消防是美國最傳統的行業之一，正準備迎接一批古怪的助手。它們的種類繁多，從小如玩具車，大到重達兩噸、形似軍用坦克的巨獸，每分鐘可噴射2500加侖的水。有些在橡膠輪胎上移動，有些在鋼製履帶上移動，還有一些會飛。它們都是機器人。
目前，美國每年有超過3000人死於火災，其中包括平均80名消防員。這些高科技裝置可以進入對人類來說過熱而無法生存的燃燒建築物。它們可以穿透對人類肺部有毒的濃煙。它們通常比與它們一起工作的消防員更快、更強壯、更靈活。目前使用的大多數機器是遠端控制的，但研究人員現在正在開發可以自主決策的“智慧”消防機器人。
無論是否自主，沒有人期望機器完全取代消防員。紐約大學助理教授朱塞佩·洛伊安諾解釋說，機器人是工具，它們可以做的一件有價值的事情是降低人類消防員的風險。美國每年有超過35萬戶家庭發生火災，氣候變化導致全球每天發生1萬起活躍的野火，機器人可以為進入燃燒建築物或穿越陡峭山坡的消防員提供一些喘息的機會。這些機器面臨的主要挑戰是機構不願投資於為滿足這些不同的利基需求而量身定製的裝置。“這不是一個技術問題。這更多的是一個社會經濟問題，”發明家尼爾·薩霍塔說，他為聯合國提供人工智慧問題方面的諮詢。
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研究人員正在努力改變這種狀況。迄今為止開發的最經濟實惠的自動裝置之一是由一群大學生使用廣泛可用的現成材料製造的。這臺樸實無華的機器類似於一輛技術先進的金絲雀黃色卡丁車，它攜帶一個水箱和一個鞋盒大小的PC；後者使用來自車載感測器的資訊來移動，而不會撞到障礙物。一個細長的手臂從底盤上方伸出，可以在多個位置彎曲，包括一個可以扭轉到人類肢體無法承受的角度的上部“肘部”。手臂的末端裝有一個熱感攝像頭、另一個測量深度和顏色的攝像頭以及一個噴嘴。在最近的一次演示中，這個機器人在門口停頓了一下，以獲得其地理空間方位，然後平穩地滾動到位置以評估房間。手臂的尖端旋轉，掃描牆壁以尋找熱源。當它找到熱源時，它瞄準噴嘴並開啟，以網格模式精確地在熱點上方噴水。火勢熄滅後，機器人停在水坑中，彷彿在鞠躬致敬。它最近贏得了2020年穆罕默德·本·扎耶德國際機器人挑戰賽。
洛伊安諾說，這個R2-D2的工人階級表親的獨特之處在於其學生設計師將硬體元件與軟體智慧相結合的方式。洛伊安諾補充說，學生們證明，透過使用更便宜的元件，可以以大約4萬至5萬美元（甚至低至1萬美元）的價格製造出一款自主消防員。這比目前使用的一些消防機器人的成本便宜30倍。
洛杉磯市消防區域性署了一臺名為“機器人系統3號”的人工控制消防機器人。圖片來源：羅伯特·巴納隊長，洛杉磯市消防局
然而，這款自主機器人尚未在現實世界的火災中進行測試。薩霍塔說，移動性是最大的複雜因素，他沒有參與學生的合作。薩霍塔指出，有可能對機器人進行程式設計，使其能夠操縱樓梯甚至做後空翻。但他表示，使自主機器人適應意外和不平坦的地形仍然是一項艱鉅的任務。
洛杉磯市消防局目前正在使用的一款名為“機器人系統3號”（RS3）的人工控制機器人已經應對了其中一些現實世界的移動性挑戰，並被證明是有用的，它可以將消防水帶拖到陡峭的山坡上，甚至將馬匹從泥潭中拉出來，洛杉磯消防局助理局長韋德·懷特說。美國製造並透過消防局基金會資助的價值30萬美元的RS3也曾與消防員在屋頂坍塌的建築物中一起工作——“在這些地方我們可能會失去人的生命，”懷特說。
