人可以在復雜的火災現(xiàn)場獨立完成任務，不需要人為干預。自主導航技術以高精度傳感器和先進路徑規(guī)劃算法為基礎，借助激光雷達、超聲波傳感器以及攝像頭等設備，實時收集周圍環(huán)境信息，精準識別并規(guī)避火災現(xiàn)場的障礙物。消防機器人憑借構建的實時地圖，可以自動識別環(huán)境變化并作出反應，避免碰撞、卡住或者誤入危險區(qū)域。自主導航技術不僅使得消防機器人作業(yè)更加靈活，還極大地增強了機器人在動態(tài)火災環(huán)境中的適應能力。例如，機器人可以將多種類型的傳感器融合在一起，以實現(xiàn)精確定位，并在迷霧、煙霧、火焰等干擾因素中穩(wěn)定前進，高效推進滅火救援任務。此外，自主導航技術依靠路徑規(guī)劃算法，還可以根據(jù)實時數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)整路線并避開危險區(qū)域，選擇最佳滅火救援路徑，進而提高滅火效率[3]。

（二）物聯(lián)網(wǎng)技術

消防機器人依靠物聯(lián)網(wǎng)技術可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、設備互聯(lián)和實時監(jiān)控功能。機器人與其他消防設備、傳感器以及指揮中心相互連接，可以實現(xiàn)和周圍環(huán)境的緊密互動。一旦發(fā)生火災，機器人可以借助物聯(lián)網(wǎng)平臺將現(xiàn)場溫度、濕度、煙霧濃度等實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)街笓]中心，協(xié)助救援人員分析決策。此種高度的信息共享不僅可以幫助指揮中心獲得最新的現(xiàn)場狀況，還可以實時更新機器人的作戰(zhàn)策略。此外，物聯(lián)網(wǎng)技術還可以滿足多個機器人及設備協(xié)同工作的需求，形成智能化的消防救援網(wǎng)絡。機器人在智能化的消防救援網(wǎng)絡中，不僅可以根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)自動調(diào)整滅火模式，還可以與無人機、消防車等設備協(xié)同合作，共同開展救援任務。例如，機器人依靠數(shù)據(jù)鏈路的傳遞，可以及時獲取火源位置，快速向滅火系統(tǒng)報告實時信息，以精準執(zhí)行滅火任務。由此可見，物聯(lián)網(wǎng)技術促使消防工作朝著智能化、高效化方向發(fā)展，極大程度地減少了火災救援人工干預的需求，大幅度提高了滅火救援效率[4]。

（三）人工智能和大數(shù)據(jù)技術

人工智能和大數(shù)據(jù)技術的融合賦予了消防機器人更強大的決策分析能力，使得消防機器人可以在復雜且多變的火災環(huán)境中充分發(fā)揮自身功能。人工智能技術不僅賦予了機器人較強的自主學習能力，使其還可以根據(jù)火災現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)開展精準判斷和分析。例如，機器人借助圖像識別和模式識別技術，可以快速識別火源、煙霧、火災蔓延趨勢。大數(shù)據(jù)技術通過分析歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場傳感器數(shù)據(jù)等，幫助機器人優(yōu)化滅火策略。機器人在充滿不確定因素的火災現(xiàn)場，可以快速分析海量數(shù)據(jù)并從中提取出關鍵信息，并基于這些數(shù)據(jù)預測火災蔓延趨勢，以調(diào)整滅火路線和資源分配方案。人工智能技術還使得機器人具備實時故障診斷和自我修復能力，確保機器人可以在火災環(huán)境中持久、高效地作業(yè)。同時，機器人依靠大數(shù)據(jù)的集成分析功能，還可以與指揮中心共享分析結果，為決策者提供準確的參考依據(jù)，以優(yōu)化整個滅火救援過程。因此，人工智能和大數(shù)據(jù)技術的結合不僅使消防機器人的智能化水平得到顯著提升，還使機器人的火災應急處理變得更加精準[5]。

三、消防機器人在數(shù)字化轉型中的應用

（一）華為與東莞消防數(shù)字化轉型的合作

2023年11月28日，華為與東莞消防舉辦了“消防數(shù)字化轉型成果全球樣板點建設推進會”。華為技術有限公司在會議上展示了笛卡爾展廳的消防專題內(nèi)容，講解了基于物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、視聯(lián)網(wǎng)等技術的數(shù)字化消防解決方案，特別是在消防大模型的加持下，消防機器人可以更好地融合防滅火數(shù)據(jù)，從而提高救援效率。本次消防數(shù)字化轉型的重點內(nèi)容主要涉及防滅火數(shù)據(jù)融合對接、119機器人識別接警等。其中，消防機器人借助數(shù)據(jù)融合，可以更加精準地識別火災種類、火勢變化，以此為依據(jù)制定科學合理的滅火方案。此外，119機器人借助人工智能技術，還可以在接到報警后迅速識別火災現(xiàn)場情況，并智能分析最優(yōu)的滅火救援方案。此項合作展現(xiàn)了消防機器人在數(shù)字化轉型中所展現(xiàn)出來的巨大潛力。通過技術賦能，消防機器人不再是一種工具，而是成為消防安全管理體系中的重要組成部分[6]。

