售價700萬的機器人,如何在巴黎聖母院大火中「作戰」

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巴黎聖母院大火讓巴黎消防隊更加意識到後勤方面存在的挑戰。這座建築擁有856年歷史,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,消防隊員們不僅需要具備堅定的意志,戰術與外界力量的加持也必不可少。

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消防人員到達現場後不久,教堂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多名消防員的性命正受到威脅。

是時候讓機器人加入消防作戰了!

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。區別在於這是一輛被塗成火紅色的坦克,體積與一隻「大狗」相仿, 「炮塔」位置用大型軟管改裝,並且軟管能夠將水噴射至250公尺遠的距離。憑藉其耐熱且防水的底盤加上強大的全地形踏板,Colossus引領進入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碎片。

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到16日上午,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?Colossus的加入,能夠完成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是避免火災對於人類消防員以及受害者造成的傷害,這同時也是Colossus的核心優勢所在。這從一開始就是我們關注的焦點。除此之外,機器人還可以利用其它各種對於人類而言往往難以操作的技術方案——例如運輸重型設備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,節省時間並快速高效地解決問題。

IEEE SpectrumColossus的行動是由操作人員遠端控制,還是具有自主能力?

Kabbara:Colossus一直是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連接到機器人的控制站,以適應各類情況的需要。首先是標準控制站,可以在距離300公尺遠的位置向機器人發送訊號;大家還可以使用平板電腦或者智慧型手機版本,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站。我們為Colossus的人工操作員提供了多種控制選項,因為遠端控制是降低危險並提升效率的最佳方法。

IEEE SpectrumColossus上配備有哪些類型的感應器與攝影鏡頭?它們是否能夠為人類消防員提供在沒有機器人的情況下無法獲取的訊息?

Kabbara:Colossus作為消防團隊的一種技術支持平台,能夠通過感應器向遠端操作員及其他消防員即時發送訊息。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。將所有訊息整合在一套平台上非常重要,這意味著團隊將不再需要攜帶多種不同的感應器進入建築物。

消防隊員首先需要瞭解的就是火場中的溫度,Colossus擁有先進的溫度計,同時可以查明現場是否存在濃煙、空氣中是否瀰漫著有害化學物質等。此外,Colossus還配備有獨立的感應器,可用於判斷是否存在NRBC威脅,即化學、生物、放射與核物質等——這些都屬於高危物質類型。

售價700萬的機器人,如何在巴黎聖母院大火中「作戰」我們還可以根據具體任務為機器人添加不同型號的可選配件,其中包括多種感應器。機器人配置的四個不同的擁有物體辨識功能的日夜兩用型攝影鏡頭在救援過程中同樣發揮著巨大作用。在其幫助下,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應器、電腦以及電機造成損壞?

Kabbara:Colossus採用鋁銲接航空鋼製底盤,使得它完全防水且耐高溫。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。這樣,人類消防員才能夠在救援過程當中充分依賴這台機器人。Colossus可持續工作10到12小時,期間無需任何維護或充電。

IEEE Spectrum:這台機器人在設計當中,是否考慮到使用水量更大壓力更強的輸水管,從而獲得超越人類消防員的操作能力?

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也不會感到疼痛或持續受損。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噸的設備。在最大負載下,它能夠舉起的最重的輸水管需要3到4名人類消防員才能舉起。這使得人類消防員能夠將他們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。

IEEE Spectrum:這台機器人的價格是多少?

Kabbara:每台機器人的價格在130,000歐元到200,000歐元之間(約合台幣457萬到702萬)。價格範圍大的原因是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,而且那裡很快就被大火吞沒。人類消防員顯然很難抵達該區域。消防指揮中心可以派遣Colossus通過樓梯前往屋頂嗎?或者說採用另一種更小巧且更為敏捷的機器人?

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Kabbara:Colossus實際上能夠攀爬單階最高30公分的樓梯,踏過水面並爬上高達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 SpectrumColossus如果與其他消防隊員協作工作?人類與機器人真的能夠一起協同高效工作嗎?

Kabbara:Colossus其實更像是一台工具,而不是另一位消防隊員。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幫助;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,這就是為什麼我們將機器人盡可能地模組化。無論消防隊員需要它運輸重型水管、設備,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——例如螺絲起子或扳手。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,這樣的快速反應十分必要。

IEEE Spectrum:將Colossus融入巴黎消防隊經過了一個怎樣的過程?

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。我們是一支工程師團隊,而不是消防隊成員,所以我們必須得從合作夥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了作用。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。訓練Colossus與消防隊協同工作與初始階段的研發磨合期相比要容易很多,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台機器。

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、工業項目還是私營保安公司,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,我們緊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,進而保護更多人。

  • 資料來源:IEEE Spectrum 作者:Lynne Peskoe-Yang
  • 本文授權轉載自網易科技

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