科技行者机器人在巴黎圣母院大火中做了些什么

机器人在巴黎圣母院大火中做了些什么

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2019年4月24日 科技行者
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在巴黎圣母院大火中,救援机器人Colossus一路冲向大教堂中最危险的区域,成功扑灭大火并清除了可能造成人员伤亡的危害碎片。

来源:科技行者 2019年4月24日

关键字:机器人

4月15日晚,巴黎圣母院牵动了全世界人民的心的那场大火,让巴黎消防队更加意识到后勤方面存在的挑战。

机器人在巴黎圣母院大火中做了些什么

▲ Colossus协助巴黎消防队在4月15日的巴黎圣母院大火中作战(图片来源:Shark Robotics)

巴黎圣母院拥有856年历史,我们当然无法接受这一令人赞叹的百年瑰宝在一场大火中化为乌有。圣母院本身既是广受欢迎的旅游景点,同时也是基督教徒的圣地。在对这座法国遗产的捍卫战当中,英勇的消防队员们不仅需要坚定的意志,也需要战术与外界力量的加持。

就在消防人员到达现场后不久,塔尖顶端开始出现倒塌的迹象。对于旁观者而言,建筑的崩塌代表着这座宗教与文化纪念碑的毁灭性损失;而对于巴黎消防队来说,这意味着现场400多名消防员的性命已经危在旦夕。

于是,消防队当机立断,派出了机器人!

Colossus是一款由Shark Robotics公司设计并制造的遥控消防自动机,其外观看起来有点像军用坦克。要说区别,这就是一辆采用火红色涂装的小坦克,体积与一只大狗相仿,在“炮塔位置”布置的软管能够将水喷射至250米远的距离。凭借其耐热且防水的底盘加上强大的全地形踏板,Colossus一路冲向大教堂中最危险的区域,成功扑灭火焰并清除了可能造成人员伤亡的危害碎片。

机器人在巴黎圣母院大火中做了些什么

▲ 4月16日,由法国机器人公司Shark Robotics制造的机器人消防员Colossus正身处法国巴黎圣母院外(图片来源:Aurelien Meunier / Getty Images)

Colossus并没有被直接运送至圣母院的阁楼或者屋顶,因为它在行进当中有可能破坏教堂当中精致的建筑结构。

到16日中午,大火已经被完全扑灭。大教堂的巨大尖顶、屋顶与内部脚手架都已倒塌;整个国家都在为其哀悼。但是,没有人在事故中丧生,Colossus也成为其中的英雄。

为了更深入地了解Colossus以及它在此次救火行动中扮演的角色,IEEE Spectrum采访了Shark Robotics公司联合创始人Cyril Kabbara。

IEEE Spectrum:为什么要将机器人引入消防行动?Colossus的介入,完成了哪些巴黎消防队无法独力完成的任务?

Kabbara:我们与巴黎消防队开展合作的主要原因,同时也是这台机器人的核心优势所在,正是避免火灾对于人类消防员以及受害者造成的伤害。我们从公司建立之初就将此作为关注重点。除此之外,机器人还可以轻松利用其它各种对于人类而言往往难以操作的技术方案——例如运输重型设备或者穿越非常危险的区域。我们的目标在于保证消防员的人身安全,帮助他们摆脱繁琐重复的工作,并通过时间的节约快速高效地解决问题。

IEEE Spectrum:Colossus的行动一直由操作人员远程控制,还是具有自主能力?

Kabbara:Colossus一直由训练有素的消防员进行远程驾驶,或者说操作。我们实际上提供了三种能够与机器人对接的控制台,用以适应各类情况的实际需要。首先是标准控制台,可以在距离300米远的位置向机器人发送信号;大家还可以使用平板电脑或者智能手机版本,其适用于iOS与Android系统并具备更多个性化技术选项。最后一个版本为车载控制台。我们为Colossus的人工操作员提供多种控制选项,因为远程控制无疑是降低危险并提升效率的最佳方法。

IEEE Spectrum:Colossus上配备有哪些类型的传感器与摄像头?它们是否能够为人类消防员提供大量原本根本无法获取的信息?

Kabbara:Colossus作为消防团队的一种技术支持平台,能够通过传感器向远程操作员及其他消防员实时发送信息。这是工作人员在紧急情况下面临危险时所必须具备的一项基本能力。将所有信息集中在一套平台上非常重要,这意味着团队将不再需要携带多种不同的传感器进入建筑物。

消防队员首先需要了解的就是火场中的温度,Colossus拥有先进的温度计,也可以及时与队友们报告现场是否存在浓烟、空气中是否弥漫着有害化学物质等。此外,Colossus还配备有独立的传感器,可用于判断是否存在NRBC威胁,即化学、生物、放射与核物质等等——这些都属于高危物质类型,可能存在于故意攻击或者发生恐怖主义活动的场景当中。

机器人在巴黎圣母院大火中做了些什么

▲在巴黎圣母院大火中派出Colossus是为了在极端条件下快速灭火。如果让人类消防员执行这项任务,无疑会带来极高的生命安全风险(图片来源:Shark Robotics)

我们还可以根据具体任务为机器人添加不同型号的可选配件,其中包括多种传感器。机器人配置的四个拥有物体识别功能的不同日夜两用型摄像头在救援过程中同样发挥着巨大作用。在它们的帮助下,机器人能够看清烟雾与阴影环境下人类消防员很难辨认出的火场情况。

IEEE Spectrum:如何防止高温与喷溅的液体对机器人的传感器、计算机以及电机造成损坏?

