防疫型警用機器人功能特點與實戰(zhàn)應(yīng)用*

夏春雨 李劍 王青 韓忠華 楊杰超,2

1. 公安部第一研究所 2. 北京中天鋒安全防護技術(shù)有限公司

一、引言

2020新年伊始，一場爆發(fā)于武漢、被命名為2019-nCoV病毒（新型冠狀病毒）引發(fā)的疫情迅速席卷整個中國。疫情就是命令，防控就是責(zé)任，廣大公安民警聞令而動，迅速投入到疫情防控阻擊戰(zhàn)中，用血肉之軀筑起一道道生命的防線。

疫情發(fā)生以來，公安民警全員上崗，堅守在交通疏導(dǎo)、走訪排查、宣傳教育、案件偵辦第一線，工作量巨大、警力嚴重不足。為有效降低執(zhí)勤風(fēng)險、減輕工作強度、緩解警力不足，防疫型警用機器人應(yīng)運而生，作為新型警用裝備，隨全國廣大公安民警一起投入疫情防控阻擊戰(zhàn)，以科技為武器，利用自身優(yōu)勢堅決遏制疫情蔓延勢頭。

防疫型警用機器人是基于疫情防控期間的勤務(wù)模式和實戰(zhàn)需求，在原有警用機器人基礎(chǔ)上迭代升級所得。它搭載有消毒噴霧裝置、體溫篩查系統(tǒng)，可協(xié)助甚至代替警務(wù)人員在疫區(qū)完成智能消毒、異常體溫篩查、安保巡邏等工作。根據(jù)防疫期間發(fā)揮的作用，可將防疫型警用機器人分為警用消殺機器人、警用測溫機器人和警用安保機器人。

二、警用消殺機器人

（一）功能

警用消殺機器人以警用機器人為載體，在機器人上搭載防疫消毒模塊，能夠?qū)ο緟^(qū)域進行全自動消毒作業(yè)，有效殺滅致病微生物。在消毒過程中，警用消殺機器人可提供“正在消毒，請繞行”等語音提示和燈光閃爍警示，避免人員靠近造成傷害。消毒任務(wù)完成后，警用消殺機器人可將消毒時間、地點等關(guān)鍵信息上傳至控制中心做記錄和分析，同時自動回到充電點位補充電量。

（二）優(yōu)勢

警用消殺機器人具有四大優(yōu)勢：（1）可采用自動運行模式或遙控運行模式進行作業(yè)，充分彌補了固定式消毒裝置的不足；（2）節(jié)省大量消毒人力和時間，顯著提升工作效率；（3）采用智能化消毒防控技術(shù)，實現(xiàn)定時、定點、定量消毒處理，有效避免過度消毒；（4）實現(xiàn)智能遠程控制、人機分離，避免消毒液侵害人體，顯著降低二次污染和交叉感染的幾率，降低職業(yè)傷害。

（三）類型

根據(jù)防疫消毒模塊的類型可將警用消殺機器人分為過氧化氫型、次氯酸型和紫外線型。過氧化氫型警用消殺機器人在機器人內(nèi)部集成氣化模塊，利用機器人的氣動系統(tǒng)將消毒氣體快速在空間內(nèi)擴散，增加消毒的覆蓋面和均勻性，能有效、無死角地殺滅空氣中的致命微生物，主要適用于警務(wù)室及警務(wù)大廳等室內(nèi)區(qū)域的消毒。次氯酸型警用消殺機器人在機器人上搭載消殺箱，能夠自動無死角地噴灑次氯酸消毒液，對環(huán)境物表和空氣進行自主移動式多點消毒，可對多種多重耐藥菌進行高水平消滅，主要適用于警用器械和警用設(shè)施的消毒處理。紫外線型警用消殺機器人集成紫外線消毒裝置作為消毒手段，可殺滅各類環(huán)境物表的細菌、病毒、寄生蟲、水藻及其他病原體，主要適用于室內(nèi)空氣、物體表面和文件等的消毒。

