整理目前世界上消防机器人主要实现了哪些功能.docx

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整理目前世界上消防机器人主要实现了哪些功能

1.目前世界上消防机器人主要实现了哪些功能

大凡遇到火警，救火车与消防员总会在第一时间抵达现场，消防员会奋不顾身地进行灭火，有时还会遭遇不幸，尤其是燃烧物的烟雾和废气对救火人员的人身安全构成严重威胁。

为了有效保障消防战士的生命安全，科学家们正试图运用现代的先进科技替代人类实施灭火操作。

•一种被命名为“OLE”的昆虫形多功能机器人“消防员”被德国科学家研制成功，它特别适合用丁森林救火。

•OLE宽约2英尺，有6条机械腿，重100〜200磅，有多种不同的工作模式，当它蜷缩起来时，会形成一个直径4英尺的球形。

它的内部配有水箱、灭火器、智能探测器、红外辐射和热能传感器，可以自行快

速爬动，也可通过GPS导航向指定地点移动。

科学家为OLE设计了有强大防御能力的盔甲，能抵御华氏1850度的高温。

•在谈到为何使用6条腿设计而不是使用传统的轮式设计时，参与研制工作的奥列弗•莱恩奇表示：

这些腿用丁步行相当管用，特别是在森林地区使用腿替代轮子更有现实意义也更有效，轮子只能转动，而机械腿既可快速爬行，乂可挖掘、搜索目标，还比轮子更耐热。

•目前设计人员正计划为OLE规划两种不同的救火工作模式。

一种模

式是将它设置在城镇、露营场地和热闹的娱乐场所，一旦发生火警，这些地区由丁人员众多，往往会局面混乱，机器人消防员内藏的传感器能立即检测到半英里范围内的火灾具体位置，然后迅速前往火灾现场，“专心”灭火。

•另一种模式是让它经常巡逻侦察丁植物茂盛的森林地带，搜寻即将燃烧的火源，尽管这样会损耗机器人内部的电池寿命，森林里的一些障碍物也可能限制它的巡行范围，但这些技术问题不难在今后的研究中进一步解决。

•研究人员指出，这种能独立生存，担负救火重任的昆虫形“消防战士”既能救火，乂能有效保护自己，凭借独特的硅酸盐纤维外壳能承受华氏1

850度的高温，能深入火场工作，而售价不到20万美元。

•消防机器人的发展及应用前景

•机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一，自60年代初问世

以来，经历40余年的发展己取得长足的进步。

工业机器人在经历了诞生、成长、成熟期后，已成为制造业中不可少的核心装备，世界上有约75万

台工业机器人正与工人朋友并肩战斗在各条战线上。

特种机器人作为机器人家族的后起之秀，由丁其用途广泛而大有后来居上之势，仿人形机器人、农业机器人、服务机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机器人、娱乐机器人等各种用途的特种机器人纷纷面世，而且正以飞快的速度向实用化迈进。

消防机器人届丁特种机器人范畴，它作为特种消防设备可以替代消

防队员接近火灾现场实施有效的灭火救援作业，开展各项火场侦察任务，尤其是在危险性大或者消防队员不易接近的场合，消防机器人的应用将大

大提高消防部门扑灭恶性火灾的能力，对减少国家财产损失和灭火救援人员的伤亡具有重要的作用。

一旦事故发生，假如没有有效的方法、装备及设施，救援人员将无法进入事故现场，而要冒然采取行动，往往只会造成无辜生命的牺牲，付出惨重代价，在我国消防部门配备消防机器人的问题非常迫切了。

消防机器人的应用将大大提高消防部门扑灭恶性火灾的能力。

•根据消防机器人的灭火要求，应具有的基本功能包括以下几个方面：

行驶电机的控制、消防喷枪位置的控制、现场信息的采集、数据处理与通信等等。

消防机器人往往需要在高温、强热辐射、浓烟、地形复杂、障碍物多、化学腐蚀、易燃易爆等恶劣环境中进行火场侦察、化学危险品探测、灭火、冷却、洗消、破拆、救人、启闭阀门、搬移物品、堵漏等作业。

