機(jī)器人在巴黎圣母院大火中做了些什么
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4月15日晚，巴黎圣母院牽動(dòng)了全世界人民的心的那場(chǎng)大火，讓巴黎消防隊(duì)更加意識(shí)到后勤方面存在的挑戰(zhàn)。
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▲ Colossus協(xié)助巴黎消防隊(duì)在4月15日的巴黎圣母院大火中作
（圖片來(lái)源：Shark Robotics）
巴黎圣母院擁有856年歷史，我們當(dāng)然無(wú)法接受這一令人贊嘆的百年瑰寶在一場(chǎng)大火中化為烏有。圣母院本身既是廣受歡迎的旅游景點(diǎn)，同時(shí)也是基督教徒的圣地。在對(duì)這座法國(guó)遺產(chǎn)的捍衛(wèi)戰(zhàn)當(dāng)中，英勇的消防隊(duì)員們不僅需要堅(jiān)定的意志，也需要戰(zhàn)術(shù)與外界力量的加持。
就在消防人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后不久，塔尖頂端開(kāi)始出現(xiàn)倒塌的跡象。對(duì)于旁觀者而言，建筑的崩塌代表著這座宗教與文化紀(jì)念碑的毀滅性損失；而對(duì)于巴黎消防隊(duì)來(lái)說(shuō)，這意味著現(xiàn)場(chǎng)400多名消防員的性命已經(jīng)危在旦夕。
于是，消防隊(duì)當(dāng)機(jī)立斷，派出了機(jī)器人！
Colossus是一款由Shark Robotics公司設(shè)計(jì)并制造的遙控消防自動(dòng)機(jī)，其外觀看起來(lái)有點(diǎn)像軍用坦克。要說(shuō)區(qū)別，這就是一輛采用火紅色涂裝的小坦克，體積與一只大狗相仿，在“炮塔位置”布置的軟管能夠?qū)⑺畤娚渲?50米遠(yuǎn)的距離。憑借其耐熱且防水的底盤加上強(qiáng)大的全地形踏板，Colossus一路沖向大教堂中最危險(xiǎn)的區(qū)域，成功撲滅火焰并清除了可能造成人員傷亡的危害碎片。
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▲ 4月16日，由法國(guó)機(jī)器人公司Shark Robotics制造的機(jī)器人消防員Colossus正身處法國(guó)巴黎圣母院外
（圖片來(lái)源：Aurelien Meunier / Getty Images）
Colossus并沒(méi)有被直接運(yùn)送至圣母院的閣樓或者屋頂，因?yàn)樗谛羞M(jìn)當(dāng)中有可能破壞教堂當(dāng)中精致的建筑結(jié)構(gòu)。
到16日中午，大火已經(jīng)被完全撲滅。大教堂的巨大尖頂、屋頂與內(nèi)部腳手架都已倒塌；整個(gè)國(guó)家都在為其哀悼。但是，沒(méi)有人在事故中喪生，Colossus也成為其中的英雄。
為了更深入地了解Colossus以及它在此次救火行動(dòng)中扮演的角色，IEEE Spectrum采訪了Shark Robotics公司聯(lián)合創(chuàng)始人Cyril Kabbara。
IEEE Spectrum:為什么要將機(jī)器人引入消防行動(dòng)？Colossus的介入，完成了哪些巴黎消防隊(duì)無(wú)法獨(dú)力完成的任務(wù)？
Kabbara:我們與巴黎消防隊(duì)開(kāi)展合作的主要原因，同時(shí)也是這臺(tái)機(jī)器人的核心優(yōu)勢(shì)所在，正是避免火災(zāi)對(duì)于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(guān)注重點(diǎn)。除此之外，機(jī)器人還可以輕松利用其它各種對(duì)于人類而言往往難以操作的技術(shù)方案——例如運(yùn)輸重型設(shè)備或者穿越非常危險(xiǎn)的區(qū)域。我們的目標(biāo)在于保證消防員的人身安全，幫助他們擺脫繁瑣重復(fù)的工作，并通過(guò)時(shí)間的節(jié)約快速高效地解決問(wèn)題。
IEEE Spectrum：Colossus的行動(dòng)一直由操作人員遠(yuǎn)程控制，還是具有自主能力？
Kabbara:Colossus一直由訓(xùn)練有素的消防員進(jìn)行遠(yuǎn)程駕駛，或者說(shuō)操作。我們實(shí)際上提供了三種能夠與機(jī)器人對(duì)接的控制臺(tái)，用以適應(yīng)各類情況的實(shí)際需要。首先是標(biāo)準(zhǔn)控制臺(tái)，可以在距離300米遠(yuǎn)的位置向機(jī)器人發(fā)送信號(hào)；大家還可以使用平板電腦或者智能手機(jī)版本，其適用于iOS與Android系統(tǒng)并具備更多個(gè)性化技術(shù)選項(xiàng)。最后一個(gè)版本為車載控制臺(tái)。我們?yōu)镃olossus的人工操作員提供多種控制選項(xiàng)，因?yàn)檫h(yuǎn)程控制無(wú)疑是降低危險(xiǎn)并提升效率的最佳方法。
