——訪消防巡檢機(jī)器人研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人宣夢(mèng)克

宣夢(mèng)克（前排左二）與消防巡檢機(jī)器人研發(fā)團(tuán)隊(duì)

星星火苗可以燎原，亦可孕育人間地獄，千百年來人與火的對(duì)抗從未停止。當(dāng)人類的智慧推動(dòng)科技車輪滾滾向前，科技的力量，掀起了“人火抗?fàn)帯毙缕隆?020年11月，陜西省文運(yùn)達(dá)生物科技有限公司向西安理工大學(xué)拋來橄欖枝，針對(duì)變電站、倉(cāng)庫(kù)等場(chǎng)地火災(zāi)預(yù)防力度弱，火災(zāi)事故易發(fā)這一現(xiàn)實(shí)痛點(diǎn)，將產(chǎn)品定位于消防安全領(lǐng)域，期望開發(fā)一款可推向市場(chǎng)的消防安全機(jī)器人。2021年3月，以宣夢(mèng)克、高文澤、王成城等為主要研發(fā)成員的學(xué)生團(tuán)隊(duì)獨(dú)立研發(fā)的消防巡檢機(jī)器人正式亮相。

在防患于未然的前提下——自主智能巡檢與火災(zāi)早期預(yù)警，消防巡檢機(jī)器人力求將火災(zāi)“扼殺于搖籃之中”，最大限度保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全

自動(dòng)化與信息工程學(xué)院科協(xié)成員宣夢(mèng)克、高文澤、王成城等自入學(xué)以來對(duì)自動(dòng)控制、嵌入式開發(fā)、電子設(shè)計(jì)等領(lǐng)域有著濃厚的興趣，長(zhǎng)期刻苦鉆研專業(yè)知識(shí)，積極參加各類實(shí)踐活動(dòng)，活躍在自動(dòng)化與信息工程學(xué)院科協(xié)與華為、維諦技術(shù)、良信等企業(yè)合作舉辦的科技創(chuàng)新競(jìng)賽活動(dòng)中，不斷深化專業(yè)知識(shí)素養(yǎng)，提高專業(yè)實(shí)踐動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力，積累下豐富經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過企業(yè)、校方與學(xué)生團(tuán)隊(duì)溝通協(xié)商，以宣夢(mèng)克、高文澤、王成城等為主要研發(fā)成員的學(xué)生團(tuán)隊(duì)開始了消防安全機(jī)器人的開發(fā)之路。

該學(xué)生團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人宣夢(mèng)克在接受記者采訪時(shí)，向記者介紹了這個(gè)由學(xué)生團(tuán)隊(duì)一手研發(fā)的智能機(jī)器人：消防巡檢機(jī)器人。工作性質(zhì)特殊的巡檢機(jī)器人有兩只敏銳的“眼”——可見光成像攝像頭及紅外成像攝像頭。可見光成像攝像頭可實(shí)時(shí)記錄巡檢過程中的視頻圖像并傳輸至主控端；紅外成像攝像頭通過對(duì)溫度的敏銳檢測(cè)，能迅速發(fā)出火情警報(bào)；裝載攝像頭的云臺(tái)及底盤可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)身配備有干粉滅火劑及警報(bào)器；結(jié)合激光雷達(dá)的智能導(dǎo)航和精準(zhǔn)避障，火災(zāi)巡檢機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航巡檢、火災(zāi)早期預(yù)警、自動(dòng)滅火及聯(lián)網(wǎng)報(bào)警。

智能化也使該機(jī)器人在日常巡檢中可迅速根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，自主、智能地做出判斷：機(jī)器人若發(fā)現(xiàn)溫度異常會(huì)立即觸發(fā)警報(bào)并開啟遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)警報(bào)；若發(fā)現(xiàn)火情，巡檢機(jī)器人可使用所攜帶滅火劑進(jìn)行滅火，火情控制后可自動(dòng)解除警報(bào)。消防巡檢機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景定位也十分廣泛，變電站、倉(cāng)庫(kù)、實(shí)驗(yàn)室、大型商場(chǎng)等。“根據(jù)使用場(chǎng)地人為構(gòu)建地圖，為機(jī)器人部署巡航路線及特定巡檢點(diǎn)后，我們的機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)自主巡檢、自主避障、高溫預(yù)警、自動(dòng)滅火及報(bào)警功能多合一。”宣夢(mèng)克介紹道。一旦投入應(yīng)用，巡檢機(jī)器人將成為這些地方的“保護(hù)神”。

目標(biāo)清晰，方向一致——在不斷嘗試中將意外與偏差轉(zhuǎn)化為成長(zhǎng)契機(jī)，消防巡檢機(jī)器人“落地生花”

