ربات آتش‌نشان Colossus؛ ناجی مکان‌های غیرقابل دسترسی

ربات آتش‌نشان Colossus، ساخته شرکت فرانسوی Shark Robotics، یک ربات کنترل از راه دور است که برای پشتیبانی از آتش‌نشانان در مأموریت‌های خطرناک طراحی شده است. این ربات که در سال 2017 معرفی شد، با توانایی انجام وظایفی مانند خاموش کردن آتش، تخلیه مصدومان، و حمل تجهیزات سنگین، به یکی از نوآورانه‌ترین ابزارهای آتش‌نشانی تبدیل شده است.

ربات آتش‌نشان Colossus با وزن 578 کیلوگرم و ابعاد 1590×780×760 میلی‌متر، به دلیل طراحی مدولار و مقاوم در برابر شرایط سخت، در عملیات‌های دشواری مانند آتش‌سوزی کلیسای نوتردام در سال 2019 نقش کلیدی ایفا کرد. این ربات با هدف کاهش خطر برای آتش‌نشانان و افزایش کارایی عملیات، به‌ویژه در محیط‌های پرریسک، توسعه یافته و هم‌اکنون در چندین دپارتمان آتش‌نشانی در فرانسه و بلژیک استفاده می‌شود.

هدف از طراحی Colossus

هدف اصلی طراحی Colossus، کاهش خطر برای آتش‌نشانان و افزایش ایمنی در عملیات‌های آتش‌نشانی است. این ربات برای انجام وظایف سنگین در محیط‌هایی که برای انسان‌ها خطرناک هستند، مانند آتش‌سوزی‌های صنعتی، انفجارها یا مناطق با دمای بالا، ساخته شده است. Shark Robotics با همکاری تیپ آتش‌نشانی پاریس (BSPP)، نیازهای عملیاتی آتش‌نشانان را شناسایی کرد و رباتی مدولار طراحی کرد که می‌تواند به‌سرعت برای مأموریت‌های مختلف، از اطفای حریق تا حمل مصدومان، آماده شود. Colossus همچنین برای حفظ میراث فرهنگی، مانند نوتردام، و کاهش خسارات زیست‌محیطی در بلایای صنعتی طراحی شده است. این ربات با آزاد کردن آتش‌نشانان از وظایف خطرناک، به آن‌ها اجازه می‌دهد روی تصمیم‌گیری‌های استراتژیک تمرکز کنند.

ویژگی‌های فنی ربات آتش‌نشان Colossus

Colossus دارای ابعاد 1590×780×760 میلی‌متر، وزن 578 کیلوگرم و فاصله 18 سانتی‌متری از زمین است. این ربات از دو موتور الکتریکی 4000 واتی تغذیه می‌شود که توسط شش باتری Shark Energy 27Ah با عمر 12 ساعت کار می‌کنند. حداکثر سرعت آن 3.5 کیلومتر بر ساعت و ظرفیت حمل بار آن 800 کیلوگرم است. Colossus می‌تواند شیب‌های 45 درجه و شیب‌های جانبی 30 درجه را طی کند. این ربات مجهز به 10 ماژول مأموریتی قابل تعویض، شامل شلنگ آب، دوربین‌ها، و بازوهای مکانیکی است. شاسی آن از فولاد هوانوردی آلومینیومی ساخته شده و کاملاً ضدآب و مقاوم در برابر حرارت است. کنترل آن از طریق جوی‌استیک یا کنترلرهای مشابه انجام می‌شود که تا فاصله 300 متری عمل می‌کنند.