IEEE Spectrum：Colossus上配備有哪些類型的傳感器與攝像頭？它們是否能夠?yàn)槿祟愊绬T提供大量原本根本無(wú)法獲取的信息？
Kabbara:Colossus作為消防團(tuán)隊(duì)的一種技術(shù)支持平臺(tái)，能夠通過(guò)傳感器向遠(yuǎn)程操作員及其他消防員實(shí)時(shí)發(fā)送信息。這是工作人員在緊急情況下面臨危險(xiǎn)時(shí)所必須具備的一項(xiàng)基本能力。將所有信息集中在一套平臺(tái)上非常重要，這意味著團(tuán)隊(duì)將不再需要攜帶多種不同的傳感器進(jìn)入建筑物。
消防隊(duì)員首先需要了解的就是火場(chǎng)中的溫度，Colossus擁有先進(jìn)的溫度計(jì)，也可以及時(shí)與隊(duì)友們報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)是否存在濃煙、空氣中是否彌漫著有害化學(xué)物質(zhì)等。此外，Colossus還配備有獨(dú)立的傳感器，可用于判斷是否存在NRBC威脅，即化學(xué)、生物、放射與核物質(zhì)等等——這些都屬于高危物質(zhì)類型，可能存在于故意攻擊或者發(fā)生恐怖主義活動(dòng)的場(chǎng)景當(dāng)中。
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▲在巴黎圣母院大火中派出Colossus是為了在極端條件下快速滅火。如果讓人類消防員執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù)，無(wú)疑會(huì)帶來(lái)極高的生命安全風(fēng)險(xiǎn)
（圖片來(lái)源：Shark Robotics
我們還可以根據(jù)具體任務(wù)為機(jī)器人添加不同型號(hào)的可選配件，其中包括多種傳感器。機(jī)器人配置的四個(gè)擁有物體識(shí)別功能的不同日夜兩用型攝像頭在救援過(guò)程中同樣發(fā)揮著巨大作用。在它們的幫助下，機(jī)器人能夠看清煙霧與陰影環(huán)境下人類消防員很難辨認(rèn)出的火場(chǎng)情況。
IEEE Spectrum：如何防止高溫與噴濺的液體對(duì)機(jī)器人的傳感器、計(jì)算機(jī)以及電機(jī)造成損壞？
Kabbara:Colossus采用鋁焊接航空鋼制底盤，使得它完全防水且極耐高溫。與巴黎消防隊(duì)成員們合作開(kāi)發(fā)出的這套設(shè)計(jì)方案，使得我們創(chuàng)造出了能夠承受這些極端條件且僅需最低維護(hù)成本的成果。也只有這樣，人類消防員才能夠在救援過(guò)程當(dāng)中充分依賴這臺(tái)機(jī)器人。Colossus的設(shè)計(jì)工作時(shí)長(zhǎng)為10到12小時(shí)，期間無(wú)需任何維護(hù)或者充電操作。
IEEE Spectrum：這臺(tái)機(jī)器人在設(shè)計(jì)當(dāng)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(yōu)勢(shì)在于它能夠降低人類消防員的受傷機(jī)率。與人類及其它動(dòng)物不同，Colossus的設(shè)計(jì)使其能夠在熊熊燃燒的建筑物當(dāng)中忍受長(zhǎng)達(dá)8個(gè)小時(shí)的極端高溫，而且即使建筑物的坍塌物砸在它的底盤上，Colossus也不會(huì)感到疼痛或者因此影響行動(dòng)。此外，它還能夠應(yīng)對(duì)一些在消防工作當(dāng)中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題，包括將受傷的消防員移動(dòng)到安全的地方，或者在火災(zāi)場(chǎng)景下攜帶高達(dá)1噸的設(shè)備。在最大負(fù)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?qū)⒆约旱娜孔⒁饬械街挥腥祟惸軌蛱幚淼膯?wèn)題上——例如判斷最佳前進(jìn)路線等等。
IEEE Spectrum：這臺(tái)機(jī)器人的價(jià)格是多少？
Kabbara:每臺(tái)機(jī)器人的價(jià)格在13萬(wàn)歐元到20萬(wàn)歐元之間（約合15萬(wàn)美元到22萬(wàn)5千美元）。之所以存在巨大的價(jià)格波動(dòng)，是因?yàn)樵摍C(jī)器人采用模塊化設(shè)計(jì)，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(duì)機(jī)器人進(jìn)行定制，從而更好地適應(yīng)其即將面臨的工作場(chǎng)景。