因

此作为某种特定功能的消防机器人应该具备以下某项或几项行走和自卫功能：

爬坡、登梯及障碍物跨越功能，耐温和抗热辐射功能，防雨淋功能，防爆、隔爆功能，防化学腐蚀功能，防电磁干扰功能，遥控功能等。

•1.国外消防机器人发展历史

■

•国际上较早开展消防机器人研究的是美国和前苏联，稍后，英国、日本、法国、德国、等国家也纷纷开始研究该类技术。

目前已有很多种不同功能的消防机器人用丁救灾现场。

国际上对消防机器人的研究可分为三个阶段（三代）,第一代是程序控制消防机器人，第二代是具有感觉功能的消防机器人，第三代是智能化消防机器人。

•目前，工业发达国家正在加快开发具有不同功能的实用型的第二代消防机器人和第三代低级智能化消防机器人，着手研究第三代高级智能机器人。

一些工业发达国家把研究开发消防机器人列入国家技术发展规划，将它作为经济发展的一个重要保证手段。

•日本投入应用的消防机器人最多。

80年代，日本研制了不少丁5种型号的自动行驶消防机器人，分别配备丁大阪、东京、高石、太田、蒲田等消防部门，这类机器人以内燃机或电动机作为动力，配置驱动轮或履带式行驶机构，能爬坡、越障碍；装有较大喷射流量的消防枪炮，能作俯仰和左右回转；装有气体检测仪器和电视监视设备；通过电缆或无线控制，

控制距离最大为100m另一类机器人为侦察、抢险机器人，除装有气体检测仪器和电视监视器设备外，还装有机械手，能通过遥控处理危险物品。

•美国已研制出能依靠感觉信息控制的救灾智能化机器人，业利桑诺州消防部门研制的消防机器人装有破拆工具和消防水枪，能一边破拆，一边喷射灭火。

•美国的InRobTech公司生产的消防机器人FFR-1在高温环境中具有顽强的生命力，它的冷却系统可以在600OC的高温环境下使机器人保持在600C。

（如图1）

•图1美国InRobTech公司的FFR-1消防机器人

•该机器人长162cm宽114cm高380cm重940kg。

主要系统届性：

无

线控制，自带推进电池,2个CCEM频摄像机。

行驶速度3〜4km/h,可爬坡角度30°,能跨越障碍物高度20cm

•英国智能化保安公司生产的RO-VEH6控消防车已装备丁中部和西部消防部门，配备为履带式或轮式行驶机构，能抓楼梯，通过电缆供电或自携蓄电池供电。

装有消防水炮、摄像机或热像仪，采用有线控制方式。

1985年英国中西部消防部门和FirmaSAS公司联合研制的机器人消防车，

用HunterIII汽车改装而成，装有双臂、水枪、探测器（温度、化学物质、辐射等）、工业电视摄像机、红外线装置。

机械手用来启闭阀门、搬移物品或开门等。

•前苏联彼得拉拖拉机厂与内务部消防科研所共同研制的消防机器人具有视觉功能，装有消防水枪、光电探头和工业电视摄像机等。

•2.国内消防机器人发展

•我国大约有30家左右的高等院校和研究院所在从事各类机器人的研究工作，自1971年以来，已在机器人的感觉识别，操作、移动技术，人机接口技术，智能化技术等方面取得了可喜的成就。