（四）系統(tǒng)組成

警用消殺機器人的防疫消毒系統(tǒng)主要由控制單元、驅(qū)動單元、執(zhí)行單元、傳感單元組成，如圖1所示，在智能控制終端的配合下，完成消毒任務(wù)。控制單元作為數(shù)據(jù)交互的核心，輔助智能控制終端實現(xiàn)對霧化距離和藥液流量或光照時長的精確控制。智能控制終端對消毒過程和結(jié)果進行全程把控和記錄，達到精準防疫的目的。驅(qū)動單元和執(zhí)行單元配合聯(lián)動，完成移動和排藥（光照）工作。傳感單元主要感知環(huán)境和機器人的狀態(tài)，為機器人更好地完成防疫工作提供數(shù)據(jù)支撐。

（五）應(yīng)用場景

看守所和戒毒所等監(jiān)管場所具有人員密集、活動集中、場所封閉等諸多有利于疫情擴散傳播的因素，戰(zhàn)疫形勢異常嚴峻。為全面遏制疫情在監(jiān)管場所內(nèi)的傳播，必須對全域進行高頻次無死角的有效消毒作業(yè)。為解決人工消毒面臨的時間緊、任務(wù)重、人手缺等諸多難題，警用消殺機器人臨危受命，對監(jiān)管區(qū)域進行全面消毒，保障了域內(nèi)人員安全。警用消殺機器人還可應(yīng)用于人流或車流密集的檢查站、辦事大廳、醫(yī)院等室內(nèi)外場所。

（六）實戰(zhàn)應(yīng)用

在新冠疫情肆虐期間，警用消殺機器人在新冠患者集中救治區(qū)——深圳市第三人民醫(yī)院開展了實戰(zhàn)應(yīng)用，如圖2所示，機器人每天對醫(yī)院內(nèi)外進行消毒，為遏制疫情發(fā)揮了重要的作用。

三、警用測溫機器人

高溫發(fā)熱是新型冠狀病毒肺炎的典型癥狀之一，有效的、非接觸式的快速體溫篩查成為排查新冠感染者的關(guān)鍵。為嚴格篩查各檢查站及核心區(qū)域的異常體溫人員，警用測溫機器人沖鋒上陣。

（一）功能

警用測溫機器人是在警用機器人上搭載紅外測溫和便攜式黑體模塊，由智能體溫預(yù)警平臺配合完成人體體溫快速檢測、發(fā)熱報警和記錄分析，實現(xiàn)實時體溫數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)控，有效預(yù)檢篩查病毒感染的疑似病例。同時，測溫模塊與人臉識別模塊、信息采集模塊（身份信息）、語音播報模塊、顯示報警模塊等配合聯(lián)動，形成“溫度檢測+異常提醒+后臺管控”和“溫度檢測+正常登記+區(qū)域準入”兩種常態(tài)化的應(yīng)用模式。測溫過程中，警用測溫機器人可提供“訪客體溫正?！被颉霸L客體溫異常”等語音提示和燈光閃爍警示，并將測量結(jié)果同步推送至智能終端或平臺，提示工作人員采取必要措施。

（二）原理

警用測溫機器人通過紅外探測模塊檢測被測對象（額頭、眼廓、耳腔等）的紅外輻射量，經(jīng)適當修正后，輸出顯示身體某部位的溫度作為人體被測時的體溫值。

（三）優(yōu)勢

與傳統(tǒng)體溫檢測手段相比，警用測溫機器人具有三大優(yōu)勢：（1）應(yīng)用快速測溫和黑體矯正技術(shù)，可同時對多個被測者進行體溫測量，測量速度快、精度高、效率高；（2）基于非接觸式測溫原理，被測人員與機器人可間隔1米以上，且測量過程中不需要被測人員摘掉口罩，規(guī)避了直接接觸和交叉感染的風(fēng)險；（3）測量結(jié)果有記錄，全程可追溯。