Kabbara:Colossus采用铝焊接航空钢制底盘,使得它完全防水且极耐高温。与巴黎消防队成员们合作开发出的这套设计方案,使得我们创造出了能够承受这些极端条件且仅需最低维护成本的成果。也只有这样,人类消防员才能够在救援过程当中充分依赖这台机器人。Colossus的设计工作时长为10到12小时,期间无需任何维护或者充电操作。

IEEE Spectrum:这台机器人在设计当中,是否考虑到使用更大的输水管,从而获得超越人类消防员的高压喷水能力?

Kabbara:Colossus的主要优势在于它能够降低人类消防员的受伤机率。与人类及其它动物不同,Colossus的设计使其能够在熊熊燃烧的建筑物当中忍受长达8个小时的极端高温,而且即使建筑物的坍塌物砸在它的底盘上,Colossus也不会感到疼痛或者因此影响行动。此外,它还能够应对一些在消防工作当中经常出现的问题,包括将受伤的消防员移动到安全的地方,或者在火灾场景下携带高达1吨的设备。在最大负载下,它能够举起原本需要3到4名人类消防员的最重的输水管。这意味着人类消防员能够将自己的全部注意力集中到只有人类能够处理的问题上——例如判断最佳前进路线等等。

IEEE Spectrum:这台机器人的价格是多少?

Kabbara:每台机器人的价格在13万欧元到20万欧元之间(约合15万美元到22万5千美元)。之所以存在巨大的价格波动,是因为该机器人采用模块化设计,而且提供多种可选功能。因此我们的客户能够在一定程度上对机器人进行定制,从而更好地适应其即将面临的工作场景。

IEEE Spectrum:在巴黎圣母院,火灾似乎始于阁楼与屋顶位置,而且这里很快就被大火吞没。人类消防员显然很难抵达这个区域。这时候消防指挥中心就可以判断,到底要不要派遣Colossus通过楼梯前往屋顶?或者说采用另一种更小巧且更为敏捷的机器人?

机器人在巴黎圣母院大火中做了些什么

▲Colossus正沿着楼梯拾级而上(图片来源:Shark Robotics)

Kabbara:Colossus实际上能够攀爬单阶最高30厘米的楼梯,踏过水面并爬上高达45度的室内及室外斜坡。在此次巴黎圣母院大火当中,Colossus并没有前往阁楼位置,因为它的踏板有可能对那里精致的建筑结构造成破坏。

IEEE Spectrum:Colossus如果与其他消防队员协作工作?人类与机器人真的能够共同组织起高效的团队吗?

Kabbara:Colossus其实更像是一台工具,而非另一位消防队员。事实上,在团队当中引入机器人版本的消防队员并没有太大的实际意义;而且我们的方法也确实取得了成功,即由人类控制决策,而由机器人完成提升、拖拽、携带以及其它更为危险的任务。这种组合,使得人类能够摆脱巨大的现场行动风险。

另外,像这样的大型任务有时候会要求Colossus改变外观形状,也正因为如此我们才会在设计当中尽可能采取模块化方法。无论消防队员需要它运输重型水管、设备,还是保护人类受害者,Colossus都能够在30秒之内快速完成“变形”,且不需要任何额外的工具——例如螺丝刀或扳手。这种快速变形能力非常重要,因为在燃烧的建筑物中工作时,情况可谓瞬息万变,因此反应必须在短时间内完成!

IEEE Spectrum:Colossus是如何一步步被巴黎消防队接受的?

Kabbara:实际上,这是个非常复杂的过程。Colossus已经在巴黎消防队服役了两年。但在此之前,我们已经投入了几年时间来开发这项技术,旨在确保其适合真正的消防场景。我们拥有一支工程师团队,但却没有消防员成员,所以我们必须得从合作伙伴身上不断学习知识以及经验。他们会告诉我们如何正确处理险情,而有哪些看似合理的设计在真正的火灾中根本起不到作用。他们还向我们讲解了很多工程师成员们甚至从来没有意识到过的危险因素。由于从起步阶段就开始尝试让消防员与Colossus协同工作,因此整个磨合之旅变得比较轻松。事实上,接受培训的大多数消防员只需要半天时间就能学会如何正确操作这台机器。

IEEE Spectrum:展望未来,Shark Robitics公司与Colossus这样的机器人还将给我们带来哪些惊喜?

Kabbara:自2017年我们公布Colossus以来,我们已经看到众多行业对于这种地面无人机技术的巨大需求。无论是军事、工业项目还是私营保安公司,这类机器人都能够帮助从业者解决与消防员类似的物理危险场景。为了满足业务需求,我们抓紧招募了十几名新的工程师加快研发进度。而我本人也很高兴能够通过自己的努力为各个行业的从业者们提供强有力的工具,从而有效保护他们的人身安全。


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