摘要：在現(xiàn)代滅火救援中，應(yīng)用消防機(jī)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(jī)器人分類、核心技術(shù)、數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的應(yīng)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(jī)器人、偵察機(jī)器人和救援機(jī)器人的多重功能，可進(jìn)一步提高火災(zāi)現(xiàn)場的應(yīng)急響應(yīng)速度。自主導(dǎo)航、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)賦能消防機(jī)器人，可以使其在復(fù)雜環(huán)境中展現(xiàn)出更強(qiáng)的適應(yīng)性，從而加快消防救援領(lǐng)域的智能化進(jìn)程。

關(guān)鍵詞：消防機(jī)器人；滅火救援；應(yīng)用；技術(shù)

引言

復(fù)雜的火災(zāi)環(huán)境對傳統(tǒng)的滅火救援方式提出了更高要求。消防機(jī)器人作為新興的智能化裝備，憑借強(qiáng)大的自主導(dǎo)航、傳感器技術(shù)和人工智能等先進(jìn)技術(shù)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(jī)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(fēng)險。

一、消防機(jī)器人分類及功能

（一）滅火機(jī)器人

滅火機(jī)器人主要用于火災(zāi)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(jìn)入的極端環(huán)境。滅火機(jī)器人搭載先進(jìn)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(fēng)險。滅火機(jī)器人依靠自身具備的自主導(dǎo)航技術(shù)，可以在復(fù)雜的火災(zāi)現(xiàn)場靈活移動，快速找到火源并精準(zhǔn)滅火。機(jī)器人還配備溫度感應(yīng)器和火災(zāi)探測器，可以對火勢進(jìn)行實時評估并自動調(diào)節(jié)滅火強(qiáng)度，進(jìn)而提高滅火效率。滅火機(jī)器人與指揮中心聯(lián)動，不僅可以執(zhí)行預(yù)設(shè)任務(wù)，還可以根據(jù)現(xiàn)場變化進(jìn)行實時調(diào)整，滿足智能化滅火需求。

（二）偵察機(jī)器人

在消防救援中，偵察機(jī)器人可以發(fā)揮顯著作用。偵察機(jī)器人主要負(fù)責(zé)收集火災(zāi)現(xiàn)場的關(guān)鍵信息，提供精準(zhǔn)的火災(zāi)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，幫助指揮人員做出科學(xué)決策。偵察機(jī)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(shè)備，可以在煙霧彌漫、視線受阻的環(huán)境下準(zhǔn)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(jī)器人在火災(zāi)初期可以快速進(jìn)入危險區(qū)域進(jìn)行勘察，探索火災(zāi)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(zhǔn)的信息支持。除此之外，偵察機(jī)器人憑借強(qiáng)大的遠(yuǎn)程控制能力和自主決策能力，還可以有效降低人力進(jìn)入災(zāi)區(qū)的概率，切實確保救援人員的生命安全[1]。

（三）救援機(jī)器人

救援機(jī)器人可以在火災(zāi)等災(zāi)害發(fā)生后協(xié)助搜救被困人員。救援機(jī)器人配備有強(qiáng)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(jié)構(gòu)復(fù)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(jī)器人，結(jié)合先進(jìn)傳感技術(shù)，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(jìn)行移動，最終將被困人員解救出來。此外，救援機(jī)器人在緊急救援中還可以攜帶急救設(shè)備、通信設(shè)備，甚至提供初步的急救服務(wù)。伴隨該技術(shù)的不斷發(fā)展，救援機(jī)器人在災(zāi)后緊急疏散、物資運送等方面也得到了廣泛應(yīng)用，為提高救援效率、減少傷亡提供了有力保障[2]。

二、消防機(jī)器人滅火救援的核心技術(shù)

（一）自主導(dǎo)航技術(shù)

自主導(dǎo)航技術(shù)是消防機(jī)器人滅火救援核心技術(shù)之一。該技術(shù)使得機(jī)器人可以在復(fù)雜的火災(zāi)現(xiàn)場獨立完成任務(wù)，不需要人為干預(yù)。自主導(dǎo)航技術(shù)以高精度傳感器和先進(jìn)路徑規(guī)劃算法為基礎(chǔ)，借助激光雷達(dá)、超聲波傳感器以及攝像頭等設(shè)備，實時收集周圍環(huán)境信息，精準(zhǔn)識別并規(guī)避火災(zāi)現(xiàn)場的障礙物。消防機(jī)器人憑借構(gòu)建的實時地圖，可以自動識別環(huán)境變化并作出反應(yīng)，避免碰撞、卡住或者誤入危險區(qū)域。自主導(dǎo)航技術(shù)不僅使得消防機(jī)器人作業(yè)更加靈活，還極大地增強(qiáng)了機(jī)器人在動態(tài)火災(zāi)環(huán)境中的適應(yīng)能力。例如，機(jī)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(jìn)，高效推進(jìn)滅火救援任務(wù)。此外，自主導(dǎo)航技術(shù)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(jìn)而提高滅火效率[3]。