توان عملیاتی در آتش‌سوزی‌های سنگین

Colossus برای آتش‌سوزی‌های سنگین، مانند آتش‌سوزی‌های صنعتی، انبارها یا تأسیسات شیمیایی، طراحی شده است. این ربات با شلنگ آب فشار قوی خود می‌تواند بیش از 2500 لیتر آب در دقیقه پاشش کند، که معادل عملکرد سه آتش‌نشان است. در آتش‌سوزی نوتردام، Colossus به مدت 10 ساعت در دمای بیش از 800 درجه سانتی‌گراد عمل کرد و نقاط داغ را شناسایی و خاموش کرد. توانایی آن در حمل شلنگ‌های سنگین، که معمولاً به 10 نفر نیاز دارد، و مانور در میان آوار، آن را برای عملیات‌های پیچیده ایده‌آل می‌کند. این ربات همچنین می‌تواند تجهیزات امدادی یا مصدومان را جابه‌جا کند، که در آتش‌سوزی‌های بزرگ با خطر ریزش سازه حیاتی است.

ساختار بدنه و متریال مقاوم در برابر حرارت

بدنه Colossus از فولاد هوانوردی آلومینیومی ساخته شده که کاملاً ضدآب، مقاوم در برابر آتش و تابش حرارتی است. این شاسی برای تحمل دماهای بالا (تا 800 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 دقیقه و 400 درجه به مدت 30 دقیقه) طراحی شده است. ریل‌های شنی (tracked treads) آن از مواد مقاوم در برابر حرارت ساخته شده و امکان حرکت روی سطوح ناهموار، پله‌ها (تا 30 سانتی‌متر) و آب را فراهم می‌کند. اجزای الکترونیکی، مانند سنسورها و دوربین‌ها، با محفظه‌های عایق‌بندی‌شده محافظت می‌شوند تا در برابر گرما و رطوبت آسیب نبینند. این طراحی مقاوم، Colossus را قادر می‌سازد در شرایطی که انسان‌ها نمی‌توانند وارد شوند، مانند تونل‌ها یا انبارهای در حال سوختن، عمل کند.

نحوه کنترل از راه دور Colossus

Colossus از طریق یک سیستم کنترل از راه دور با جوی‌استیک یا کنترلرهای شبیه به کنترلرهای بازی ویدیویی هدایت می‌شود که تا فاصله 300 متر (تقریباً 1000 فوت) عمل می‌کنند. این سیستم بصری با هوش مصنوعی یکپارچه شده تا عملیات را در شرایط پراسترس ساده کند. اپراتورها، که معمولاً آتش‌نشانان آموزش‌دیده هستند، از صفحه‌نمایش برای مشاهده داده‌های زنده از دوربین‌ها و سنسورها استفاده می‌کنند. ماژول‌های مأموریتی در کمتر از 30 ثانیه قابل تعویض هستند، که امکان تغییر سریع بین وظایف را فراهم می‌کند. این ربات فاقد عملکرد کاملاً خودکار است و همیشه تحت کنترل انسان عمل می‌کند تا تصمیم‌گیری‌های استراتژیک به آتش‌نشانان واگذار شود. این ویژگی ایمنی و انعطاف‌پذیری را در عملیات‌های پیچیده تضمین می‌کند.

قدرت مانور و چرخش در محیط‌های خطرناک

ربات آتش‌نشان Colossus با ریل‌های شنی خود، قدرت مانور استثنایی در محیط‌های خطرناک دارد. این ربات می‌تواند روی آوار، سطوح ناهموار، و شیب‌های تا 45 درجه حرکت کند و در شیب‌های جانبی 30 درجه پایدار بماند. فاصله 18 سانتی‌متری از زمین و توانایی بالا رفتن از پله‌های 30 سانتی‌متری، آن را برای محیط‌های شهری و صنعتی مناسب می‌کند. در آتش‌سوزی نوتردام، Colossus در شبستان کلیسا (nave) مانور داد بدون اینکه به ساختارهای شکننده آسیب برساند. سرعت پایین 3.5 کیلومتر بر ساعت، اگرچه محدود است، برای دقت در محیط‌های پرخطر کافی است. این ربات همچنین می‌تواند در آب حرکت کند، که برای عملیات در تونل‌ها یا مناطق سیل‌زده حیاتی است.