（四）系統(tǒng)組成

警用測溫機器人的測溫系統(tǒng)主要由紅外溫度傳感器、超聲波測距傳感器、背景環(huán)境溫度傳感器、主控CPU、音箱和LED顯示器組成，如圖3所示。紅外溫度傳感器用于測量人體溫度，環(huán)境溫度傳感器主要用于測量背景溫度，超聲波傳感器用于測量人體與紅外溫度傳感器之間的距離，兩者將用于系統(tǒng)誤差的補償，以提高系統(tǒng)測溫精度。若被測人員體溫正常，則發(fā)送到LED顯示器上顯示，同時在擴音器中播放提示信息；若被測人員出現(xiàn)發(fā)熱情況，則發(fā)送到LED顯示器上顯示預(yù)警色，同時在擴音器中播放警示信息，警示燈閃爍，報警信息還將通過通信網(wǎng)絡(luò)傳至后臺報警，工作人員及時處置。測量完成后，數(shù)據(jù)上傳并記錄。

（五）應(yīng)用場景

警用測溫機器人主要應(yīng)用于檢查站等重要出入口的人員體溫篩查，這些區(qū)域人流量巨大，必須快速準確地完成經(jīng)過人員的體溫檢測和登記錄入，代替?zhèn)鹘y(tǒng)多警員配合完成的人員檢測、檢查、登記等異常體溫人員篩查工作，有效節(jié)省警力，提高效率，同時避免人為因素造成的誤檢和漏檢。警用測溫機器人還適用于政務(wù)服務(wù)大廳、交通檢查站、地鐵站、機場、車站等人流密集場景下群體和個體的體溫篩查。

（六）實戰(zhàn)應(yīng)用

在戰(zhàn)疫期間，警用測溫機器人參與了深圳檢查站和火車站等區(qū)域的溫度測量及監(jiān)測任務(wù)，協(xié)助一線民警在危險、高強度的工作環(huán)境中完成排查、防控工作，如圖4、圖5所示，實現(xiàn)了對通行人員體溫的快速檢測和異常體溫人員的有效篩查。

四、警用安保機器人

警用安保機器人是以原有的警用機器人為基礎(chǔ)，融合戴口罩情況下的人臉識別技術(shù)形成的防疫型警用戰(zhàn)時機器人。

（一）功能

警用安保機器人采用先進的3D激光、視覺、慣導(dǎo)融合導(dǎo)航技術(shù)，具備自動導(dǎo)航和智能避障的功能，可執(zhí)行定時、定點的巡邏安保任務(wù)，也可隨時接受指令替代警務(wù)人員進入隔離區(qū)，實現(xiàn)遠程調(diào)度和指揮功能，提高檢查效率與安全性。警用安保機器人集成了紅外熱成像與高清視頻雙視技術(shù)，可全天候進行視頻監(jiān)控，借助人臉智能識別算法，對進入查驗區(qū)的非備案人員進行及時的識別和警告，有效保障了查驗場所的防疫安全。警用安保機器人可精確定位、自主導(dǎo)航、高效巡邏，實現(xiàn)了對人、事、物的識別、偵測、分析，是高效率、高智能的新型安保手段。警用安保機器人具有行為識別功能，在自主巡邏時能夠快速同步識別未規(guī)范佩戴口罩的旅客，通過語音播報功能對其進行提醒。

（二）優(yōu)勢

警用安保機器人應(yīng)用于防疫戰(zhàn)場具有三大優(yōu)勢：（1）可替代部分一線警員完成巡邏安保工作，降低警務(wù)人員的工作強度和暴露風(fēng)險，有效緩解警力不足的壓力；（2）具備一鍵報警、語音對講和視頻監(jiān)控功能，輔以智能管控終端/平臺，實現(xiàn)可視化遠程調(diào)度指揮，避免了接觸感染，有效降低一線民警的感染風(fēng)險；（3）可執(zhí)行“雨中戰(zhàn)疫”任務(wù)，提醒過往司機提前掃描二維碼登記，并進行疫情和衛(wèi)生防疫事項播報，克服了惡劣天氣或環(huán)境對警務(wù)工作的影響。