（二）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

消防機(jī)器人依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、設(shè)備互聯(lián)和實時監(jiān)控功能。機(jī)器人與其他消防設(shè)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(zāi)，機(jī)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(jī)器人的作戰(zhàn)策略。此外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以滿足多個機(jī)器人及設(shè)備協(xié)同工作的需求，形成智能化的消防救援網(wǎng)絡(luò)。機(jī)器人在智能化的消防救援網(wǎng)絡(luò)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(jī)、消防車等設(shè)備協(xié)同合作，共同開展救援任務(wù)。例如，機(jī)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(zhǔn)執(zhí)行滅火任務(wù)。由此可見，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)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(zāi)救援人工干預(yù)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(shù)

人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的融合賦予了消防機(jī)器人更強(qiáng)大的決策分析能力，使得消防機(jī)器人可以在復(fù)雜且多變的火災(zāi)環(huán)境中充分發(fā)揮自身功能。人工智能技術(shù)不僅賦予了機(jī)器人較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)能力，使其還可以根據(jù)火災(zāi)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)開展精準(zhǔn)判斷和分析。例如，機(jī)器人借助圖像識別和模式識別技術(shù)，可以快速識別火源、煙霧、火災(zāi)蔓延趨勢。大數(shù)據(jù)技術(shù)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(jī)器人優(yōu)化滅火策略。機(jī)器人在充滿不確定因素的火災(zāi)現(xiàn)場，可以快速分析海量數(shù)據(jù)并從中提取出關(guān)鍵信息，并基于這些數(shù)據(jù)預(yù)測火災(zāi)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(shù)還使得機(jī)器人具備實時故障診斷和自我修復(fù)能力，確保機(jī)器人可以在火災(zāi)環(huán)境中持久、高效地作業(yè)。同時，機(jī)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(jié)果，為決策者提供準(zhǔn)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(shù)的結(jié)合不僅使消防機(jī)器人的智能化水平得到顯著提升，還使機(jī)器人的火災(zāi)應(yīng)急處理變得更加精準(zhǔn)[5]。

三、消防機(jī)器人在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的應(yīng)用

（一）華為與東莞消防數(shù)字化轉(zhuǎn)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(zhuǎn)型成果全球樣板點建設(shè)推進(jìn)會”。華為技術(shù)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(shù)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(jī)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(zhuǎn)型的重點內(nèi)容主要涉及防滅火數(shù)據(jù)融合對接、119機(jī)器人識別接警等。其中，消防機(jī)器人借助數(shù)據(jù)融合，可以更加精準(zhǔn)地識別火災(zāi)種類、火勢變化，以此為依據(jù)制定科學(xué)合理的滅火方案。此外，119機(jī)器人借助人工智能技術(shù)，還可以在接到報警后迅速識別火災(zāi)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(jī)器人在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中所展現(xiàn)出來的巨大潛力。通過技術(shù)賦能，消防機(jī)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(jī)器人協(xié)作

無人智能化作戰(zhàn)體系試點項目為消防機(jī)器人在應(yīng)急救援中的應(yīng)用提供了更大的發(fā)展空間。消防機(jī)器人依靠智能指揮系統(tǒng)，可以精準(zhǔn)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(jī)器人研究院展示了在智能機(jī)器人和無人機(jī)領(lǐng)域的研究成果。智能機(jī)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(zāi)現(xiàn)場情況。此外，智能化指揮調(diào)度系統(tǒng)還促使消防機(jī)器人更好地分配滅火資源，指揮機(jī)器人開展高效的救援作業(yè)。

四、消防機(jī)器人滅火救援技術(shù)的挑戰(zhàn)與前景

（一）挑戰(zhàn)