部分科研成果，如工业装配、焊接、喷涂，搬运、探伤、水下作业、过程测量机器人已进入实

用阶段，某些控制、传动元器件的产品技术已接近国际先进水平，为消防

机器人的研制创造了良好的环境条件。

近年来，我国消防机器人的研制工作得到了政府有关部门的支持。

1995年上海市科学技术委员会批准公安部上海消防科学研究所着手研制

我国第一台消防机器人一一自行式消防炮，目前该项目已通过验收并顺利进入产业化阶段。

该消防机器人系统由运载车、机器人本体、控制系统和供电系统组成，运载车用丁将机器人从消防站运至火灾现场，并装有消防

机器人的后方控制操作台，电缆卷盘，水带等附件。

消防机器人采用外部供电系统提供动力，完成控制、侦检、灭火、冷却，稀释等工作。

该消防机器人的研制成功标志着我国第一代（多功能）消防机器人正式诞生，填补了我国在消防机器人领域的空白，其技术水平达到了国际80年代中期的消防机器人水平。

上海强帅消防装备有限公司的消防机器人产品已经成熟并推向市

场。

（如图2、3）

•图2上海强帅JMX-LT50S消防灭火机器人

轮胎型JMX-LT50性能指标：

外型基本尺寸：

长2.4m宽1.43m高1.5m

•总质量：

1500kg

♦无线遥控有效距离：

＞150m

行走速度（前行拖水带，后退不拖水带）＞3.6km/h

•图3上海强帅JMX-LD5C®消防灭火机器人（左：

轮胎型右履带型）

履带型JMX-LD性能指标

•外型基本尺寸：

长2.34m宽1.06m高1.8m

•总质量：

1500kg

♦无线遥控有效距离：

＞150m

•行走速度（前行拖水带，后退不拖水带）＞2.8

•我国研制和开发消防机器人提高了我国消防部队消防装备现代化的

水平，提高了我国消防部队在处置大型复杂火灾中的作战效能，提高我国

消防部队的自我防护能力，减少消防指战员的人身伤亡，但我国消防机器人在无线遥控领域与技术发达国家还存在一定差距。

越来越多的消防指战员认识到使用消防机器人的重要性。

消防机器

人的市场需求正在逐步形成，在目前已完成的灭火机器人、火场侦察机器人的基础上逐步开展破拆、救人以及多种功能组合的消防机器人的开发工作。

控制方式可先从有线，无线的远距离程序控制开始，逐步向自适应型消防机器人发展。

结合我国现有工业和技术基础，充分利用有关研究所、学校、企业及使用部门的技术力量的同时，加强国际间的技术交流与商务合作，尽可能多采用成熟技术，注意配套技术，如运载底盘，监控等技术的发展，确保消防机器人使用的可靠性与实用性。

今后五至十年是我国消防机器人发展的大好时机，应该通过全社会的共同努力，使我国消防机器人的系列、规格、技术质量以及战术应用水平达到工业发达国家目前的水平。

3.世界最新消防机器人介绍

•日本东京消防厅研制的用丁掌握火灾现场情况的侦察机器人装有红外电视摄像机、温度传感器、浓烟中摄像装置、烟气浓度分析装置、温度传感器、收音和扩音装置等，具有爬楼梯和打开房门等功能。

机器人长2.3m,宽0.75m,能够上下楼梯（倾斜度不超过42°）,在楼梯台阶上能自由转向；具体侦察内容包括火灾内部情况、是否有人、着火点位置、周围温度、烟气浓度和发出的各种声响等。

•美国Automatika,Inc公司与CarnegieMellonUniversity联合研制的

侦察机器人Pandora是根据城市地形所设计的侦察机器人，该机器人采用履带车轮驱动平台，可以越过大的障碍物、沟、台阶和路阶等；其通讯方式为无线通讯，通过射频传递视频和音频信号的反馈。

