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2020年8月，一架无人机帮助点燃和消耗火场边缘的未燃燃料，以支持哥伦布野地消防模块，这是一个由圣胡安国家森林的哥伦布护林区的消防专业人员组成的团队。
消防，在美国是最传统的职业之一，正准备涌入一批古怪的助手。它们的范围从玩具车大小的装置到两吨重的野兽，类似于军用坦克，每分钟可以喷出2500加仑的水。有的在橡胶轮胎上移动，有的在钢轨上移动，还有的在飞行。所有这些都是机器人。
在每年有超过 3,000 名美国人死于火灾（包括平均 80 名消防员）的时候，这些高科技设备可以进入燃烧的建筑物，温度太高以至于人类无法生存。它们可以穿透对人肺毒性太大的烟雾。他们通常比与他们一起工作的消防员更快、更强壮、更敏捷。目前使用的大多数机器都是远程控制的，但研究人员现在正在开发可以自主决策的“智能”消防机器人。
无论是否自主，没有人期望机器在火线上完全取代人类。机器人是工具，纽约大学助理教授 Giuseppe Loianno 解释说，他们可以做的一件有价值的事情就是降低人类消防员的风险。每年有超过 350,000 个美国家庭在燃烧，气候变化导致全球每天有 10,000 场活跃的野火，机器人可以为进入燃烧的建筑物或穿越陡峭山坡的消防员提供一些喘息的机会。这些机器面临的主要挑战是机构不愿意投资为满足这些不同的利基需求而量身定制的设备。“这不是技术问题。这更像是一个社会经济问题。”在人工智能问题上为联合国提供建议的发明家尼尔·萨霍塔 (Neil Sahota) 说。
研究人员正在努力改变这种状况。迄今为止开发的最实惠的自动机之一是由一群大学生使用广泛可用的现成材料建造的。一台不起眼的机器，类似于经过技术改造的金丝雀黄色手推车，它带有一个水箱和一个鞋盒大小的 PC；后者使用来自机载传感器的信息在不撞到障碍物的情况下四处移动。一个细长的手臂突出在底盘上方，可以在几个地方弯曲，包括一个上部“肘部”，它扭曲成超出人类肢体所能承受的角度。手臂上装有一个热敏相机、另一个测量深度和颜色的相机以及一个喷嘴。在最近的一次演示中，这个机器人在门口停下来获取地理空间方位，然后平稳地滚动到位以评估房间。手臂的尖端旋转，扫描墙壁以寻找热源。当它找到一个时，它会瞄准喷嘴并打开，以网格模式精确地在热点上喷水。火熄灭了，机器人停在水坑里，好像在鞠躬一样。它最近赢得了 2020 年穆罕默德·本·扎耶德国际机器人奖挑战(2020 Mohamed Bin Zayed International RoboticsChallenge)。
协调该项目的 Loianno 说，让 R2-D2 的这个工人阶级表亲与众不同的是其学生设计师将硬件组件与软件智能相结合的方式。Loianno 补充说，学生们证明，通过使用更便宜的组件，可以花费大约 40,000 美元到 50,000 美元——甚至低至 10,000 美元——来建造一名自主消防员。这比目前使用的一些消防机器人的成本便宜 30 倍。
洛杉矶市消防局部署了一种名为 Robotics Systems 3 的人工控制消防机器
然而，这种自主机器人尚未在现实世界的火灾中进行测试。没有参与学生合作的 沙霍塔（Sahota ）说，流动性是最大的难题。沙霍塔指出，可以对机器人进行编程以操纵楼梯间，甚至进行后空翻。但是，让自主机器人适应意外和不平坦的地形仍然令人生畏，他说。
洛杉矶市消防局助理局长Wade White（韦德怀特）说：“一种名为机器人系统3（RS3）的人类控制的机器人，目前正在使用，它已经应对了这些现实世界中的一些移动性挑战，并通过拖动水管线爬上陡峭的山坡，甚至将马匹从泥潭中拉出来，证明了它的作用。价值30万美元的RS3是美国制造，由消防部门的基金会资助，它还与消防员一起在屋顶坍塌的建筑物中工作--"在那里我们有可能失去人命。"
