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  • 1 # 科技行者

    4月15日晚,巴黎聖母院牽動了全世界人民的心的那場大火,讓巴黎消防隊更加意識到後勤方面存在的挑戰。

    巴黎聖母院擁有856年曆史,我們當然無法接受這一令人讚歎的百年瑰寶在一場大火中化為烏有。聖母院本身既是廣受歡迎的旅遊景點,同時也是基督教徒的聖地。在對這座法國遺產的捍衛戰當中,英勇的消防隊員們不僅需要堅定的意志,也需要戰術與外界力量的加持。

    就在消防人員到達現場後不久,塔尖頂端開始出現倒塌的跡象。對於旁觀者而言,建築的崩塌代表著這座宗教與文化紀念碑的毀滅性損失;而對於巴黎消防隊來說,這意味著現場400多名消防員的性命已經危在旦夕。

    於是,消防隊當機立斷,派出了機器人!

    Colossus是一款由Shark Robotics公司設計並製造的遙控消防自動機,其外觀看起來有點像軍用坦克。要說區別,這就是一輛採用火紅色塗裝的小坦克,體積與一隻大狗相仿,在“炮塔位置”佈置的軟管能夠將水噴射至250米遠的距離。憑藉其耐熱且防水的底盤加上強大的全地形踏板,Colossus一路衝向大教堂中最危險的區域,成功撲滅火焰並清除了可能造成人員傷亡的危害碎片。

    Colossus並沒有被直接運送至聖母院的閣樓或者屋頂,因為它在行進當中有可能破壞教堂當中精緻的建築結構。

    到16日中午,大火已經被完全撲滅。大教堂的巨大尖頂、屋頂與內部腳手架都已倒塌;整個國家都在為其哀悼。但是,沒有人在事故中喪生,Colossus也成為其中的英雄。

    為了更深入地瞭解Colossus以及它在此次救火行動中扮演的角色,IEEE Spectrum採訪了Shark Robotics公司聯合創始人Cyril Kabbara。

    IEEE Spectrum:為什麼要將機器人引入消防行動?Colossus的介入,完成了哪些巴黎消防隊無法獨力完成的任務?

    Kabbara:我們與巴黎消防隊開展合作的主要原因,同時也是這臺機器人的核心優勢所在,正是避免火災對於人類消防員以及受害者造成的傷害。我們從公司建立之初就將此作為關注重點。除此之外,機器人還可以輕鬆利用其它各種對於人類而言往往難以操作的技術方案——例如運輸重型裝置或者穿越非常危險的區域。我們的目標在於保證消防員的人身安全,幫助他們擺脫繁瑣重複的工作,並透過時間的節約快速高效地解決問題。

    IEEE Spectrum:Colossus的行動一直由操作人員遠端控制,還是具有自主能力?

    Kabbara:Colossus一直由訓練有素的消防員進行遠端駕駛,或者說操作。我們實際上提供了三種能夠與機器人對接的控制檯,用以適應各類情況的實際需要。首先是標準控制檯,可以在距離300米遠的位置向機器人傳送訊號;大家還可以使用平板電腦或者智慧手機版本,其適用於iOS與Android系統並具備更多個性化技術選項。最後一個版本為車載控制檯。我們為Colossus的人工操作員提供多種控制選項,因為遠端控制無疑是降低危險並提升效率的最佳方法。

    IEEE Spectrum:Colossus上配備有哪些型別的感測器與攝像頭?它們是否能夠為人類消防員提供大量原本根本無法獲取的資訊?

    Kabbara:Colossus作為消防團隊的一種技術支援平臺,能夠透過感測器向遠端操作員及其他消防員實時傳送資訊。這是工作人員在緊急情況下面臨危險時所必須具備的一項基本能力。將所有資訊集中在一套平臺上非常重要,這意味著團隊將不再需要攜帶多種不同的感測器進入建築物。

    消防隊員首先需要了解的就是火場中的溫度,Colossus擁有先進的溫度計,也可以及時與隊友們報告現場是否存在濃煙、空氣中是否瀰漫著有害化學物質等。此外,Colossus還配備有獨立的感測器,可用於判斷是否存在NRBC威脅,即化學、生物、放射與核物質等等——這些都屬於高危物質型別,可能存在於故意攻擊或者發生恐怖主義活動的場景當中。

    我們還可以根據具體任務為機器人新增不同型號的可選配件,其中包括多種感測器。機器人配置的四個擁有物體識別功能的不同日夜兩用型攝像頭在救援過程中同樣發揮著巨大作用。在它們的幫助下,機器人能夠看清煙霧與陰影環境下人類消防員很難辨認出的火場情況。

    IEEE Spectrum:如何防止高溫與噴濺的液體對機器人的感測器、計算機以及電機造成損壞?