Pandora建立在一

个中枢环境

•密封的外壳上，外部执行系统驱动独立联接履带车轮模块，顶部具有碳纤维外壳保护。

系统可以上下驱动以及自复位，可替换部件包括了轮子、履带或脚等，以适应不同的复杂地形。

机器人装备的传感器为微型摄像机和立体声系统。

挪威SINTEF研究基金会的波尔•利尔杰贝克等人目前研制成功了一种形似蟒蛇的消防机器人。

利尔杰贝克介绍说，这种被称为的“安娜•康达”的蛇形机器人长度为3米，重量约70公斤。

它可以与标准的消防水龙带相接并牵着它们进入那些消防队员无法到达的区域进行灭火。

据悉，“安

娜•康达”的行动非常灵活，可以非常迅速地穿过倒塌的墙壁，代替消防员进入那些高温和充满有蠹气体的危险火灾现场。

•该机器人的能量供给方式也非常奇特--它能够直接从消防水龙带中获取前进的动力，要知道，水龙带中的压力高达100个大气压。

•“安娜•康达”全身共安装有20个靠水驱动的液压传动装置--由丁每一个传动装置的开关都由计算机进行精确控制，使得机器人能够像蛇一样灵活的移动。

•在使用过程中，消防人员可对“安娜•康达”实施远距离遥控，并

能通过设置在机器人前端的摄像机及时了解火情。

不过，该机器人并不是

一台简单的“傀儡”：

在其内部安装有大量电子传感器，使其具备了一定的独立活动能力。

在使用过程中，先有控制人员标出需要到达的具体地点，之后，机器人将根据障碍物所处的位置，自主决定行进路线。

•这种蛇形机器人的功率非常强大，不但可沿楼梯爬行，而且还能抬起一部小汽车。

此外，由丁外壳非常坚固，它还能砸穿不是非常厚实的墙壁。

•“安娜•康达”的研制者们表示，该机器人可以在隧洞事故中发挥重要作用：

既可以用丁灭火，也可向被困人员运送呼吸面罩等救援物品。

♦由丁蛇行机器人在爬坡、穿越障碍、侦察方面的特殊功能，在未来消防机器人的发展中它将大有所为。

4.总结及展望

•总之，随着科技的进步和实践的需要，人们越来越关注对机器人的研究、开发与改进。

机器人参与灭火与救援确实帮助人们解决了很多困难，同时减少了相关人员可能会遭受的各种风险。

在“以人为本、科技强警”的现代化的今天，我们的消防装备必须首先要考虑保护消防队员和被救援人员的生命安全。

目前我国机器人用丁消防还刚刚起步，但也有了一定的进展，如沈阳无人驾驶消防车的问世填补了我国消防车辆的空白。

上海强

帅消防装备有限公司生产的消防灭火机器人，在全国得到了广泛应用，江苏、云南、湖北等地陆续配备了这种具有世界先进水平的装备。

但是我国

的技术装备还远远不够，试想，如果能够开发、研制搜救机器人、破拆机器人，应用到消防，必将大大降低消防人员在火灾救助中的伤亡人数，挽

回火灾带来的损失。

•我国消防机器人技术的发展不但是对消防部队抢险救灾能力的提高，起到

减少国家财产损失和灭火救援人员伤亡的作用，同时也对我国机器人技术、通信控制技术、计算机技术等多学科领域技术的发展起到积极的作用和深远的影响。

当前消防机器人的发展有智能化和专业化趋势，一方面消防机器人越来越“聪明”，不仅仅可以通过无线人工控制而且能够根据火灾现场的情况，在无人操控的情况下可以做出各种反应。

另一方面消防机器人将更加专业化，由丁火灾情况的多样性和复杂性，想只用一种消防机器人解决所有问题是不可能的，消防机器人的应用将出现多样化和团队化。

比如在

一幢大楼的火灾中，搜索火源和幸存者的侦察机器人，负责救援的机器人以及负责灭火的机器人可以协同工作。

2.

消防机器人的发展和应用前景

作者：

zonghe文章来源：

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2491更新时间：

2009-3-2615:

26:

41

中不可少的核心装备，世界上有约75万台工业机器人正与工人朋友并肩战斗在各条战

线上。

特种机器人作为机器人家族的后起之秀，由于其用途广泛而大有后来居上之势，仿人形机器人、农业机器人、服务机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机器人、娱乐机器人等各种用途的特种机器人纷纷面世，而且正以飞快的速度向实用化迈进。

消防机器人属于特种机器人范畴，它作为特种消防设备可以替代消防队员接近火灾现场实施有效的灭火救援作业，开展各项火场侦察任务，尤其是在危险性大或者消防队员不

易接近的场合，消防机器人的应用将大大提高消防部门扑灭恶性火灾的能力，对减少国

家财产损失和灭火救援人员的伤亡具有重要的作用。

一旦事故发生，假如没有有效的方

法、装备及设施，救援人员将无法进入事故现场，而要冒然采取行动，往往只会造成无

辜生命的牺牲，付出惨重代价，在我国消防部门配备消防机器人的问题非常迫切了。

消防机器人的应用将大大提高消防部门扑灭恶性火灾的能力。

根据消防机器人的灭火要求，应具有的基本功能包括以下几个方面：

行驶电机的控制、

消防喷枪位置的控制、现场信息的采集、数据处理与通信等等。

消防机器人往往需要在高温、强热辐射、浓烟、地形复杂、障碍物多、化学腐蚀、易燃易爆等恶劣环境中进行火场侦察、化学危险品探测、灭火、冷却、洗消、破拆、救人、启闭阀门、搬移物品、堵漏等作业。

因此作为某种特定功能的消防机器人应该具备以下某项或几项行走和自卫功能:

