消防机器人作为特种机器人的一种，在灭火和抢险救援中愈加发挥举足轻重的作用。各种大型石油化工企业、隧道、地铁等不断增多，油品燃气、毒气泄漏爆炸、隧道、地铁坍塌等灾害隐患不断增加。消防机器人能代替消防救援人员进入易燃易爆、有毒、缺氧、浓烟等危险灾害事故现场进行数据采集、处理、反馈。2012年，弗吉尼亚理工学院为美国海军设计了一款CHARLI-2消防机器人。这种机器人可以跳当时流行的“江南Style”舞蹈，在YouTube上走红。目前，国内一款新开发的“火凤凰消防灭火机器人”非常受到消防行业客户关注。同时，该机器人也是唯一受科技部邀请，参加“2015年中国（绵阳）国际军工展”的消防灭火机器人，也是国家知识产权局参展“2014年中国国际高新技术成果交易会”的唯一消防机器人。

消防机器人

特种机器人

在YouTube上走红

2012年

背景介绍

随着社会经济的迅猛发展，建筑和企业生产的特殊性，导致化学危险品和放射性物质泄漏以及燃烧、爆炸、坍塌的事故隐患增加，事故发生的概率也相应提高。

一旦发生灾害事故，消防员面对高温、黑暗、有毒和浓烟等危害环境时，若没有相应的设备贸然冲进现场，不仅不能完成任务，还会徒增人员伤亡，这方面公安消防部队已历经诸多血的教训。尤其是当新消防法出台后，抢险救援已成为公安消防部队的法定任务，面对新时期面临的新情况新任务，也为了更好地解决前述难题，消防机器人的配备显得日益重要。

发展历史

机器人自60年代初问世以来，经历40余年的发展，己取得长足进步，社会各行各业皆可见其身影。

从1986年日本东京消防厅首次在灭火中采用了“彩虹5号”机器人后，消防机器人就逐渐在灭火救灾领域得到广泛的应用，消防机器人技术也得到快速的发展。截至目前，消防机器人已经稳步向第三代高端智能机器人前进。

应用背景

无锡市高层建筑（在建不计）高达百米以上就有28栋，共有5162家化工企业，另有蠡湖、惠山等隧道，地下广场建筑以较多，此外，还将开建环城地铁。由此可见，消防部队将面对的火灾和应急救援的形势相当复杂。尤其是在高温、有毒、易燃易爆等复杂环境中，为切实增强消防部队扑救大火的能力，也为更好地保护广大官兵的生命安全，配备消防机器人已势在必行。

消防机器人作为特种机器人的一种，在灭火和抢险救援中愈加发挥举足轻重的作用。各种大型石油化工企业、隧道、地铁等不断增多，油品燃气、毒气泄漏爆炸、隧道、地铁坍塌等灾害隐患不断增加。此类灾害具有突发性强、处置过程复杂、危害巨大、防治困难等特点，已成顽疾。消防机器人能代替消防救援人员进入易燃易爆、有毒、缺氧、浓烟等危险灾害事故现场进行数据采集、处理、反馈，有效地解决消防人员在上述场所面临的人身安全、数据信息采集不足等问题。现场指挥人员可以根据其反馈结果，及时对灾情作出科学判断，并对灾害事故现场工作作出正确、合理的决策。

发展现状

中国石化等基础工业有了飞速的发展，在生产过程中的易燃易爆和剧毒化学制品急剧增长，由于设备和管理方面的原因，导致化学危险品和放射性物质泄漏。燃烧爆炸的事故增多。消防机器人作为特种消防设备可代替消防队员接近火场实施有效的灭火救援、化学检验和火场侦察。它的应用将提高消防部队扑灭特大恶性火灾的实战能力，对减少国家财产损失和灭火救援人员的伤亡将产生重要的作用。在深圳清水河火爆炸、南京金陵石化火灾、北京东方化工厂罐区火灾等事件发生后，国内消防部队要求研制、配备消防机器人的呼声越来越高。此次消防机器人的研制成功，对我国21世纪的消防装备的发展以及消防部队的技战术的拓展将产生重要的影响。