面對(duì)龐大的、完整的研發(fā)目標(biāo)，團(tuán)隊(duì)成員有各自明確的分工，主要研發(fā)人員宣夢(mèng)克負(fù)責(zé)總體方案設(shè)計(jì)和控制程序開發(fā)，高文澤主要負(fù)責(zé)通信程序和導(dǎo)航開發(fā)，王成城負(fù)責(zé)硬件設(shè)計(jì)和嵌入式程序開發(fā)，張金澳負(fù)責(zé)UI界面開發(fā)，毛靈俊負(fù)責(zé)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。即使成員們都已“身經(jīng)百戰(zhàn)”，研發(fā)過程中也總有未預(yù)料到的意外。

宣夢(mèng)克向記者講述了研發(fā)過程中一個(gè)角度傳感器的“從有到無(wú)”。消防巡檢機(jī)器人探測(cè)到火情后，為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)滅火，機(jī)器人滅火噴口需對(duì)準(zhǔn)火情出現(xiàn)方向。團(tuán)隊(duì)一開始決定使用角度傳感器，但磁場(chǎng)受到機(jī)器人機(jī)身的金屬干擾，角度數(shù)據(jù)采集始終不準(zhǔn)確。

“如果修改這一部分的實(shí)現(xiàn)方法，必須要改動(dòng)整體方案，一些成員認(rèn)為解決該傳感器的誤差而不改動(dòng)整體更好。”但經(jīng)過數(shù)次討論，數(shù)次更換傳感器后，效果始終不理想，最終團(tuán)隊(duì)決定不使用該角度傳感器，更改系統(tǒng)方案，結(jié)合紅外攝像機(jī)，用圖像處理和導(dǎo)航結(jié)合，順利實(shí)現(xiàn)精確滅火。

“出乎意料的是，更換方案之后，展現(xiàn)出的效果更好，成本也更低。”宣夢(mèng)克回憶道。

機(jī)器人初步組裝完成后需不斷進(jìn)行調(diào)試，而調(diào)試過程中出現(xiàn)一次又一次中斷，未預(yù)料到的情況接踵而至。在測(cè)試某個(gè)電的信號(hào)時(shí)，機(jī)器人突然發(fā)出電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的聲音，無(wú)征兆地快速原地旋轉(zhuǎn)。

“當(dāng)時(shí)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成了機(jī)器人的大部分功能測(cè)試和組裝，這是我們沒有預(yù)料到的情況。”宣夢(mèng)克回憶起當(dāng)時(shí)的情形說道。按下急停按鈕，關(guān)閉電源，團(tuán)隊(duì)成員對(duì)組裝部件挨個(gè)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)主控電路板上的電源被燒毀短路，再次對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了全面細(xì)致的排查后，才發(fā)現(xiàn)是一塊電路板和所安裝的金屬外殼未做絕緣處理，導(dǎo)致了主控電路板的短路。“這一事件導(dǎo)致了我們的進(jìn)度推遲了將近一個(gè)星期，警示了我們細(xì)節(jié)的重要性。”等到機(jī)器人設(shè)計(jì)完成，鄭智聰老師幫助該團(tuán)隊(duì)借到體育館場(chǎng)地參加最終調(diào)試并順利完成了調(diào)試內(nèi)容，消防巡檢機(jī)器人，終于“落地生花”。

此次消防巡檢機(jī)器人項(xiàng)目完全由學(xué)生獨(dú)立完成，對(duì)這個(gè)學(xué)生團(tuán)隊(duì)來說研發(fā)難度很大。與此前參加過的競(jìng)賽、活動(dòng)相比，該機(jī)器人產(chǎn)品需面向市場(chǎng)，對(duì)其機(jī)器人的穩(wěn)定性、可靠性要求更高，還要讓產(chǎn)品與市場(chǎng)接軌且具備拓展性，對(duì)他們來說，是挑戰(zhàn)，同樣也是成長(zhǎng)的機(jī)會(huì)。豐富的競(jìng)賽經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)使成員們?cè)诿鎸?duì)突發(fā)問題時(shí)能更快地做出反應(yīng)。對(duì)宣夢(mèng)克來說，此次研發(fā)同樣收獲滿滿。作為負(fù)責(zé)人，從整體架構(gòu)到方案實(shí)施，安裝開發(fā)，他不但需要全局把控，也需要考慮到每一個(gè)細(xì)小的部分。

“這次的機(jī)器人項(xiàng)目，我們每個(gè)人都有了很大提升，當(dāng)克服一個(gè)個(gè)障礙實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)時(shí)，真的能感受到發(fā)自內(nèi)心的快樂。”

不久的將來，消防巡檢機(jī)器人投入應(yīng)用后，將在預(yù)防控制火災(zāi)、保護(hù)人民財(cái)產(chǎn)安全領(lǐng)域不斷發(fā)揮重要作用。展望未來，這批年輕的學(xué)子正一步步在科技與智慧的路上，貢獻(xiàn)自己的力量。