爬坡、登梯及障碍物跨越功能，耐温和抗热辐射功能，防雨淋功能，防爆、隔爆功能,防化学腐蚀功能，防电磁干扰功能，遥控功能等。

1.国外消防机器人发展历史

国际上较早开展消防机器人研究的是美国和前苏联，稍后，英国、日本、法国、德国、等国家也纷纷开始研究该类技术。

目前已有很多种不同功能的消防机器人用于救灾现场。

国际上对消防机器人的研究可分为三个阶段（三代），第一代是程序控制消防机器人，第

二代是具有感觉功能的消防机器人，第三代是智能化消防机器人。

目前，工业发达国家正在加快开发具有不同功能的实用型的第二代消防机器人和第三代低级智能化消防机器人，着手研究第三代高级智能机器人。

一些工业发达国家把研究开

发消防机器人列入国家技术发展规划，将它作为经济发展的一个重要保证手段。

日本投入应用的消防机器人最多。

80年代，日本研制了不少于5种型号的自动行驶消

防机器人，分别配备于大阪、东京、高石、太田、蒲田等消防部门，这类机器人以内燃机或电动机作为动力，配置驱动轮或履带式行驶机构，能爬坡、越障碍；装有较大喷射流量的消防枪炮，能作俯仰和左右回转；装有气体检测仪器和电视监视设备；通过电缆