تجهیزات حمل آتش‌نشانی نصب‌شده بر Colossus

Colossus مجهز به شلنگ آب موتوری با ظرفیت پاشش 2500 لیتر در دقیقه است که می‌تواند آب را تا 250 متر پرتاب کند. این ربات همچنین دارای ماژول‌های متعددی است، از جمله دوربین‌های HD، دوربین‌های حرارتی، سنسورهای گاز (CBRN)، فن استخراج دود، و بازوهای مکانیکی برای حمل تجهیزات یا مصدومان. ماژول‌های دیگر شامل میله‌های گاو (bull bars) برای ورود اجباری و سیستم‌های تنفسی برای پشتیبانی از قربانیان هستند. این ربات می‌تواند شلنگ‌های سنگین، که معمولاً به چندین آتش‌نشان نیاز دارند، حمل کند. طراحی مدولار آن امکان نصب سریع تجهیزات را فراهم می‌کند، که Colossus را به “چاقوی سوئیسی” آتش‌نشانی تبدیل کرده است. این تجهیزات برای عملیات‌های متنوع، از اطفای حریق تا امداد و نجات، بهینه شده‌اند.

عملکرد Colossus در حادثه کلیسای نوتردام

در 15 آوریل 2019، ربات آتش‌نشان Colossus نقش کلیدی در آتش‌سوزی کلیسای نوتردام ایفا کرد. هنگامی که دما به بیش از 800 درجه سانتی‌گراد رسید و سقف شبستان در معرض خطر ریزش بود، فرمانده تیپ آتش‌نشانی پاریس، ژان-کلود گالت، دستور عقب‌نشینی آتش‌نشانان را داد و Colossus را به کار گرفت. این ربات به مدت 10 ساعت در شبستان عمل کرد، با شلنگ آب خود دما را کاهش داد و نقاط داغ را خاموش کرد. Colossus همچنین شلنگ‌های سنگین را کشید و آوار را جابه‌جا کرد، که خطر را برای آتش‌نشانان کاهش داد. این عملیات بدون هیچ تلفات انسانی به پایان رسید و ربات آتش‌نشان Colossus به حفظ بخش‌هایی از این بنای 850 ساله کمک کرد. عملکرد آن توجه جهانی را به ربات‌های آتش‌نشان جلب کرد.

میزان تحمل حرارتی ربات آتش‌نشان Colossus

Colossus برای تحمل شرایط حرارتی شدید طراحی شده است. شاسی فولاد هوانوردی آلومینیومی و ریل‌های شنی آن می‌توانند به مدت 30 دقیقه در دمای 400 درجه سانتی‌گراد و به مدت 3 دقیقه در دمای 800 درجه سانتی‌گراد مقاومت کنند. اجزای الکترونیکی با محفظه‌های عایق‌بندی‌شده محافظت می‌شوند تا از آسیب گرمایی جلوگیری شود. در آتش‌سوزی نوتردام، Colossus به مدت 10 ساعت در دمای بالا عمل کرد بدون اینکه آسیب ببیند. این ربات همچنین در برابر تابش حرارتی مقاوم است، که در آتش‌سوزی‌های صنعتی با شعله‌های شدید حیاتی است. این تحمل حرارتی، Colossus را برای محیط‌هایی مانند انبارهای شیمیایی یا تأسیسات نفتی، که دما می‌تواند به سرعت افزایش یابد، مناسب می‌کند.

کاربردهای غیرآتش‌نشانی ربات Colossus

ربات آتش‌نشان Colossus علاوه بر آتش‌نشانی، کاربردهای متنوعی در عملیات‌های امدادی و نظامی دارد. این ربات می‌تواند در بلایای طبیعی، مانند زلزله، برای جست‌وجو و نجات در میان‌ها استفاده شود، با دوربین‌ها و سنسورهای خود برای شناسایی بازماندگان. در عملیات‌های مواد خطرناک (hazmat)، Colossus می‌تواند گازهای سمی یا تشعشعات را شناسایی کند. همچنین برای حمل تجهیزات پزشکی در مناطق جنگی یا پاکسازی مسیر در عملیات‌های نظامی استفاده می‌شود. ماژول‌های ویدئویی آن برای شناسایی در محیط‌های خطرناک، مانند تونل‌ها یا متروها، مناسب هستند. این ربات همچنین می‌تواند در تمرین‌های آموزشی برای شبیه‌سازی شرایط واقعی استفاده شود، که خطر را برای آتش‌نشانان کاهش می‌دهد.

