ابتكار روبوت يساعد رجال الإطفاء في مكافحة الحرائق.. الاستجابة السرعية لحالات الطوارئ

يمكن أن تكون الروبوتات مساعِدات قيّمة لمعظم المستجيبين الأوائل، حيث يمكنها مساعدتهم على المراقبة عن بُعد أو التدخل في المناطق التي يتعذر الوصول إليها أو التي تهدد حياة البشر.

رجال الإطفاء، الذين يتعرضون لخطر كبير للإصابة أثناء مهامهم، سيستفيدون بلا شك من مساعدة الروبوتات المتنقلة الموثوقة.

ابتكر باحثون في جامعة راي خوان كارلوس، وجامعة مدريد المستقلة، مؤخرًا روبوت أرضي مستقل يمكنه مساعدة رجال الإطفاء عند التعامل مع حالات الطوارئ في البيئات الداخلية، يمكن أن يسمح نظامهم، الذي تم تقديمه في Journal of Field Robotics، للوكلاء بالاستجابة لحالات الطوارئ من الحرائق لتخطيط تدخلاتهم بشكل أفضل، وإخلاء المسارات الآمنة لهم للوصول إلى المناطق المتضررة ودعمهم أثناء عمليات الإخلاء.

تقليل معدلات الحوادث

قال نويليا فرنانديز تالافيرا، أحد الباحثين الذين أجروا الدراسة: “هذا العمل جزء من مشروع يسمى HelpResponder ، والذي يهدف إلى تقليل معدلات الحوادث وأوقات مهام فرق التدخل”،”يتم تحقيق ذلك باستخدام منارات ثابتة وطائرات بدون طيار وروبوتات أرضية.

تم تطوير الروبوت الأرضي كجزء من مشروع BSc ، ويدعم فرق الطوارئ من خلال الحصول على المعلمات البيئية في الوقت الفعلي .”

أبرزت الدراسات الحديثة التي استكشفت تطور الحرائق في إسبانيا الحاجة إلى تقنيات جديدة يمكن أن تساعد رجال الإطفاء بشكل أفضل.

حاجة رجال الإطفاء لمعرفة البيئة قبل التدخل

جمعت هذه الأعمال بيانات حول الحوادث التي أثرت على الوكلاء المستجيبين الذين تعاملوا مع المهام في البيئات الداخلية، مثل انهيار الهياكل أو تقلص الأمراض المرتبطة باستنشاق الغازات السامة.

وقال تالافيرا: “تكشف هذه الإحصائيات عن حاجة رجال الإطفاء لمعرفة البيئة قبل التدخل”، “كل المعلومات حول موقع الحرائق ووجود الغازات الضارة والمسارات المحتملة ذات صلة بتنفيذ تدخلات أكثر فعالية وأمانًا”.

يمكن للروبوت الذي ابتكرته Talavera وزملاؤها مراقبة البيئة المحيطة به، ومشاركة البيانات التي يجمعها مع الوكلاء البشريين، يتم تحقيق ذلك باستخدام مستشعرات مختلفة يمكنها قياس درجة الحرارة والرطوبة وجودة الهواء في بيئة داخلية ، بالإضافة إلى موضعها وموضع الأشياء الأخرى. ثم يتم حفظ هذه البيانات في قاعدة بيانات يمكن لرجال الإطفاء الوصول إليها عن بعد من خلال تطبيق الهاتف الذكي.

ثلاثة أوضاع تشغيلية للتعامل مع سيناريوهات مختلفة

وأوضح تالافيرا أن “الروبوت لديه ثلاثة أوضاع تشغيلية للتعامل مع سيناريوهات مختلفة”، ” يسمح الوضع اليدوي للمشغل بالتحكم فيه عن بُعد باستخدام لوحة مفاتيح أو عصا تحكم أو لوحة تحكم لتوليد أوامر السرعة، يمكن للمشغل أيضًا التحكم في الروبوت من عرض مباشر أو من خلال واجهة مستخدم رسومية.

في هذه الحالة الأخيرة، يجب أن تكون الواجهة توفير معلومات كافية للحفاظ على وعيهم بالحالة، مثل خريطة المشهد، والموقع الدقيق للروبوت، وصور الكاميرا الخاصة به، وما إلى ذلك. ”

يسمح وضع التشغيل الثاني للروبوت، والذي يطلق عليه الوضع المستقل، باستكشاف بيئة داخلية بشكل مستقل مع تجنب العقبات المحتملة، لتحقيق ذلك، يعتمد على خوارزمية تخطيط مسار التغطية التي تستخدم البيانات التي تم جمعها بواسطة أجهزة الاستشعار المتكاملة لتحديد موقع الروبوت، واكتشاف وتحديد العوائق في محيطه، وتوجيهه من خلال مجموعة من نقاط الطريق.