（三）工作流程

警用安保機器人執(zhí)行安保任務(wù)的工作流程如圖6所示。在智能控制終端的配合下，可完成視頻監(jiān)控、語音播報、巡邏警戒等任務(wù)。

（四）應(yīng)用場景

警用安保機器人適用于機場、車站、地鐵站、各大商場、公園廣場、社區(qū)及重點卡口路段等戶外和大型室內(nèi)場所，協(xié)助或替代一線警務(wù)人員進行24小時不間斷巡邏監(jiān)控。操作簡單、機動靈活，可代替一線警員進入易交叉感染的公共區(qū)域和防疫車不能到達的偏僻狹窄通道進行作業(yè)，極大避免了人員的感染。

（五）實戰(zhàn)應(yīng)用

警用安保機器人承擔(dān)了中國人民解放軍總醫(yī)院和深圳北站等重點區(qū)域的巡邏安保任務(wù)，如圖7、圖8所示，緩解了屬地警力不足的壓力，有效支援了抗疫最前線。

五、問題與建議

防疫型警用機器人以服務(wù)公安業(yè)務(wù)、服務(wù)公安一線為宗旨，助力全國公安機關(guān)戰(zhàn)疫行動如火如荼。但在實戰(zhàn)中也暴露出一些短板，需要在下一步工作中著力解決。

（一）強化本體性能

目前，防疫型警用機器人的本體性能還不夠完善，諸如警用消殺機器人的消殺效率、警用測溫機器人的測溫精度和警用安保機器人的安保效能都需全面優(yōu)化；防疫模塊與原有模塊的集成性有待進一步加強；本體的安全性和可靠性也面臨諸多問題，在疫情防控工作中尚有較大的提升空間。

因此，有必要立足防疫型警用機器人本體的實戰(zhàn)需求，加大科研攻關(guān)力度，將更為優(yōu)質(zhì)的防疫技術(shù)集成到防疫型警用機器人上，全面提升性能，為一線提供高可靠的防疫型警用機器人產(chǎn)品。

（二）提升通信品質(zhì)

防疫型警用機器人普遍使用4G通信手段進行數(shù)據(jù)傳輸工作，速度慢、延遲高、帶寬不穩(wěn)定是目前面臨的主要難題，影響了視頻回傳、人臉比對、遠程操控等功能的實戰(zhàn)化應(yīng)用效果。

因此，必須加強同先進通信公司的雙贏合作，優(yōu)選大帶寬、高速度、低時延的5G網(wǎng)絡(luò)或Wi-Fi 6網(wǎng)絡(luò)作為警用機器人流媒體類和業(yè)務(wù)類數(shù)據(jù)的通信支撐，有效解決實戰(zhàn)應(yīng)用中的卡頓和延時等問題，全面推進防疫型警用機器人的實用化、規(guī)?；瘧?yīng)用。

（三）完善平臺功能

防疫型警用機器人的智能管控平臺在兼容性和魯棒性方面仍存在一系列問題，無法滿足大數(shù)據(jù)分析計算和多機器人協(xié)同調(diào)度等復(fù)雜實戰(zhàn)場景要求。

因此，有必要以實戰(zhàn)應(yīng)用為出發(fā)點和落腳點，開發(fā)綜合性警用機器人智能管控平臺，提高對大數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用和分析能力，全面助力防疫型警用機器人實戰(zhàn)效能的提升，實現(xiàn)與現(xiàn)有警務(wù)實戰(zhàn)平臺的無縫銜接和融合應(yīng)用。

六、結(jié)語

防疫型警用機器人在疫情防控阻擊戰(zhàn)中發(fā)揮了重要作用，充分展現(xiàn)了公安科技形象，得到了一線基層民警和廣大人民群眾的肯定。

隨著警務(wù)執(zhí)法智能化需求的持續(xù)釋放及執(zhí)勤方式的不斷變革，以互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等為代表的防疫型警用機器人將成為維護治安、抗擊疫情的有力抓手，在應(yīng)對突發(fā)公共衛(wèi)生事件中發(fā)揮中流砥柱的作用。