قابلیت حمل تجهیزات توسط ربات

Colossus ظرفیت حمل 800 کیلوگرم (1763 پوند) را دارد، که شامل تجهیزات آتش‌نشانی، مصدومان یا مواد امدادی است. این ربات می‌تواند شلنگ‌های سنگین، که به 15 آتش‌نشان نیاز دارند، کیت‌های پزشکی، یا حتی یک فرد بزرگسال را منتقل کند. ماژول‌های مدولار آن امکان حمل ابزارهای متنوع، مانند بازوهای مکانیکی، فن‌های استخراج دود، یا مخزن‌های فوم را فراهم می‌کنند. در آتش‌سوزی نوتردام، Colossus شلنگ‌های آب و تجهیزات را در شبستان حمل کرد، که بار کاری آتش‌نشانان را کاهش داد. این قابلیت حمل، به‌ویژه در محیط‌هایی که دسترسی محدود است، مانند تونل‌ها یا ساختمان‌های در حال ریزش، Colossus را به ابزاری حیاتی تبدیل می‌کند.

مزایای Colossus نسبت به نیروهای نیروی انسانی

این ربات چندین مزیت نسبت به آتش‌نشانان انسانی دارد. این ربات می‌تواند در دماهای بالا و محیط‌های سمی عمل کند بدون خطر آسیب یا مرگ، که طبق گزارش NFPA، در سال 2019 منجر به 62,891 مصدوم در میان آتش‌نشانان شد. Colossus با ایجاد یک “فاصله ایمنی” (standoff)، آتش‌نشانان را از خطوط خطر دور نگه می‌دارد. این ربات وظایف سنگین، مانند حمل تجهیزات یا شلنگ‌ها، را انجام می‌دهد و آتش‌نشانان را برای نجات یا تصمیم‌گیری آزاد می‌کند. باتری 12 ساعته و طراحی مدولار آن، امکان عملیات طولانی و انعطاف‌پذیر را فراهم می‌کند. در آتش‌سوزی نوتردام، ربات آتش‌نشان Colossus جان آتش‌نشانان را نجات داد و دما را کاهش داد. همچنین، این ربات خستگی یا خطای انسانی ندارد، که در عملیات‌های طولانی حیاتی است.

مقایسه با ربات‌های مشابه در جهان

Colossus در مقایسه با ربات‌هایی مانند Thermite RS3 (Howe & Howe) و TAF35 (EmiControls) ویژگی‌های منحصربه‌فردی دارد. Thermite RS3 با وزن 8000 پوند و جریان آب 2500 لیتر در دقیقه، برای آتش‌سوزی‌های بزرگ‌تر مناسب است، اما فاقد طراحی مدولار Colossus و وزن سبک‌تر آن (578 کیلوگرم) است. TAF35، با توربین مه‌پاش، برای آتش‌سوزی‌های تونلی مناسب است، اما ظرفیت حمل بار آن (تا 600 کیلوگرم) کمتر از Colossus است. ربات SAFFiR نیروی دریایی آمریکا، که انسان‌نما است، برای کشتی‌ها طراحی شده و فاقد قدرت مانور Colossus در آوار است. Colossus با 10 ماژول مأموریتی و تحمل حرارتی بالا، انعطاف‌پذیری بیشتری نسبت به رقبا دارد، اما سرعت پایین‌تر (3.5 کیلومتر/ساعت) و عدم خودمختاری، نقاط ضعف آن هستند.