1984年11月，在日本东京的一个电缆隧道内发生了一起火灾，消防队员不得不在浓烟和高温的危险环境下在隧道内灭火。这次火灾之后，东京消防部开始对能在恶劣条件下工作的消防机器人进行研究，目前已有五种用途的消防机器人投入使用。

优缺点

优点

1、无生命损伤性。消防机器人作为一种无生命载体，在面临高温、有毒、缺氧和浓烟等各种危险复杂的环境时，在人力所不及之处可充分发挥其作用，大大减少消防人员伤亡。如若配备消防机器人，黄岛油库、“11.3”湖南衡阳大火酿成的悲剧本可以避免。

2、可重复使用性。消防机器人作为一种特殊武器装备，在细心维护保养的同时，可反复多次使用，发挥其效能。

3、人工智能性。现代机器人是人工智能、神经网络、计算机技术、自动控制、电力电子、模糊控制和机械工业等高端学科的结合体。而消防机器人作为特种机器人的一种，更是揉合了各项高新技术成果，机器人已是反应国家的技术先机与否的标志之一。各国政府技术部门、公司针对消防员面临日趋复杂的应急救援的环境，在目前人工智能已成熟的前提下，结合了其他各项高新技术，针对特殊情况开发出具有针对性的消防机器人。可根据现场实际情况，自主判断实际危险情况来源，进行数据收集、处理、传输反馈、灭火等工作。

缺点

1、维护保养复杂。由于消防机器人属于高新技术的结合体，对操控、维护保养人员有一定的要求，专业方面要求有一定的知识，要定期举行专业人员培训，尤其是电子元件，或可能受到潮湿、浓烟和灰尘等影响，需要一定的维护保养知识基础。

2、造价高昂。由于消防机器人属于高等学科知识和各项先进高新技术的集合体，研制时间较长，研制经费较高，且生产数量并不多，造成价格普遍昂贵，不能大量配备消防部队。同时，各地区经济发展不平衡，政府财政拨出能力有限，也是其不能大量配备消防部队的重要原因之一。

分类

消防机器人实战要求的角度出发进行分类。

按主要功能分

（1）灭火机器人

（2）火场侦察机器人

（3）危险物品泄漏探测机器人

（4）破拆机器人

（5）救人机器人

（6）多功能消防机器人等。

按行走方式分

（1）轮式行走消防机器人

（2）履带式行走消防机器人

（3）履带轮式行走消防机器人等。

按控制方式分

（1）线控消防机器人

（2）无线遥控消防机器人

（3）自适应消防机器人等。

按智能化程度分

（1）程序化控制消防机器人

（2）具有感觉功能计算机辅助控制消防机器人

（3）智能化消防机器人等。

按感觉功能分

（1）视觉消防机器人

（2）嗅觉消防机器人

（3）温感消防机器人

（4）烟感消防机器人

（5）触觉消防机器人等。

救援作用

移动功能

在消防机器人分类中已经阐述过，可依据当地实际情况采用履带式或者轮式，从灾害事故现场的实际情况考虑，消防机器人的移动载体须具有较强的越野能力和一定的自适应能力，能够自行判断并翻越障碍，自主分析现场情况，能够完成攀爬一定角度的楼梯等复杂功能。[2]

探测功能

消防机器人可以根据灾害事故现场情况依赖于各种电子元器件进行探测，装载摄像头可将现场情况通过通信网络实时传输给后方系统处理，同时有赖于各种传感器。主要分为两类：一类是内部传感器，用来探测在灾害事故现场中消防机器人自身状态参数，反馈给中央大脑DSP，进行合理的路径规划，并根据灾害事故现场情况合理安排，使消防机器人有序开展工作。另一类是外部传感器，用来探测灾害事故现场的各项数据（障碍物情况、火场温度、辐射热强度、有毒气体或者可燃气体种类和浓度和氧气含量等），为后方处理系统提供原始数据。