وقال تالافيرا: “عندما يكون الروبوت في وضع التشغيل الذاتي ، يمكنه تغطية غرف وممرات كاملة، مما يوفر معلومات محلية عن الظروف البيئية”، “أخيرًا ، ينشئ وضع الإخلاء طرقًا سريعة وآمنة نحو الأهداف، يستخدم هذا الوضع المعرفة المسبقة للمشهد لحساب أقصر مسار من الموقع الحالي إلى الهدف، يمكن أن يكون هذا الموقع الهدف هو الخروج من المبنى أو الموقع ضحية، من بين أمور أخرى”.

يمكن إضافة مكونات أخرى

يمتلك روبوت الباحثين تصميمًا معياريًا، مما يعني أنه يمكن إضافة مكونات أخرى (مثل الكاميرات الحرارية أو أجهزة الاستشعار الأخرى) إليه دون تغيير تكوينه الأساسي، بالإضافة إلى ذلك ، فإن الروبوت صغير الحجم ويعتمد على مكونات ميسورة التكلفة، وهذا يسمح لها بالوصول إلى المناطق التي يتعذر على العناصر البشرية الوصول إليها، مع تسهيل انتشارها على نطاق واسع أيضًا.

اختبر Telavera وزملاؤها الروبوت الخاص بهم في سلسلة من الاختبارات، بما في ذلك المحاكاة والتجارب الواقعية، كانت نتائجهم واعدة للغاية، حيث يمكن للروبوت التعامل بفعالية مع المهام المختلفة، بينما يتفادى العقبات بشكل مستقل ويقدم دعمًا قيمًا لرجال الإطفاء.

التعامل مع مهام مختلفة في يوم واحد

في التقييمات ، يمكن للروبوت التعامل مع مهام مختلفة في يوم واحد، وذلك بفضل مكوناته القوية واستقلالية البطارية الجيدة، أنشأ الفريق أيضًا محاكاة للروبوت يمكن أن تساعد أيضًا رجال الإطفاء على الاستعداد للتدخلات المستقبلية في الأماكن المغلقة ، ومساعدتهم على تحديد المسارات الأكثر كفاءة وأمانًا للوصول إلى الموقع المطلوب أو ببساطة التدرب على استخدام الروبوت.

قال تالافيرا: “لقد طورنا نظامنا بالتعاون مع مستخدميه النهائيين وقمنا بالتحقق منه في سيناريوهات واقعية للغاية”، “تم إجراء الاختبارات الحقيقية في مركز السلامة الموحد في Alcorcón، بالتعاون مع إدارة الإطفاء في تلك المدينة، وأظهرت النتائج أن النموذج الأولي يمكن أن يعمل في ظل ظروف قاسية ويحدد موقع البؤر الساخنة والسامة داخل خريطة التدخل، وتغطي بشكل فعال السيناريوهات، ويتفادي العقبات، حتى يتمكن رجال الإطفاء من اتخاذ قرارات سريعة بناءً على البيانات التي تم الحصول عليها وإنشاء استراتيجية للتدخل”.

يمكن قريبًا توظيف الروبوت الذي ابتكره تالافيرا وزملاؤه واختباره من قبل أقسام مكافحة الحرائق الأخرى، بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تلهم إنشاء أنظمة روبوتية مماثلة مصممة لمساعدة المستجيبين الأوائل الآخرين، بما في ذلك ضباط الشرطة أو الفرق التي تكمل مهام البحث والإنقاذ.

وأضاف تالافيرا: “ستكون الخطوات التالية في بحثنا هي تحسين نظام الملاحة المستقل من خلال دمج ROS وتعزيز المحاكاة لإعادة إنتاج سيناريوهات ديناميكية حيث تتقدم النار والدخان بنفس الطريقة التي تتقدم بها في المواقف الحقيقية”، “كما يتم تطوير منصة الويب التي تشمل تقنيات مختلفة، بحيث يمكن تحليل البيانات التي تم جمعها بواسطة الروبوت والطائرات بدون طيار والمنارات في وقت واحد، وبهذه الطريقة سيصبح النظام أسهل في الاستخدام وأكثر قيمة في حالات الطوارئ”.