消防是美国最传统的行业之一，正准备迎接一批古怪的助手。它们的种类繁多，从小如玩具车，大到重达两吨、形似军用坦克的巨兽，每分钟可喷射2500加仑的水。有些在橡胶轮胎上移动，有些在钢制履带上移动，还有一些会飞。它们都是机器人。
目前，美国每年有超过3000人死于火灾，其中包括平均80名消防员。这些高科技设备可以进入对人类来说过热而无法生存的燃烧建筑物。它们可以穿透对人类肺部有毒的浓烟。它们通常比与它们一起工作的消防员更快、更强壮、更灵活。目前使用的大多数机器是远程控制的，但研究人员现在正在开发可以自主决策的“智能”消防机器人。
无论是否自主，没有人期望机器完全取代消防员。纽约大学助理教授朱塞佩·洛伊安诺解释说，机器人是工具，它们可以做的一件有价值的事情是降低人类消防员的风险。美国每年有超过35万户家庭发生火灾，气候变化导致全球每天发生1万起活跃的野火，机器人可以为进入燃烧建筑物或穿越陡峭山坡的消防员提供一些喘息的机会。这些机器面临的主要挑战是机构不愿投资于为满足这些不同的利基需求而量身定制的设备。“这不是一个技术问题。这更多的是一个社会经济问题，”发明家尼尔·萨霍塔说，他为联合国提供人工智能问题方面的咨询。
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研究人员正在努力改变这种状况。迄今为止开发的最经济实惠的自动装置之一是由一群大学生使用广泛可用的现成材料制造的。这台朴实无华的机器类似于一辆技术先进的金丝雀黄色卡丁车，它携带一个水箱和一个鞋盒大小的PC；后者使用来自车载传感器的信息来移动，而不会撞到障碍物。一个细长的手臂从底盘上方伸出，可以在多个位置弯曲，包括一个可以扭转到人类肢体无法承受的角度的上部“肘部”。手臂的末端装有一个热感摄像头、另一个测量深度和颜色的摄像头以及一个喷嘴。在最近的一次演示中，这个机器人在门口停顿了一下，以获得其地理空间方位，然后平稳地滚动到位置以评估房间。手臂的尖端旋转，扫描墙壁以寻找热源。当它找到热源时，它瞄准喷嘴并打开，以网格模式精确地在热点上方喷水。火势熄灭后，机器人停在水坑中，仿佛在鞠躬致敬。它最近赢得了2020年穆罕默德·本·扎耶德国际机器人挑战赛。
洛伊安诺说，这个R2-D2的工人阶级表亲的独特之处在于其学生设计师将硬件组件与软件智能相结合的方式。洛伊安诺补充说，学生们证明，通过使用更便宜的组件，可以以大约4万至5万美元（甚至低至1万美元）的价格制造出一款自主消防员。这比目前使用的一些消防机器人的成本便宜30倍。
洛杉矶市消防局部署了一台名为“机器人系统3号”的人工控制消防机器人。图片来源：罗伯特·巴纳队长，洛杉矶市消防局
然而，这款自主机器人尚未在现实世界的火灾中进行测试。萨霍塔说，移动性是最大的复杂因素，他没有参与学生的合作。萨霍塔指出，有可能对机器人进行编程，使其能够操纵楼梯甚至做后空翻。但他表示，使自主机器人适应意外和不平坦的地形仍然是一项艰巨的任务。
洛杉矶市消防局目前正在使用的一款名为“机器人系统3号”（RS3）的人工控制机器人已经应对了其中一些现实世界的移动性挑战，并被证明是有用的，它可以将消防水带拖到陡峭的山坡上，甚至将马匹从泥潭中拉出来，洛杉矶消防局助理局长韦德·怀特说。美国制造并通过消防局基金会资助的价值30万美元的RS3也曾与消防员在屋顶坍塌的建筑物中一起工作——“在这些地方我们可能会失去人的生命，”怀特说。