فناوری به‌کاررفته در دوربین‌ها و سنسورها

ربات آتش‌نشان Colossus مجهز به دوربین‌های HD، دوربین‌های حرارتی، دوربین‌های 360 درجه PTZ، و سنسورهای محیطی (CBRN) است که داده‌های زنده را به اپراتورها منتقل می‌کنند. دوربین‌های با قابلیت شناسایی اشیا، در شرایط دودآلود یا تاریک، نقاط داغ و موانع را شناسایی می‌کنند. سنسورهای گاز مواد شیمیایی یا سمی را تشخیص داده و سنسورهای مجاورتی از برخورد جلوگیری می‌کنند. فناوری LIDAR برای نقشه‌برداری سه‌بعدی محیط استفاده می‌شود. این سیستم‌ها در یک محفظه ضدآب و مقاوم در برابر حرارت قرار دارند تا در دماهای بالا عمل کنند. در آتش‌سوزی نوتردام، دوربین‌های حرارتی Colossus نقاط داغ را در شبستان شناسایی کردند. این فناوری‌ها، با هوش مصنوعی یکپارچه، آگاهی موقعیتی را بهبود داده و تصمیم‌گیری را سریع‌تر می‌کنند.

کنترل در شرایط کم‌دید و پر دود

ربات برای شرایط کم‌دید، مانند محیط‌های پر دود، با دوربین‌های حرارتی و HD با قابلیت دید در روز و سنسورهای LIDAR مجهز شده است. این سیستم کنترل از راه دور با رابط بصری، امکان هدایت دقیق را در دود غلیظ فراهم می‌کند. سنسورهای CBR، گازهای سمی را شناسایی کرده و اپراتورها را از خطرات نامرئی آگاه می‌کنند. در آتش‌سوزی نوتردام، Colossus در میان دود و سایه‌های شبستان عمل کرد و نقاط داغ را با دقت خاموش کرد. این این ربات می‌توانست می‌تواند در دود غلیظ تا ب300 متر هدایت شود، که در انبارها یا تونل‌ها حیاتی است. با این حال، وابستگی به اپراتور انسانی در شرایط بسیار پیچیده ممکن است محدودیت ایجاد کند.

هزینه تولید و نگهداری Colossus

هزینه تولید Colossus در سال 2019 بین 120,000 تا 140,000 یورو (135,000 تا 225,000 دلار) بود، بسته به ماژول‌های انتخابی مانند دوربین‌های پیشرفته یا بازوهای مکانیکی. این قیمت در مقایسه با Thermite RS3 (حدود 300,000 دلار) رقابتی است. هزینه‌های نگهداری کم است، زیرا Colossus برای کار در شرایط سخت با حداقل سرویس طراحی شده و باتری‌های قابل تعویض آن نیاز به شارژ مکرر را حذف می‌دهند. تیپ آتش‌نشانی پاریس هزینه‌های آموزش اپراتورها را نیز پوشش داده است، که شامل دوره‌های کوتاه برای کار با جوی‌استیک است. با توجه به نجات جان‌ها و حفظ ارزش‌ها، مانند نوتردام، این هزینه‌ها مقرون‌به‌صرفه تلقی می‌شوند.

شرکت تولیدکننده و طراح اصلی

ربات آتش‌نشان Colossus توسط Shark Robotics، یک شرکت فرانسوی مستقر در لا روشل، طراحی و تولید شده است. Shark Robotics در سال 2016 تأسیس شد و تخصص آن در ربات‌های آتش‌نشانی، امنیتی و نظامی است. این شرکت با همکاری تیپ آتش‌نشانی پاریس (BSPP) و دیگر دپارتمان‌های آتش‌نشانی، Colossus را توسعه داد تا نیازهای عملیاتی واقعی را برآورده کند. Shark Robotics همچنین ربات‌های دیگری مانند Rhyno Protect و Barakuda تولید می‌کند. ربات آتش‌نشان Colossus به‌عنوان محصول شاخص این شرکت، در سال 2022 جایزه فناوری نوآورانه از انجمن مهندسان مکانیک آمریکا (ASME) دریافت کرد. این شرکت هم‌اکنون ربات‌های خود را به فرانسه، بلژیک و دیگر کشورهای اروپایی صادر می‌کند.

منبع: ابرار صنعتی