在火災(zāi)現(xiàn)場，火源似乎總在是藏在不易到達的尷尬地點。藏在某建筑深處或者蔓延數(shù)層的火源，對消防員們來說非常棘手。他們往往只能直接將水噴到玻璃上，或者沖入火災(zāi)現(xiàn)場。但前者的救災(zāi)效果并不是總是有效，而后者又非常危險。

 

　　在上個月的機器人與自動化國際會議上，來自日本東北大學(xué)（Tohoku University）和八戶工業(yè)高等專門學(xué)校（National Institute of Technology, Hachinohe College）的研究人員展示了一種新的懸浮蛇形機器人，其末端與消防車相連獲得水源。與其他蛇形機器人一樣，它可以扭動穿過窗戶或者其他結(jié)構(gòu)，將水攜帶和引導(dǎo)至火源。值得一提的是，這個機器人酷炫之處在于其獨特設(shè)計，動力來源與火箭引擎噴射原理類似，將高壓水向下噴射，實現(xiàn)機器蛇在空中的運動。

　　圖 | 機器蛇利用噴水的反作用力保持懸浮、并飛入建筑中滅火。（圖源：日本東北大學(xué)/八戶工業(yè)高等專門學(xué)校）

 

　　這樣的設(shè)計實踐起來比較復(fù)雜，但是原理上較為簡單：蛇身軟管上有許多可變噴嘴，噴嘴將管中高壓水流向下高速噴射。由于高速噴射水流的反作用力，蛇身被向上推起。通過控制開啟的噴嘴，整個“蛇身”管子就能飛在空中。和火箭類似，它的運動并不依賴周圍環(huán)境。理論上，只要提供足夠的軟管長度和供水壓力， 這個機器蛇可飛至任意高度。

 

　　由于每個噴嘴都是獨立可控的，機器蛇可以微調(diào)姿態(tài)進入小的結(jié)構(gòu)縫隙追蹤火源。而“蛇頭”部分在設(shè)計上則有更多的控制自由度，從而讓更精確的引導(dǎo)水流。此外，這種設(shè)計的附帶好處是，當頭部的噴嘴在噴滅火源時，蛇身用于維持空中飛行的水流能將周遭一切浸濕，從而降低機器蛇的“體溫”。

 

　　錄像中兩米長的樣機只是一個機器蛇的一節(jié)。在使用中，機器蛇可以將許多節(jié)連在一起，從而達到任意長度。內(nèi)燃機驅(qū)動的壓縮機能為之提供 0.7 兆帕的水壓。

 

　　實驗中機器蛇工作良好，不過目前為止還只是硬件概念驗證。毫無疑問，這樣的救火機器蛇要實際應(yīng)用，還有許多工作需要完成。研究人員承認他們現(xiàn)在的控制算法還不夠先進，未來會將精力放在開發(fā)更穩(wěn)定、可控并能支持更多噴嘴模塊的算法上。現(xiàn)在他們正積極努力，我們也期待此技術(shù)未來可以支持更加常用的普通水管。

 

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