1.環(huán)境適應(yīng)性

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

2.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化是推動消防機(jī)器人廣泛應(yīng)用的另一個重大挑戰(zhàn)。近年來，雖然消防機(jī)器人在滅火救援中得到了廣泛應(yīng)用，但是現(xiàn)有的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系仍然有待進(jìn)一步完善。不同廠商和研發(fā)團(tuán)隊的消防機(jī)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(dǎo)致不同品牌、不同型號之間缺乏兼容性。消防機(jī)器人在執(zhí)行多任務(wù)、跨平臺作業(yè)時會出現(xiàn)信息傳遞困難、任務(wù)協(xié)調(diào)不暢等問題。此外，在統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證體系缺失的情況下，消防機(jī)器人相關(guān)技術(shù)的推廣和應(yīng)用面臨較大困難。為了促進(jìn)消防機(jī)器人的普及與應(yīng)用，消防領(lǐng)域需要制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，以增強(qiáng)機(jī)器人系統(tǒng)的互操作性和穩(wěn)定性，進(jìn)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(jī)器人的廣泛應(yīng)用。目前，消防機(jī)器人技術(shù)依然處于研發(fā)和初期應(yīng)用階段，消防機(jī)器人的硬件、傳感器、動力系統(tǒng)等關(guān)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(dān)高昂的成本。此外，消防機(jī)器人需要應(yīng)對多種復(fù)雜環(huán)境，機(jī)器人應(yīng)具備較強(qiáng)的性能和較高的可靠性，這無疑增加了機(jī)器人的生產(chǎn)和維護(hù)成本。雖然伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，消防機(jī)器人的成本有所降低，但是依然未達(dá)到大規(guī)模普及的價格水平。因此，如何在保持機(jī)器人高性能的同時，降低消防機(jī)器人的生產(chǎn)和運營成本，成為提高消防機(jī)器人市場接受度的關(guān)鍵。

（二）前景展望

隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新，消防機(jī)器人將逐步突破現(xiàn)有的應(yīng)用邊界，促使消防救援領(lǐng)域進(jìn)一步改革和創(chuàng)新。伴隨著人工智能、傳感技術(shù)、5G通信、機(jī)器人自學(xué)習(xí)算法的不斷成熟，未來的消防機(jī)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(zāi)難管理系統(tǒng)中的核心組成部分。此種形式的消防機(jī)器人可以適應(yīng)更加復(fù)雜多變的環(huán)境，展現(xiàn)出遠(yuǎn)超傳統(tǒng)設(shè)備的靈活性、高效性。從長遠(yuǎn)來看，未來的消防機(jī)器人所具備的自我決策能力會更加強(qiáng)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(jī)器人結(jié)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(yù)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(xué)的決策外，還可以依靠機(jī)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(jī)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(wù)計劃，進(jìn)而實現(xiàn)精準(zhǔn)的滅火救援。此外，隨著機(jī)器人技術(shù)和智能制造的深入結(jié)合，未來消防機(jī)器人的生產(chǎn)成本也有望進(jìn)一步降低。大規(guī)模生產(chǎn)以及模塊化設(shè)計將使消防機(jī)器人得到更廣泛的應(yīng)用，從而提高整個應(yīng)急體系的救援效率[8]。

結(jié)語

綜上所述，消防機(jī)器人具有明顯的智能化特點。面對復(fù)雜的火災(zāi)環(huán)境，消防機(jī)器人依靠自主導(dǎo)航、物聯(lián)網(wǎng)連接、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，可迅速偵察現(xiàn)場、精準(zhǔn)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(jī)器人在應(yīng)用過程中面臨著環(huán)境適應(yīng)性、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化以及成本控制等挑戰(zhàn)。隨著科技的不斷進(jìn)步和生產(chǎn)成本的逐步降低，消防機(jī)器人將在未來應(yīng)急救援中發(fā)揮更大作用，進(jìn)而不斷促使消防行業(yè)朝著數(shù)字化、智能化方向邁進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1]聶東東.消防機(jī)器人滅火救援應(yīng)用技術(shù)分析[J].大眾標(biāo)準(zhǔn)化，2023（02）：153-155.

[2]李全政.大數(shù)據(jù)時代高新技術(shù)在滅火救援工作中的應(yīng)用研究[J].中國設(shè)備工程，2023（07）：266-268.

[3]汪清林.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在滅火救援裝備創(chuàng)新管理中的應(yīng)用[J].中國消防，2022，（S1）：146-148.

[4]毛宇飛.滅火救援實戰(zhàn)中消防機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用措施[J].中國科技縱橫，2023（05）：144-146.

[5]梁勝.現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)裝備在消防滅火救援活動中的應(yīng)用研究[J].造紙裝備及材料，2022，51（12）：166-168.

[6]戴慎超，顧保虎，孫景富，等.未知環(huán)境下的消防機(jī)器人智能滅火技術(shù)[J].兵工自動化，2023，42（01）：86-91+96.

[7]劉方波.消防機(jī)器人在化工區(qū)滅火救援中的應(yīng)用[J].化纖與紡織技術(shù)，2022，51（11）：74-76.

[8]張付楊，林溢.大數(shù)據(jù)技術(shù)在滅火救援中的應(yīng)用分析[J].今日消防，2022，7（11）：38-40.

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