在过去的十年里，无人机几乎彻底改变了每一个领域，从军事航空到摄影和摄像等商业用途。和其他机器一样，它们也有缺点，但随后又有更新更好的版本，这使得在不久的将来使用无人机是不可避免的。使用无人机的一个缺点是它们只能承受一定的温度，这使得它们不适合在一些行动中使用，特别是在非常有用的危险行动中，它可以帮助拯救生命和宝贵的材料。

假设一栋建筑着火了，火焰从窗户和门里冒出来。当消防队员到达现场时，没有人知道谁被留在里面，建筑物的布局，是否存在紧急情况以及哪些区域仍然安全。进入发生大火的建筑物甚至会使消防员处于危险之中。在这种情况下，只要无人机能承受极高的温度，它就能发挥很大的功能。

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在一个联合项目中，伦敦帝国理工学院(Imperial College London)和瑞士联邦实验室(Swiss Federal Laboratories)的材料科学部门Empa开发了一种远程控制的飞行器，它能够承受气体火焰的温度，模拟森林火灾或建筑灾害的情况。

这种原型无人机被称为FireDrone，可以飞到燃烧的建筑物或林地中，评估危险，并提供来自危险区域的重要第一手数据。然后，这些数据将被发送给第一响应者，以帮助他们进行紧急反应。首席研究员、伦敦帝国理工学院空中机器人实验室主任、Empa可持续机器人实验室主任Mirko Kovac教授说:“在进入危险区域之前，消防员无法确定他们会发现什么或谁，以及他们会遇到什么样的挑战。”

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“消防无人机可以提前被派去收集关键信息——注意被困人员、建筑布局、意外危险——这样救援人员就可以做好相应的准备，保证自己的安全，并可能挽救更多的生命。”

在过去，无人机曾被用于消防，拍摄空中镜头，向摩天大楼喷水，或在偏远地区投放阻燃剂，以减缓野火的蔓延。然而，目前为消防开发的无人机无法飞得离燃烧的材料更近，因为它们的框架开始融化，电子设备失灵。

为了找到解决这个问题的方法，研究人员从大自然中寻找灵感，设计出一种在极端条件下保持正常内部温度的方法。

科瓦奇说:“在极端环境中部署机器人对减少人类生命风险有很大的好处，还有什么比动物更好的选择呢?动物从高温中保持凉爽的方式中汲取灵感，进化出了自己适应极端环境的方式。”

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企鹅、北极狐和飞虫等生活在极端温度下的动物，有适当的脂肪层和皮毛。一些动物甚至自己产生一层温度调节物质，使它们能够在极端条件下茁壮成长。

为了制造一架防火无人机，研究人员使用了相同的概念，并创造了一种由轻质、热超绝缘材料(如玻璃纤维和聚酰亚胺气凝胶)制成的保护结构外壳。他们还用超反射铝涂层来反射热量。

在保护性外骨骼内，研究人员放置了温度敏感组件，如常规和红外摄像机、二氧化碳传感器、视频发射器、飞行控制器、电池和无线电接收器。他们还利用二氧化碳传感器释放和蒸发的气体来建立一个冷却系统来降低温度。

研究人员让无人机在温控室中飞行，然后将其暴露在消防员训练设施的明火中，结果表明它可以承受高达200摄氏度的温度10分钟。

低温对电子设备来说同样是一种惩罚，所以研究小组选择了瑞士的一个冰川隧道来测试在冰冷环境下的性能。绝缘层防止极端寒冷穿透组件，而嗡嗡作响的电机和电子设备产生的热量使电池保持在其工作范围内。

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测试证实了FireDrone能够承受危险的冷热环境，但到目前为止它还只是一个原型。在无人机能够进入燃烧的建筑物，搜索冰冻的裂缝寻找受伤的攀冰者之前，该团队希望提高它的多功能性，并为它配备额外的传感器，以便它能反馈更多重要的信息。

“无人机的应用通常受到温度等环境因素的限制。我们展示了一种克服这一问题的方法，我们相信我们的发现将有助于释放无人机在极端环境中的未来力量。”科瓦奇说。

(各机构提供资料)