科學(xué)島智能保潔水面機(jī)器人亮相進(jìn)博

　　2018首屆中國(guó)國(guó)際進(jìn)口博覽會(huì)正在上海舉行，本次博覽會(huì)上，合肥科學(xué)島——中科院合肥研究院智能機(jī)械研究所研制的一艘智能保潔水面機(jī)器人“智能保潔1號(hào)”，引起關(guān)注。作為國(guó)內(nèi)首艘能在B級(jí)航區(qū)運(yùn)行的水面機(jī)器人，它可以適應(yīng)黃浦江潮汐變化梯度大等環(huán)境，一次作業(yè)能清掃3m3以上的水面漂浮物。

　　一次作業(yè)能清掃3m3以上水面漂浮物

　　我國(guó)有豐富的水域資源，水生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀不容樂觀。長(zhǎng)期以來，我國(guó)對(duì)河流、湖泊的清理和監(jiān)測(cè)等主要依靠人工進(jìn)行，效率低，周期長(zhǎng)，監(jiān)測(cè)范圍有限，難以有效地進(jìn)行治理。因此，亟須智能化、自動(dòng)化、安全和高效的水面清潔設(shè)備。

　　但目前國(guó)內(nèi)外尚無實(shí)用化的水面清潔機(jī)器人或同類產(chǎn)品，已有的水面清潔無人船多數(shù)是遙控式或者采用嵌入式系統(tǒng)的無人操作功能，缺少基于高速計(jì)算平臺(tái)和智能感知的人工智能軟硬件技術(shù)，因此智能化和自動(dòng)化程度較低、抗風(fēng)浪等級(jí)低、保潔作業(yè)功能弱，僅能在景觀湖等風(fēng)浪較小的水域作業(yè)，嚴(yán)格意義上只是屬于初級(jí)無人船，還無法實(shí)現(xiàn)全自主的智能保潔作業(yè)。

　　智能機(jī)械研究所作為國(guó)家級(jí)智能機(jī)械研究所，積極配合國(guó)家需求，由劉錦淮團(tuán)隊(duì)的余道洋博士主持的智能保潔水面機(jī)器人首次達(dá)到B級(jí)航區(qū)自主作業(yè)能力，并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。

　　該所研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人介紹，“智能保潔一號(hào)”是由中科院合肥智能研究所研制成功的無人駕駛高智能水面機(jī)器人，最大排水量超過5噸，一次作業(yè)能清掃3m3以上的水面漂浮物。

　　國(guó)內(nèi)首艘能在B級(jí)航區(qū)運(yùn)行的水面機(jī)器人

　　然而，相對(duì)于內(nèi)陸的小型景觀湖和市區(qū)河道，作為B級(jí)航區(qū)的黃浦江由于潮汐流、岸壁效應(yīng)、水面的光學(xué)鏡面效應(yīng)和水岸邊界識(shí)別，對(duì)水面機(jī)器人技術(shù)提出了巨大挑戰(zhàn)。

　　研究人員通過數(shù)年的研究和技術(shù)攻關(guān)，研制的國(guó)內(nèi)首艘能在B級(jí)航區(qū)運(yùn)行的水面機(jī)器人，其功能和關(guān)鍵技術(shù)包括：具有全自主巡航、遠(yuǎn)程駕駛和遙控三種操作模式。

　　該機(jī)器人具備在復(fù)雜水域和狹窄河道的自動(dòng)路徑識(shí)別和自動(dòng)避障能力，采用新能源混合動(dòng)力技術(shù)，具備船舶專用的新型動(dòng)力驅(qū)動(dòng)和能源管理系統(tǒng)。

　　針對(duì)黃浦江潮汐變化梯度大、流速快和岸壁效應(yīng)水體環(huán)境，船體和推進(jìn)系統(tǒng)采用協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)仿真，能在高速紊流B級(jí)航區(qū)適航，并研發(fā)了針對(duì)欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的多余度、多參數(shù)和多自由度自適應(yīng)控制系統(tǒng)，確保船體在復(fù)雜水域中巡航的敏捷性、可靠性和魯棒性。該產(chǎn)品的研制成功，可取代人工進(jìn)行高效的水面清潔作業(yè)，實(shí)現(xiàn)無人駕駛保潔船舶的產(chǎn)業(yè)化。

　　“現(xiàn)有技術(shù)可以根據(jù)客戶需求，擴(kuò)展用于水質(zhì)移動(dòng)監(jiān)測(cè)、水生態(tài)修復(fù)和治理、水文地質(zhì)探測(cè)和測(cè)繪、應(yīng)急救援、重要水域安防等。”該負(fù)責(zé)人介紹。