RS3重达3500磅，有一个巨大的黄色犁形前端、坦克般的履带和一个可以以传统消防水带10倍的速度喷射水的喷嘴，它肯定比它的人类同事更不易受伤——但它仍然依赖于其中一位同事来控制它。操作员可以在900英尺的安全距离外，通过四个摄像头查看视频和温度信息，这些摄像头监控机器人的周围环境。安装在喷嘴上的一个摄像头显示水喷射的方向。另一个摄像头使用热成像来帮助操作员找到任何潜在的受害者。与学生的自主设备不同，操作RS3和其他人工操作的机器人的人员“正在处理所有这些信息，并根据来自设备的……输入做出决策，”怀特说。这区分了RS3和其他人工操作的机器人与学生的项目。“它永远不会取代消防员，”怀特说。相反，它是一种工具，使人类能够在不危及生命的情况下选择有效的策略。
面对美国西部日益恶化的野火，美国林务局自2000年代初以来一直在尝试远程控制消防技术。它的计划始于2018年，原因是自2010年以来发生了四起载有消防员的直升机坠毁事故。“那是八年内16人死亡，”该机构无人驾驶飞机系统项目经理德克·贾尔斯说。“我们需要部署技术，让我们的员工摆脱那个死亡曲线。”在飞行观测无人机收集火灾情况信息几年后，该机构在其武器库中增加了“龙蛋”。远程控制飞机投放乒乓球大小的球体，球体中装有两种化合物：高锰酸钾和乙二醇。它们穿过树冠降落到地面，化学物质在那里发生反应，开始小而有意的火灾。这些受控燃烧旨在使火灾恢复其在景观中的自然作用，在那里它有助于将森林燃料保持在更平衡的水平。自该计划启动以来，林务局已使用龙蛋启动了约20万英亩的有意燃烧。
今年夏天，该机构将这项技术应用于活跃的野火。八月的一个晚上，无人机飞越加利福尼亚州近百万英亩的迪克西大火中精心挑选的部分区域，在前进的火焰前方的山坡上投放燃烧球，以引发所谓的逆火。点火缓慢地将有意燃烧向下蔓延到山坡，消耗燃料并在其身后留下一个对火灾不利的区域。一旦它到达离城镇30英尺以内的距离，地面消防员就可以安全地将其扑灭以保护房屋。
这项高度专业化的任务受到美国联邦航空管理局规则的限制，该规则要求人类操作员必须在大多数远程控制飞机的两英里范围内。一些无人机任务在法律上被要求保持操作员到飞行器的视线。贾尔斯说，使用自主无人机将增加操作距离，并为消防员提供更大的保护。
随着近期野火规模和强度的增加对传统消防方法提出了挑战，科学家们也在试验成群的远程控制飞机投放水和其他灭火液体。热那亚大学机械工程教授埃琳娜·奥索尼奥在4月份的DroneLife.com网站的一次采访中说，一群自主无人机，每架能够携带100磅的有效载荷，可以联合攻击扑灭火焰。奥索尼奥在最近她合著的研究中解释说，这些飞行器可以昼夜不停地运行，在浓烟中运行，并且不需要附近的水源。
其他科学家对机器人消防技术的承诺持怀疑态度。“森林和植被管理才是应该立即努力的重点，”加州大学伯克利分校的火灾研究员布兰登·柯林斯说。即使是沉浸在机器人技术中的科学家也承认它不是万能药。例如，萨霍塔怀疑社区是否愿意投资于可能超过六位数的机器人，而且每台机器都是为非常具体的需求而设计的。“规模经济与大规模制造不太一样，”他说。
尽管如此，随着房屋火灾继续夺走人的生命，气温升高使森林干燥，萨霍塔认为这项技术对于消防员的安全和直接的灭火至关重要。“我们目前的消防员数量已经不够了，”他说。“随着气候变化，我们已经处于崩溃的边缘。”