可以在室内紧急情况下帮助消防员的机器人

机器人可能是大多数急救人员的宝贵助手，因为它们可以帮助他们远程监控或干预人类无法进入或危及生命的区域。消防员在执行任务时受伤的风险很高，他们无疑将受益于可靠的移动机器人的帮助。

雷伊胡安卡洛斯大学和马德里自治大学的研究人员最近创建了一个自主地面机器人，可以在消防员处理室内环境中的紧急情况时为他们提供帮助。他们的系统在“现场机器人杂志”上介绍，可以让应对火灾紧急情况的代理人更好地计划他们的干预措施，为他们进入受影响地区清理安全路径，并在疏散期间为他们提供支持。

“这项工作是一个名为HelpResponder的项目的一部分，该项目旨在降低干预团队的事故率和任务时间，”进行这项研究的研究人员之一Noelia Fernández Talavera告诉Tech Xplore。“这是使用固定信标、无人机和地面机器人实现的。地面机器人是作为BSc项目的一部分开发的，通过实时获取环境参数来支持应急团队。

最近探索西班牙火灾演变的研究强调了对新技术的需求，这些技术可以更好地协助消防员。这些工作收集了有关事故的数据，这些事故影响了在室内环境中执行任务的响应人员，例如建筑物倒塌或与吸入有毒气体相关的疾病收缩。

“这些统计数据表明，消防员在干预之前需要了解环境，”塔拉韦拉说。“有关火灾位置，有害气体的存在以及可能路径的所有信息都与进行更有效和安全的干预措施有关。

塔拉韦拉和她的同事创建的机器人可以监控其周围环境，与人类代理共享收集的数据。这是使用各种传感器来实现的，这些传感器可以测量室内环境中的温度，湿度和空气质量，以及其位置和其他物体的位置。然后将这些数据保存在数据库中，消防员可以通过智能手机应用程序远程访问该数据库。

“机器人有三种操作模式来处理不同的场景，”塔拉韦拉解释说。“手动模式允许操作员使用键盘、操纵杆或操纵板远程控制它以生成速度命令。操作员还可以从直接视图或通过图形用户界面控制机器人。在最后一种情况下，界面必须提供足够的信息来保持他们的态势感知，例如场景地图、机器人的准确位置、摄像头的图像等等。

机器人的第二种操作模式被称为自主模式，允许它独立探索室内环境，同时避开潜在的障碍物。为了实现这一目标，它依赖于覆盖路径规划算法，该算法使用集成传感器收集的数据来定位机器人，检测和识别周围障碍物，并引导它通过一组航点。

“在自主模式下，机器人可以覆盖整个房间和走廊，提供有关环境条件的本地信息，”塔拉韦拉说。“最后，疏散模式创造了通往目标的快速安全的路线。此模式使用场景的先验知识来计算从当前位置到目标位置的最短路径。这个目标位置可以是建筑物的出口或受害者的位置等。

研究人员的机器人采用模块化设计，这意味着可以在不改变其核心配置的情况下添加其他组件(例如，热像仪或其他传感器)。此外，该机器人体积小，基于经济实惠的组件。这使其能够到达人工代理无法进入的区域，同时也有助于其大规模部署。

Telavera和她的同事在一系列测试中测试了他们的机器人，包括模拟和真实世界的试验。他们的结果非常有希望，因为机器人可以有效地处理不同的任务，同时自主躲避障碍物并为消防员提供有价值的支持。

在评估中，由于其坚固的组件和良好的电池自主性，机器人可以在一天内完成不同的任务。该团队还创建了机器人的模拟，还可以帮助消防员为未来的室内干预做好准备，帮助他们确定到达所需位置的最有效和安全的路径，或者只是练习使用机器人。

“我们与最终用户合作开发了我们的系统，并在高度现实的场景中对其进行了验证，”Talavera说。“真正的测试是在阿尔科孔统一安全中心与该市消防局合作进行的。结果表明，该原型可以在恶劣的条件下工作，并在干预图中定位热和有毒的病灶。有效地覆盖场景并躲避障碍物，以便消防员可以根据获得的数据快速做出决定并生成干预策略。

塔拉韦拉和她的同事创造的机器人很快就会被其他消防部门使用和测试。此外，它可以激发类似的机器人系统的创建，旨在协助其他急救人员，包括警察或完成搜救任务的团队。

“我们研究的下一步将通过集成ROS来改进自主导航系统，并增强模拟器，以重现火灾和烟雾以与真实情况相同的方式前进的动态场景，”Talavera补充道。“还正在开发一个包含不同技术的网络平台，以便可以同时分析机器人，无人机和信标收集的数据。这样，系统将变得更容易使用，并且在紧急情况下更有价值。