RS3 重 3,500 磅，带有巨大的黄色犁鼻、坦克般的踏板和喷水速度是传统消防水带的 10 倍的喷嘴，RS3 肯定不像它的人类同事那么脆弱——但它仍然依赖其中一个控制它。在 900 英尺的安全距离内，操作员可以查看来自监控机器人周围环境的四个摄像头的视频和温度信息。安装在喷嘴上的一个摄像头显示喷水的方向。另一个使用热成像来帮助操作员找到任何潜在的受害者。怀特说，与学生自主设备的情况不同，运行 RS3 和其他人工操作机器人的人“正在处理所有这些信息并根据设备的输入做出决定。”怀特说。这将 RS3 和其他人工操作的机器人与学生的项目区分开来。“它永远不会取代消防员。”相反，它是一种工具，可以让人们在不冒生命危险的情况下选择有效的策略。
面对美国西部不断恶化的野火，美国林务局自 2000 年代初以来一直在涉足遥控消防技术。该机构的无人机系统项目经理 Dirk Giles 表示，该项目于 2018 年正式启动，自 2010 年以来发生了四起搭载消防员的直升机坠毁事件。“八年内有 16 人死亡。我们需要部署技术让我们的员工摆脱那个死人的曲线。”在飞行观测无人机数年以收集有关火灾情况的信息后，该机构在其武器库中添加了“龙蛋”。遥控飞机投掷的球体有乒乓球那么大，里面装满了两种化合物：高锰酸钾和乙二醇。他们穿过树冠下降到地面，化学物质在那里起反应，引发小规模和蓄意的火灾。这些受控烧伤旨在让火恢复其在景观中的自然作用，在那里它有助于将森林燃料保持在更平衡的水平。自该计划启动以来，林务局已使用龙蛋开始了约 200,000 英亩的有意烧毁。
去年夏天，该机构针对活跃的野火调整了该技术。八月的一个晚上，无人机飞过加利福尼亚近百万英亩的 Dixie Fire 的一个精心挑选的部分，在火势蔓延之前将燃烧球投向山腰，引发所谓的适得其反。点火缓慢地沿着山坡进行故意燃烧，消耗燃料并在其尾迹后留下一个不利于火灾的区域。一旦它到达距离城镇 30 英尺以内的距离，地面消防员就可以安全地将其扑灭以保护房屋。
这项高度专业化的任务受到美国联邦航空管理局规则的限制，该规则要求操作员必须在距离大多数遥控飞机两英里的范围内。法律要求一些无人机任务保持从操作员到飞行器的视线。吉尔斯说，使用自主无人机将增加操作距离并为消防员提供更好的保护。
随着最近野火规模和强度的增加挑战了传统的灭火方法，科学家们还在试验遥控飞机组滴水和其他灭火液体。热那亚大学机械工程教授埃琳娜·奥索尼奥 (Elena Ausonio) 在 4 月份接受DroneLife采访时说，一群自主无人机，每架都能够携带 100 磅的有效载荷，可以在一次统一攻击中扑灭火焰。com。Ausonio 在她最近参与撰写的一项研究中解释说，这些飞行器可以在浓烟中昼夜运行，并且不需要附近的水源。
其他科学家对机器人消防技术的前景持怀疑态度。美国加州大学伯克利分校的火灾研究员布兰登柯林斯（Brandon Collins）说：“森林和植被管理是应该立即集中精力的地方。即使是沉浸在机器人技术中的科学家也承认它不是灵丹妙药。例如，Sahota 怀疑社区是否愿意投资成本超过六位数的机器人，每台机器都是为非常特定的需求而设计的。“规模经济与大规模制造并不完全相同。”
尽管如此，随着房屋火灾继续夺去人类生命，气温升高使森林变干，沙霍塔认为，这项技术对于消防员安全和直接灭火很重要。他说:“我们现在没有足够的消防员。随着气候变化，我们已经处于临界点。
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