Роботы на замену пожарных и спасателей. Фантастика или ближайшая перспектива
Проблема пожарной безопасности в современных зданиях остается одной из наиболее острых, особенно в условиях урбанизации и роста многоэтажных конструкций. Согласно данным МЧС России, ежегодно фиксируется тысячи случаев возгораний, приводящих к материальным потерям и человеческим жертвам. Традиционные системы пожаротушения, такие как спринклерные установки или ручные огнетушители, имеют ограничения: они либо не обеспечивают точного локального воздействия, либо требуют непосредственного участия человека, что рискованно в условиях дыма и высокой температуры.
В последние годы развитие робототехники и искусственного интеллекта открывает новые горизонты для автоматизации процессов тушения пожаров. Исследования в этой области, проведенные в ведущих центрах, таких как Росатом, демонстрируют потенциал мобильных роботов для проникновения в опасные зоны. Предлагаемая в статье «Робототехническая автоматизированная система пожаротушения» (далее - РАСП) представляет собой интеграцию антропоморфных роботов, способных имитировать человеческие действия, с централизованным контролем и ИИ-анализом. Целью статьи является описание архитектуры системы, ее функциональных возможностей и перспектив внедрения для повышения эффективности пожарной безопасности.
Обзор существующих подходов:
Современные роботизированные системы пожаротушения включают дроны для мониторинга (например, модели от компании DJI с тепловизорами) и наземные роботы, такие как «Thermite от Howe and Howe Technologies»*, предназначенные для тушения в промышленных зонах. Однако эти решения часто ограничены мобильностью или отсутствием автономного принятия решений. В России аналогичные разработки ведутся в рамках проектов НТИ «Автонет»*, где акцент на автономных транспортных средствах, но применение в пожаротушении пока фрагментарно.
Предлагаемая система РАСП отличается антропоморфным дизайном роботов, что облегчает навигацию в стандартных помещениях, и интеграцией ИИ на базе моделей типа Yandex GPT, адаптированных для распознавания пожаров. Это позволяет не только реагировать на сигналы, но и прогнозировать распространение огня на основе физико-химических свойств материалов.
Описание системы РАСП.
Архитектура и компоненты:
Система РАСП интегрируется в инфраструктуру здания и включает несколько ключевых элементов:
1. Сенсорная сеть обнаружения. Все двери оснащены аварийными кнопками для экстренного открытия, обеспечивая быстрый доступ в помещение. Датчики задымления (например, оптико-электронные типа ИП 212-41М) размещены в каждом помещении. При срабатывании они передают сигнал в центральный пункт управления (ЦПУ), где дежурит специалист по пожарной безопасности. В ЦПУ отображается визуальная информация с камер наблюдения и карта тревог, указывающая точное место и характер возгорания.
2. Роботизированные единицы. На каждом этаже размещено по пять антропоморфных роботов, внешне напоминающих человека для лучшей интеграции в среду (рост около 170 см, вес 80 кг).
Корпус изготовлен из огнеупорного материала на основе кевлара* с керамическим покрытием, способного выдерживать температуры до 1000°C в течение 30 минут (аналогично материалам, используемым в защитной экипировке пожарных). Роботы хранятся в специальном помещении, встроенном в стену у центрального прохода, с автоматической системой зарядки. После проведенных работ по тушению пожаров они самостоятельно возвращаются на зарядку, используя алгоритмы навигации на базе SLAM* (Simultaneous Localization and Mapping).
3. Искусственный интеллект и навигация. Роботы оснащены ИИ на базе Yandex GPT, обученным на данных о первичных средствах пожаротушения, физико-химических свойствах огня (например, скорости горения древесины, электрических кабелей и т.д.) и моделях распространения пламени. ИИ позволяет анализировать обстановку на месте: распознавать ложные срабатывания (например, дым от сигареты) с помощью компьютерного зрения и тепловизоров. Активация происходит по команде из ЦПУ, после чего роботы перемещаются к очагу по оптимальному маршруту, избегая препятствий.
4. Механизм тушения. За спиной каждого робота расположена емкость объемом 20 литров с огнетушащим веществом. Роботы классифицируются по типам пожаров в соответствии со статьей 8 «Классификация пожаров» Федерального закона от 22.07.2008 №123-ФЗ (ред. от 25.12.2023) «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» определяет классы пожаров:
- Класс A (твердые вещества): вода, пена низкой кратности, пена, порошки общего назначения.
- Класс B (жидкости): пена на основе фтора, пена устойчивая к полярным растворителям.
- Класс C (газы): инертные газы, порошки «BCE».
- Класс D (металлы): Аргон, специальные порошки ПКХ, инертные газы.
- Класс E (электрооборудование): СО2, порошки, инертные газы.
- Класс F (ядерные материалы, радиоактивные отходы и вещества): специальные составы.
От емкости вдоль рук проходят гибкие каналы, подающие вещество через отверстия в центре ладоней. Это позволяет точно направлять струю, имитируя действия человека.
5. Мониторинг и документирование. Каждый робот оборудован камерой для видеофиксации, данные с которой хранятся локально и автоматически загружаются на защищенный сервер. Это обеспечивает доказательную базу для анализа инцидентов и юридической защиты.
Принципы работы:
При обнаружении дыма сигнал поступает в ЦПУ. Специалист подтверждает возгорание визуально и активирует ближайших роботов, указывая координаты. Роботы выходят из хранилища, перемещаются к месту (скорость до 15 км/ч) и проводят автономный анализ: если огонь реален, они приступают к тушению, координируя действия (например, один тушит, другой эвакуирует предметы). После завершения роботы возвращаются на базу.
Обслуживание и безопасность:
Роботы подлежат ежедневному техосмотру (проверка батарей, сенсоров) и квартальному полному обслуживанию с заменой деталей (например, уплотнителей каналов). Безопасность обеспечивается резервными системами: ручное отключение, защита от хакерских атак и интеграция с общей системой эвакуации здания.
Плюсы и минусы:
РАСП превосходит традиционные системы за счет скорости реагирования (менее 2 минут до прибытия) и снижения риска для людей. Интеграция ИИ минимизирует ложные тревоги на 30–40%. Однако ограничения включают высокую стоимость внедрения и зависимость от энергоснабжения. Предполагается, что в ближайшем будущем проводимые тесты в симуляциях (например, с использованием ПО Gazebo*) подтвердят эффективность.
В заключение хочется сказать, что предлагаемая система РАСП представляет инновационный подход к пожаротушению, сочетающий человеческий контроль с автономией роботов. Ее внедрение может значительно повысить безопасность в общественных и промышленных объектах.
*«Кевлар» — материал для огнеупорного покрытия выдерживающий до 1000°C (данные из открытых источников).
*«Автонет» — это рынок Национальной технологической инициативы (НТИ) по развитию услуг, систем и современных транспортных средств на основе интеллектуальных платформ, сетей и инфраструктуры в логистике людей и вещей.
*«Thermite» — название роботов-огнеборцев американской компании Howe & Howe Technologies. Они предназначены для помощи пожарным в опасных и труднодоступных местах, куда дорога человеку закрыта. Роботы обеспечивают подавление огня, оценку ситуации и сбор информации для первых ответчиков.
*«SLAM» (Simultaneous Localization and Mapping) — алгоритм одновременной локализации и построения карты. Позволяет устройству одновременно определять своё местоположение в пространстве и строить карту окружающей среды в реальном времени.
*«Gazebo» — симулятор робототехнических систем с открытым исходным кодом. Предназначен для тестирования и отладки алгоритмов в виртуальной среде, не рискуя реальными устройствами.