    Kabbara:Colossus採用鋁焊接航空鋼製底盤,使得它完全防水且極耐高溫。與巴黎消防隊成員們合作開發出的這套設計方案,使得我們創造出了能夠承受這些極端條件且僅需最低維護成本的成果。也只有這樣,人類消防員才能夠在救援過程當中充分依賴這臺機器人。Colossus的設計工作時長為10到12小時,期間無需任何維護或者充電操作。

    IEEE Spectrum:這臺機器人在設計當中,是否考慮到使用更大的輸水管,從而獲得超越人類消防員的高壓噴水能力?

    Kabbara:Colossus的主要優勢在於它能夠降低人類消防員的受傷機率。與人類及其它動物不同,Colossus的設計使其能夠在熊熊燃燒的建築物當中忍受長達8個小時的極端高溫,而且即使建築物的坍塌物砸在它的底盤上,Colossus也不會感到疼痛或者因此影響行動。此外,它還能夠應對一些在消防工作當中經常出現的問題,包括將受傷的消防員移動到安全的地方,或者在火災場景下攜帶高達1噸的裝置。在最大負載下,它能夠舉起原本需要3到4名人類消防員的最重的輸水管。這意味著人類消防員能夠將自己的全部注意力集中到只有人類能夠處理的問題上——例如判斷最佳前進路線等等。

    IEEE Spectrum:這臺機器人的價格是多少?

    Kabbara:每臺機器人的價格在13萬歐元到20萬歐元之間(約合15萬美元到22萬5千美元)。之所以存在巨大的價格波動,是因為該機器人採用模組化設計,而且提供多種可選功能。因此我們的客戶能夠在一定程度上對機器人進行定製,從而更好地適應其即將面臨的工作場景。

    IEEE Spectrum:在巴黎聖母院,火災似乎始於閣樓與屋頂位置,而且這裡很快就被大火吞沒。人類消防員顯然很難抵達這個區域。這時候消防指揮中心就可以判斷,到底要不要派遣Colossus透過樓梯前往屋頂?或者說採用另一種更小巧且更為敏捷的機器人?

    Kabbara:Colossus實際上能夠攀爬單階最高30釐米的樓梯,踏過水麵並爬上高達45度的室內及室外斜坡。在此次巴黎聖母院大火當中,Colossus並沒有前往閣樓位置,因為它的踏板有可能對那裡精緻的建築結構造成破壞。

    IEEE Spectrum:Colossus如果與其他消防隊員協作工作?人類與機器人真的能夠共同組織起高效的團隊嗎?

    Kabbara:Colossus其實更像是一臺工具,而非另一位消防隊員。事實上,在團隊當中引入機器人版本的消防隊員並沒有太大的實際意義;而且我們的方法也確實取得了成功,即由人類控制決策,而由機器人完成提升、拖拽、攜帶以及其它更為危險的任務。這種組合,使得人類能夠擺脫巨大的現場行動風險。

    另外,像這樣的大型任務有時候會要求Colossus改變外觀形狀,也正因為如此我們才會在設計當中儘可能採取模組化方法。無論消防隊員需要它運輸重型水管、裝置,還是保護人類受害者,Colossus都能夠在30秒之內快速完成“變形”,且不需要任何額外的工具——例如螺絲刀或扳手。這種快速變形能力非常重要,因為在燃燒的建築物中工作時,情況可謂瞬息萬變,因此反應必須在短時間內完成!

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

    Kabbara:實際上,這是個非常複雜的過程。Colossus已經在巴黎消防隊服役了兩年。但在此之前,我們已經投入了幾年時間來開發這項技術,旨在確保其適合真正的消防場景。我們擁有一支工程師團隊,但卻沒有消防員成員,所以我們必須得從合作伙伴身上不斷學習知識以及經驗。他們會告訴我們如何正確處理險情,而有哪些看似合理的設計在真正的火災中根本起不到作用。他們還向我們講解了很多工程師成員們甚至從來沒有意識到過的危險因素。由於從起步階段就開始嘗試讓消防員與Colossus協同工作,因此整個磨合之旅變得比較輕鬆。事實上,接受培訓的大多數消防員只需要半天時間就能學會如何正確操作這臺機器。

    IEEE Spectrum:展望未來,Shark Robitics公司與Colossus這樣的機器人還將給我們帶來哪些驚喜?

    Kabbara:自2017年我們公佈Colossus以來,我們已經看到眾多行業對於這種地面無人機技術的巨大需求。無論是軍事、工業專案還是私營保安公司,這類機器人都能夠幫助從業者解決與消防員類似的物理危險場景。為了滿足業務需求,我們抓緊招募了十幾名新的工程師加快研發進度。而我本人也很高興能夠透過自己的努力為各個行業的從業者們提供強有力的工具,從而有效保護他們的人身安全。

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