控制处理通信功能

由于DSP在处理数字信息方面与单片机相比具有无可比拟的优势，因此，消防机器人普遍采用DSP作为信息处理大脑。而控制处理通信主要由三个方面组成：一是消防机器人内部处理系统。通过各种传感器探测灾害事故现场实际数据，DSP对原始数据进行分析处理。二是通信网络。可以利用公安消防部队自身的三级组网进行数据传输；也考虑到技术成熟的关系，可以利用公众的2.5代GPRS(General Packet Radio Service)或者2.75代EDGE(Enhanced Data Rate for GSM Evolution)网络。无锡地区已经率先实行3G网络通信，因此在技术更加成熟后，可直接采用3G网络进行远程无线数据通信，并能实施双工乃至多工通信；另一方法便是线控。而值得注意的是，在复杂的灾害事故现场的干扰条件下，无论是哪种通信方式，都会造成通信不畅，亟待解决。基于自适应消防机器人可根据灾害事故现场情况，自行判断、决策处理，大力研发和引进自适应消防机器人已势在必行，也是发展趋势所在。三是后方辅助决策系统。后方通过数据通信得知前方事故现场情况，为现场指挥员提供第一手资料，再辅以专家决策系统，辅助现场指挥员作出合理正确的判断。

防腐蚀、防爆功能

正因为消防机器人代替消防员进入危险复杂的灾害事故现场，必须考虑到其电子元器件、机械材料等构建承受腐蚀、高温、粉尘、浓烟等恶劣环境的能力，对其关键部位进行防腐蚀、防爆处理，保证其处于稳定工作状态，以确保顺利完成任务。

消防功能

这也是消防机器人的最主要功能。通过消防机器人前期准备准备工作，现场指挥员根据后方辅助决策系统提供信息，并根据其个人历来灭火和抢险救援经验，作出正确判断，发出遥控指令，指挥消防机器人进行现场处置。

发展趋势

炸弹雷管改造为消防机器人

英国政府同意将曾经在阿富汗战场使用过的炸弹起爆装置重新加工，通过与高科技机器人技术结合，改造成消防机器人并立即投入使用。英国政府的这一做法引发公众热议，因为此项决定也预示着将有999名英国消防人员面临“下岗”的危机。不过，这样一来，像“9·11”事件中大量消防人员因公殉职的悲壮场景也就可以避免了。

科研人员将战场上使用过的这些炸弹起爆装置，改造成消防机器人的喷水和排爆机械臂的关键部位。制造这些消防机器人的本意是希望在面临极度危险的火灾现场和突发事件时，消防人员不用冒着生命危险去执行任务，仅仅派出这些“敢死”的消防机器人，就可以达到消除险情的目的。一名工作人员表示，目前投入实验的一共为3个机器人，它们分别取名为泰伦、布莱克·马克思以及布鲁克90。这些机器人都装有高压输水软管以及热成像照相机，它们可以轻松自如地进入高危险地带，甚至像引爆雷管以及地雷这样的任务，这些机器人也能完成得相当出色。据介绍，这些机器人全部为远程操控，可以在3小时之内到达任务地点。

负责消防机器人项目的设备运营商QinetiQ公司，很早就在谋划这个项目。该公司的一名负责人西蒙·克里斯托弗拉多向外界表示，“我们的最终目的是消除所有消防人员所碰到的生命危险，让机器人来代替消防队员来“冒险”，我们将向英国以及美国政府提供总共大约2500名消防机器人。”

演习

朔州某包装彩印公司使用彩钢板搭建的一个大跨度生产车间发生“火灾”，因扑救难度非常大，消防机器人派上用场，很快扑灭了大火。不过，这是一场消防演练。[1]