或无线控制，控制距离最大为100m。

另一类机器人为侦察、抢险机器人，除装有气体

检测仪器和电视监视器设备外，还装有机械手，能通过遥控处理危险物品。

美国已研制出能依靠感觉信息控制的救灾智能化机器人，亚利桑诺州消防部门研制的消

防机器人，装有破拆工具和消防水枪，能一边破拆，一边喷射灭火。

美国的InRobTech公司生产的消防机器人FFR-1在高温环境中具有顽强的生命力，它的冷却系统可以在6000C的高温环境下使机器人保持在600C。

（如图1）

图1美国InRobTech公司的FFR-1消防机器人

该机器人长162cm宽114cm高380cm重940kg。

主要系统属性：

无线控制，自带推进

电池,2个CCD视频摄像机。

行驶速度3〜4km/h，可爬坡角度30°，能跨越障碍物高度2

0cm。

英国智能化保安公司生产的RO-VEH遥控消防车已装备于中部和西部消防部门，配备

为履带式或轮式行驶机构，能抓楼梯，通过电缆供电或自携蓄电池供电。

装有消防水炮、

摄像机或热像仪，采用有线控制方式。

1985年英国中西部消防部门和FirmaSAS公司联合研制的机器人消防车，用HunterIII汽车改装而成，装有双臂、水枪、探测器（温度、

化学物质、辐射等）、工业电视摄像机、红外线装置。

机械手用来启闭阀门、搬移物品或开门等。

前苏联彼得拉拖拉机厂与内务部消防科研所共同研制的消防机器人具有视觉功能，装有

消防水枪、光电探头和工业电视摄像机等。

2.国内消防机器人发展

我国大约有30家左右的高等院校和研究院所在从事各类机器人的研究工作，自1971年以来，已在机器人的感觉识别，操作、移动技术，人机接口技术，智能化技术等方面

取得了可喜的成就。

部分科研成果，如工业装配、焊接、喷涂，搬运、探伤、水下作业、

过程测量机器人已进入实用阶段，某些控制、传动元器件的产品技术已接近国际先进水

平，为消防机器人的研制创造了良好的环境条件。

近年来，我国消防机器人的研制工作得到了政府有关部门的支持。

1995年上海市科学

技术委员会批准公安部上海消防科学研究所着手研制我国第一台消防机器人一一自行

式消防炮，目前该项目已通过验收并顺利进入产业化阶段。

该消防机器人系统由运载车、

机器人本体、控制系统和供电系统组成，运载车用于将机器人从消防站运至火灾现场，并装有消防机器人的后方控制操作台，电缆卷盘，水带等附件。

消防机器人采用外部供

电系统提供动力，完成控制、侦检、灭火、冷却，稀释等工作。

该消防机器人的研制成功标志着我国第一代（多功能）消防机器人正式诞生，填补了我国在消防机器人领域的空白，其技术水平达到了国际80年代中期的消防机器人水平。

上海强师消防装备有限公司的消防机器人产品已经成熟并推向市场。

（如图2、3）

图2上海强师JMX-LT50型消防灭火机器人

轮胎型JMX-LT50性能指标：

外型基本尺寸：

长2.4m宽1.43m高1.5m

总质量：

1500kg

无线遥控有效距离：

>150m

图3上海强师JMX-LD50型消防灭火机器人（左：

轮胎型右履带型）

履带型JMX-LD性能指标

外型基本尺寸：

长2.34m宽1.06m高1.8m

总质量：

1500kg

无线遥控有效距离：

>150m

行走速度（前行拖水带，后退不拖水带）>2.8

我国研制和开发消防机器人提高了我国消防部队消防装备现代化的水平，提高了我国消

防部队在处置大型复杂火灾中的作战效能，提高我国消防部队的自我防护能力，减少消

防指战员的人身伤亡，但我国消防机器人在无线遥控领域与技术发达国家还存在一定差距。

越来越多的消防指战员认识到使用消防机器人的重要性。

消防机器人的市场需求正在逐

步形成，在目前已完成的灭火机器人、火场侦察机器人的基础上逐步开展破拆、救人以

及多种功能组合的消防机器人的开发工作。

控制方式可先从有线，无线的远距离程序控

制开始，逐步向自适应型消防机器人发展。

结合我国现有工业和技术基础，充分利用有

关研究所、学校、企业及使用部门的技术力量的同时，加强国际间的技术交流与商务合

作，尽可能多采用成熟技术，注意配套技术，如运载底盘，监控等技术的发展，确保消防机器人使用的可靠性与实用性。

今后五至十年是我国消防机器人发展的大好时机，应

该通过全社会的共同努力，使我国消防机器人的系列、规格、技术质量以及战术应用水

平达到工业发达国家目前的水平。

3.世界最新消防机器人介绍

日本东京消防厅研制的用于掌握火灾现场情况的侦察机器人装有红外电视摄像机、温度

传感器、浓烟中摄像装置、烟气浓度分析装置、温度传感器、收音和扩音装置等，具有爬楼梯和打开房门等功能。

机器人长2.3m，宽0.75m,能够上下楼梯（倾斜度不超过4

2°）,在楼梯台阶上能自由转向；具体侦察内容包括火灾内部情况、是否有人、着火点位置、周围温度、烟气浓度和发出的各种声响等。

美国Automatika,Inc公司与CarnegieMellonUniversity联合研制的侦察机器人Pandora是根据城市地形所设计的侦察机器人，该机器人采用履带车轮驱动平台，可以越过大的障碍物、沟、台阶和路阶等；其通讯方式为无线通讯，通过射频传递视频和音频信号的反馈。

Pandora建立在一个中枢环境

密封的外壳上，外部执行系统驱动独立联接履带车轮模块，顶部具有碳纤维外壳保护。

系统可以上下驱动以及自复位，可替换部件包括了轮子、履带或脚等，以适应不同的复

杂地形。

机器人装备的传感器为微型摄像机和立体声系统。

挪威SINTEF研究基金会的波尔利尔杰贝克等人目前研制成功了一种形似蟒蛇的消防机器人。

利尔杰贝克介绍说，这种被称为的安娜康达”的蛇形机器人长度为3米，重

量约70公斤。

它可以与标准的消防水龙带相接并牵着它们进入那些消防队员无法到达的区域进行灭火。

据悉，安娜康达”的行动非常灵活，可以非常迅速地穿过倒塌的墙

壁，代替消防员进入那些高温和充满有毒气体的危险火灾现场。

该机器人的能量供给方式也非常奇特--它能够直接从消防水龙带中获取前进的动力，要知道，水龙带中的压力高达100个大气压。

安娜康达”全身共安装有20个靠水驱动的液压传动装置--由于每一个传动装置的开关都由计算机进行精确控制，使得机器人能够像蛇一样灵活的移动。

在使用过程中，消防人员可对安娜康达”实施远距离遥控，并能通过设置在机器人前

端的摄像机及时了解火情。

不过，该机器人并不是一台简单的傀儡”：

在其内部安装有

大量电子传感器，使其具备了一定的独立活动能力。

在使用过程中，先有控制人员标出

需要到达的具体地点，之后，机器人将根据障碍物所处的位置，自主决定行进路线。