（二）無人指揮系統(tǒng)與消防機器人協(xié)作

無人智能化作戰(zhàn)體系試點項目為消防機器人在應急救援中的應用提供了更大的發(fā)展空間。消防機器人依靠智能指揮系統(tǒng)，可以精準調(diào)配資源，提高滅火救援效率。在2023年6月20日的無人指揮系統(tǒng)討論會上，廣東省智能機器人研究院展示了在智能機器人和無人機領域的研究成果。智能機器人與無人指揮系統(tǒng)聯(lián)動，可發(fā)揮高效的偵察和滅火作用，幫助指揮人員實時掌握火災現(xiàn)場情況。此外，智能化指揮調(diào)度系統(tǒng)還促使消防機器人更好地分配滅火資源，指揮機器人開展高效的救援作業(yè)。

四、消防機器人滅火救援技術的挑戰(zhàn)與前景

（一）挑戰(zhàn)

1.環(huán)境適應性

環(huán)境適應性是消防機器人應對復雜多變的火災環(huán)境所面臨的挑戰(zhàn)之一?；馂默F(xiàn)場的高溫、煙霧、毒氣以及不穩(wěn)定的建筑結構都對機器人在執(zhí)行滅火救援任務時的穩(wěn)定性、安全性提出了更高的要求。特別是機器人在封閉、狹小的火災環(huán)境下必須具備較強的靈活性和較高的適應能力，以便準確避開狹窄通道、堆積物等障礙物。盡管當前消防機器人技術不斷進步，但是在極端環(huán)境下如何確保機器人高效、精準地開展工作依然是一個難題。因此，如何增強消防機器人在多種災難環(huán)境中的應變能力，并促使機器人在極限條件下高效執(zhí)行任務，仍然是消防機器人技術研究領域迫切需要解決的重要課題。

2.技術標準化

技術標準化是推動消防機器人廣泛應用的另一個重大挑戰(zhàn)。近年來，雖然消防機器人在滅火救援中得到了廣泛應用，但是現(xiàn)有的技術標準體系仍然有待進一步完善。不同廠商和研發(fā)團隊的消防機器人采用的通信協(xié)議、操作系統(tǒng)和傳感器配置等存在較大差別，導致不同品牌、不同型號之間缺乏兼容性。消防機器人在執(zhí)行多任務、跨平臺作業(yè)時會出現(xiàn)信息傳遞困難、任務協(xié)調(diào)不暢等問題。此外，在統(tǒng)一的技術標準和認證體系缺失的情況下，消防機器人相關技術的推廣和應用面臨較大困難。為了促進消防機器人的普及與應用，消防領域需要制定統(tǒng)一的標準及規(guī)范，以增強機器人系統(tǒng)的互操作性和穩(wěn)定性，進而提升整體滅火救援效率[7]。

3.成本問題

高昂的成本無疑制約了消防機器人的廣泛應用。目前，消防機器人技術依然處于研發(fā)和初期應用階段，消防機器人的硬件、傳感器、動力系統(tǒng)等關鍵部件的價格較高，使其生產(chǎn)成本也普遍較高，對一些中小型消防隊伍來說難以承擔高昂的成本。此外，消防機器人需要應對多種復雜環(huán)境，機器人應具備較強的性能和較高的可靠性，這無疑增加了機器人的生產(chǎn)和維護成本。雖然伴隨著科學技術的不斷進步，消防機器人的成本有所降低，但是依然未達到大規(guī)模普及的價格水平。因此，如何在保持機器人高性能的同時，降低消防機器人的生產(chǎn)和運營成本，成為提高消防機器人市場接受度的關鍵。

（二）前景展望

隨著技術的不斷創(chuàng)新，消防機器人將逐步突破現(xiàn)有的應用邊界，促使消防救援領域進一步改革和創(chuàng)新。伴隨著人工智能、傳感技術、5G通信、機器人自學習算法的不斷成熟，未來的消防機器人將不再只是傳統(tǒng)意義上的“工具”，而成為智能化、自動化的災難管理系統(tǒng)中的核心組成部分。此種形式的消防機器人可以適應更加復雜多變的環(huán)境，展現(xiàn)出遠超傳統(tǒng)設備的靈活性、高效性。從長遠來看，未來的消防機器人所具備的自我決策能力會更加強大，并依托高精度的傳感系統(tǒng)收集各個維度的數(shù)據(jù)。此外，消防機器人結合大數(shù)據(jù)分析和云計算平臺，還可以實時提供全方位的數(shù)據(jù)支持和預警信息。這些數(shù)據(jù)除了可以幫助指揮中心作出更加科學的決策外，還可以依靠機器人的自主分析和反饋功能，生成更加高效的滅火救援方案。例如，機器人可以開展對火勢蔓延趨勢的分析，隨后自動調(diào)整任務計劃，進而實現(xiàn)精準的滅火救援。此外，隨著機器人技術和智能制造的深入結合，未來消防機器人的生產(chǎn)成本也有望進一步降低。大規(guī)模生產(chǎn)以及模塊化設計將使消防機器人得到更廣泛的應用，從而提高整個應急體系的救援效率[8]。

結語

綜上所述，消防機器人具有明顯的智能化特點。面對復雜的火災環(huán)境，消防機器人依靠自主導航、物聯(lián)網(wǎng)連接、大數(shù)據(jù)分析等技術，可迅速偵察現(xiàn)場、精準滅火并開展高效救援，顯著提升了滅火救援效率。然而，消防機器人在應用過程中面臨著環(huán)境適應性、技術標準化以及成本控制等挑戰(zhàn)。隨著科技的不斷進步和生產(chǎn)成本的逐步降低，消防機器人將在未來應急救援中發(fā)揮更大作用，進而不斷促使消防行業(yè)朝著數(shù)字化、智能化方向邁進。

參考文獻

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作者簡介：劉超（1988— ），男，漢族，江西樟樹人，本科，中級專業(yè)技術職務，研究方向：滅火救援。