FAROS可以忍受超过1000摄氏度的丁烷气体和乙醇气溶胶火焰超过一分钟。信贷韩科院
1974年的美国灾难片《高耸的地狱》(高耸的地狱)很好地描绘了消防队员为扑灭138层摩天大楼的火灾而进行的认真斗争。直到今天,高层建筑的火灾仍被认为是最危险的灾难之一。
摩天大楼的火灾尤其难以控制,因为它们能够在高居住密度的空间迅速蔓延,并且在建筑物复杂的垂直结构中灭火是一项挑战。火灾发生时,通往摩天大楼的通道有限,很难评估最初的情况。
韩国科学技术院(KAIST)土木环境工程系教授玄明(音)领导的研究小组开发了一种名为“防火空中机器人系统(FAROS)”的无人驾驶飞行器。该飞行器可以探测摩天大楼的火灾情况,在建筑物内部进行搜索,并将火灾现场的数据实时传输到地面站。
FAROS是研究小组在2014年开发的“攀爬空中机器人系统(CAROS)”的扩展版,它还可以飞行和攀爬墙壁。
FAROS的运动依赖于四旋翼系统,它可以自由地改变飞行模式,变成蜘蛛在墙上爬行,反之亦然,在燃烧的建筑物内充满碎片和碎石的迷宫般的狭窄空间中畅通无阻地航行。
无人机通过使用二维激光扫描仪、高度计和惯性测量单元传感器来“估计”自己的姿势,从而自主导航。有了定位结果,并使用热成像摄像机识别建筑物内的物体或人员,FAROS还可以通过使用专用的图像处理技术检测和找到火点。
FAROS具有防火阻燃性能。无人机的机身覆盖着芳纶纤维,以保护其电气和机械部件不受火焰的直接影响。芳纶纤维表皮下还有空气缓冲层,以及基于帕尔蒂尔效应的热电冷却系统,有助于将空气层维持在特定的温度范围内。
研究团队在烟雾缭绕的室内环境中演示了定位系统和爬墙机制的可行性。防火测试表明,无人机可以忍受超过1000摄氏度的丁烷气体和乙醇气溶胶火焰超过一分钟。
明教授表示:“随着摩天大楼和高层建筑的增多,高层建筑发生火灾是威胁生命的巨大灾难。FAROS可以在此类事件发生的早期阶段适当地部署到灾难现场,以最大限度地减少损失,并最大限度地提高救援任务的安全性和效率。”
研究小组最近开始提高2维激光扫描仪和热成像摄像机等外部感知传感器的防火设计性能,因为这些传感器比其他内部传感器和电子元件更容易受到火灾的影响。
来源:http://www.eurekalert.org/pub_releases/2016-01/tkai-afd011816.php
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