現(xiàn)有消防機(jī)器人面臨的問題
現(xiàn)階段投入使用或正在研究的消防機(jī)器人都是基于機(jī)器人個體進(jìn)行研究;研究內(nèi)容涉及滅火
、偵察,并逐步向破拆、救人及多種功能組合的開發(fā)工作展開;控制方式主要采用有/無線的遠(yuǎn)距離程序控制然而,針對各種消防事故分析之后發(fā)現(xiàn)
對目前國內(nèi)外已研制出的消防機(jī)器人進(jìn)行深入細(xì)致的分析比較后發(fā)現(xiàn)
,現(xiàn)在消防機(jī)器人存在的主要問題是:環(huán)境識別能力較弱,往往只能對單一指標(biāo)進(jìn)行判斷,即使能對多個指標(biāo)進(jìn)行檢測,也缺乏多個指標(biāo)之間關(guān)系的分析,對環(huán)境的發(fā)展?fàn)顩r不能掌握;通用性不夠,研究出的消防機(jī)器人過于專業(yè),僅針對某一危險狀況工作;單機(jī)器人工作,只能對所處位置作業(yè),缺乏收集三維空間危險信息的能力。消防機(jī)器的發(fā)展方向
1.多傳感器的集成與融合
以運(yùn)行在未知
、動態(tài)環(huán)境下的多傳感器系統(tǒng)為研究對象,相應(yīng)的融合方法將成為研究熱點(diǎn)。不確定性信息的數(shù)學(xué)處理工具將發(fā)揮重要作用,人工智能和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法也將繼續(xù)成為研究熱點(diǎn)。人工智能的研究將會在傳感器選擇、自動任務(wù)誤差檢測與恢復(fù)及世界模型等領(lǐng)域發(fā)揮更大作用,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也會在目標(biāo)識別和魯棒多傳感器系統(tǒng)兩個領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。由于危險環(huán)境的發(fā)展變化跟起初環(huán)境
、導(dǎo)致原因和外界條件等因素相關(guān),而這些綜合因素共同作用下形成了某一特定的危險狀況和發(fā)展趨勢,因此,可通過消防機(jī)器人進(jìn)入危險環(huán)境的方式來識別并掌握環(huán)境危險狀況和發(fā)展趨勢。2.解決危險環(huán)境下的環(huán)境識別、動態(tài)評估
l.復(fù)雜危險環(huán)境的三維識別重建
a.表征復(fù)雜危險環(huán)境的模式:利用可觀測的煙霧
、溫度、火焰、燃燒氣體、空氣中危險氣體濃度等參量,研究它們之間的相互作用機(jī)制,明確其中關(guān)鍵因素,確定表征復(fù)雜危險環(huán)境的特征參數(shù)。b.局部復(fù)雜環(huán)境三維重建:通過研究各種可觀測環(huán)境參量,確定各參量對整體環(huán)境影響的模型;通過分析多種傳感器對危險環(huán)境檢測結(jié)果
,并利用各測量參量對環(huán)境影響的模型進(jìn)行信息融合處理,構(gòu)建局部復(fù)雜危險環(huán)境狀態(tài)。c.整體復(fù)雜環(huán)境三維重建:通過確定局部復(fù)雜危險環(huán)境
d.整體復(fù)雜環(huán)境預(yù)測:根據(jù)建立的局部、整體環(huán)境三維模型,分析環(huán)境變化趨勢
2.復(fù)雜危險環(huán)境危險程度評估方法的建立
根據(jù)表征復(fù)雜危險環(huán)境的特征參數(shù),確立有效評估環(huán)境危險狀況的理論和實(shí)驗(yàn)框架
,提出可行的評估手段和方法。3.多機(jī)器人協(xié)作
目前,多機(jī)器人系統(tǒng)尚處于理論研究階段
。對于多機(jī)器人系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)作機(jī)制、復(fù)雜環(huán)境下多機(jī)器人相互協(xié)調(diào)配合機(jī)制、多機(jī)器人間通訊與信息傳輸、信息交互及沖突消除等方面將是進(jìn)一步研究的方向。此外,機(jī)器人小型化、傳感器技術(shù)也將成為研究熱點(diǎn)。結(jié)束語
消防機(jī)器人是一個綜合性交叉學(xué)科研究項(xiàng)目,主要涉及材料
、機(jī)械、控制、環(huán)境科學(xué)和安全工程五個學(xué)科。近年來,中國消防機(jī)器人的研制工作得到了政府有關(guān)部門的支持,已有越來越多的消防指戰(zhàn)員認(rèn)識到其重要性,消防機(jī)器人的市場需求正在逐步形成。可在已完成的滅火機(jī)器人、火場偵察機(jī)器人基礎(chǔ)上逐步開展破拆、救人及多種功能組合的消防機(jī)器人開發(fā)工作;控制方式可先從有/無線遠(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。我們應(yīng)在結(jié)合現(xiàn)有工業(yè)和技術(shù)基礎(chǔ)
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