IEEE Spectrum：在巴黎圣母院，火災(zāi)似乎始于閣樓與屋頂位置，而且這里很快就被大火吞沒(méi)。人類消防員顯然很難抵達(dá)這個(gè)區(qū)域。這時(shí)候消防指揮中心就可以判斷，到底要不要派遣Colossus通過(guò)樓梯前往屋頂？或者說(shuō)采用另一種更小巧且更為敏捷的機(jī)器人？
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▲Colossus正沿著樓梯拾級(jí)而上（圖片來(lái)源：Shark Robotics）
Kabbara:Colossus實(shí)際上能夠攀爬單階最高30厘米的樓梯，踏過(guò)水面并爬上高達(dá)45度的室內(nèi)及室外斜坡。在此次巴黎圣母院大火當(dāng)中，Colossus并沒(méi)有前往閣樓位置，因?yàn)樗奶ぐ逵锌赡軐?duì)那里精致的建筑結(jié)構(gòu)造成破壞。
IEEE Spectrum：Colossus如果與其他消防隊(duì)員協(xié)作工作？人類與機(jī)器人真的能夠共同組織起高效的團(tuán)隊(duì)嗎？
Kabbara:Colossus其實(shí)更像是一臺(tái)工具，而非另一位消防隊(duì)員。事實(shí)上，在團(tuán)隊(duì)當(dāng)中引入機(jī)器人版本的消防隊(duì)員并沒(méi)有太大的實(shí)際意義；而且我們的方法也確實(shí)取得了成功，即由人類控制決策，而由機(jī)器人完成提升、拖拽、攜帶以及其它更為危險(xiǎn)的任務(wù)。這種組合，使得人類能夠擺脫巨大的現(xiàn)場(chǎng)行動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。
另外，像這樣的大型任務(wù)有時(shí)候會(huì)要求Colossus改變外觀形狀，也正因?yàn)槿绱宋覀儾艜?huì)在設(shè)計(jì)當(dāng)中盡可能采取模塊化方法。無(wú)論消防隊(duì)員需要它運(yùn)輸重型水管、設(shè)備，還是保護(hù)人類受害者，Colossus都能夠在30秒之內(nèi)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?yàn)樵谌紵慕ㄖ镏泄ぷ鲿r(shí)，情況可謂瞬息萬(wàn)變，因此反應(yīng)必須在短時(shí)間內(nèi)完成！
IEEE Spectrum：Colossus是如何一步步被巴黎消防隊(duì)接受的？
Kabbara:實(shí)際上，這是個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程。Colossus已經(jīng)在巴黎消防隊(duì)服役了兩年。但在此之前，我們已經(jīng)投入了幾年時(shí)間來(lái)開(kāi)發(fā)這項(xiàng)技術(shù)，旨在確保其適合真正的消防場(chǎng)景。我們擁有一支工程師團(tuán)隊(duì)，但卻沒(méi)有消防員成員，所以我們必須得從合作伙伴身上不斷學(xué)習(xí)知識(shí)以及經(jīng)驗(yàn)。他們會(huì)告訴我們?nèi)绾握_處理險(xiǎn)情，而有哪些看似合理的設(shè)計(jì)在真正的火災(zāi)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(lái)沒(méi)有意識(shí)到過(guò)的危險(xiǎn)因素。由于從起步階段就開(kāi)始嘗試讓消防員與Colossus協(xié)同工作，因此整個(gè)磨合之旅變得比較輕松。事實(shí)上，接受培訓(xùn)的大多數(shù)消防員只需要半天時(shí)間就能學(xué)會(huì)如何正確操作這臺(tái)機(jī)器。
IEEE Spectrum：展望未來(lái)，Shark Robitics公司與Colossus這樣的機(jī)器人還將給我們帶來(lái)哪些驚喜？
Kabbara:自2017年我們公布Colossus以來(lái)，我們已經(jīng)看到眾多行業(yè)對(duì)于這種地面無(wú)人機(jī)技術(shù)的巨大需求。無(wú)論是軍事、工業(yè)項(xiàng)目還是私營(yíng)保安公司，這類機(jī)器人都能夠幫助從業(yè)者解決與消防員類似的物理危險(xiǎn)場(chǎng)景。為了滿足業(yè)務(wù)需求，我們抓緊招募了十幾名新的工程師加快研發(fā)進(jìn)度。而我本人也很高興能夠通過(guò)自己的努力為各個(gè)行業(yè)的從業(yè)者們提供強(qiáng)有力的工具，從而有效保護(hù)他們的人身安全
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