RS3重達3500磅，有一個巨大的黃色犁形前端、坦克般的履帶和一個可以以傳統消防水帶10倍的速度噴射水的噴嘴，它肯定比它的人類同事更不易受傷——但它仍然依賴於其中一位同事來控制它。操作員可以在900英尺的安全距離外，透過四個攝像頭檢視影片和溫度資訊，這些攝像頭監控機器人的周圍環境。安裝在噴嘴上的一個攝像頭顯示水噴射的方向。另一個攝像頭使用熱成像來幫助操作員找到任何潛在的受害者。與學生的自主裝置不同，操作RS3和其他人工操作的機器人的人員“正在處理所有這些資訊，並根據來自裝置的……輸入做出決策，”懷特說。這區分了RS3和其他人工操作的機器人與學生的專案。“它永遠不會取代消防員，”懷特說。相反，它是一種工具，使人類能夠在不危及生命的情況下選擇有效的策略。
面對美國西部日益惡化的野火，美國林務局自2000年代初以來一直在嘗試遠端控制消防技術。它的計劃始於2018年，原因是自2010年以來發生了四起載有消防員的直升機墜毀事故。“那是八年內16人死亡，”該機構無人駕駛飛機系統專案經理德克·賈爾斯說。“我們需要部署技術，讓我們的員工擺脫那個死亡曲線。”在飛行觀測無人機收集火災情況資訊幾年後，該機構在其武器庫中增加了“龍蛋”。遠端控制飛機投放乒乓球大小的球體，球體中裝有兩種化合物：高錳酸鉀和乙二醇。它們穿過樹冠降落到地面，化學物質在那裡發生反應，開始小而有意的火災。這些受控燃燒旨在使火災恢復其在景觀中的自然作用，在那裡它有助於將森林燃料保持在更平衡的水平。自該計劃啟動以來，林務局已使用龍蛋啟動了約20萬英畝的有意燃燒。
今年夏天，該機構將這項技術應用於活躍的野火。八月的一個晚上，無人機飛越加利福尼亞州近百萬英畝的迪克西大火中精心挑選的部分割槽域，在前進的火焰前方的山坡上投放燃燒球，以引發所謂的逆火。點火緩慢地將有意燃燒向下蔓延到山坡，消耗燃料並在其身後留下一個對火災不利的區域。一旦它到達離城鎮30英尺以內的距離，地面消防員就可以安全地將其撲滅以保護房屋。
這項高度專業化的任務受到美國聯邦航空管理局規則的限制，該規則要求人類操作員必須在大多數遠端控制飛機的兩英里範圍內。一些無人機任務在法律上被要求保持操作員到飛行器的視線。賈爾斯說，使用自主無人機將增加操作距離，併為消防員提供更大的保護。
隨著近期野火規模和強度的增加對傳統消防方法提出了挑戰，科學家們也在試驗成群的遠端控制飛機投放水和其他滅火液體。熱那亞大學機械工程教授埃琳娜·奧索尼奧在4月份的DroneLife.com網站的一次採訪中說，一群自主無人機，每架能夠攜帶100磅的有效載荷，可以聯合攻擊撲滅火焰。奧索尼奧在最近她合著的研究中解釋說，這些飛行器可以晝夜不停地執行，在濃煙中執行，並且不需要附近的水源。
其他科學家對機器人消防技術的承諾持懷疑態度。“森林和植被管理才是應該立即努力的重點，”加州大學伯克利分校的火災研究員布蘭登·柯林斯說。即使是沉浸在機器人技術中的科學家也承認它不是萬能藥。例如，薩霍塔懷疑社群是否願意投資於可能超過六位數的機器人，而且每臺機器都是為非常具體的需求而設計的。“規模經濟與大規模製造不太一樣，”他說。
儘管如此，隨著房屋火災繼續奪走人的生命，氣溫升高使森林乾燥，薩霍塔認為這項技術對於消防員的安全和直接的滅火至關重要。“我們目前的消防員數量已經不夠了，”他說。“隨著氣候變化，我們已經處於崩潰的邊緣。”