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科学岛智能保洁水面机器人亮相进博会
浏览次数:238    信息来源: 中安在线—合肥晚报    发布时间:2018-11-08
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2018首届中国国际进口博览会正在上海举行,本次博览会上,合肥科学岛——中科院合肥研究院智能机械研究所研制的一艘智能保洁水面机器人“智能保洁1号”,引起关注。作为国内首艘能在B级航区运行的水面机器人,它可以适应黄浦江潮汐变化梯度大等环境,一次作业能清扫3m3以上的水面漂浮物。

一次作业能清扫3m3以上水面漂浮物

我国有丰富的水域资源,水生态环境现状不容乐观。长期以来,我国对河流、湖泊的清理和监测等主要依靠人工进行,效率低,周期长,监测范围有限,难以有效地进行治理。因此,亟须智能化、自动化、安全和高效的水面清洁设备。

但目前国内外尚无实用化的水面清洁机器人或同类产品,已有的水面清洁无人船多数是遥控式或者采用嵌入式系统的无人操作功能,缺少基于高速计算平台和智能感知的人工智能软硬件技术,因此智能化和自动化程度较低、抗风浪等级低、保洁作业功能弱,仅能在景观湖等风浪较小的水域作业,严格意义上只是属于初级无人船,还无法实现全自主的智能保洁作业。

智能机械研究所作为国家级智能机械研究所,积极配合国家需求,由刘锦淮团队的余道洋博士主持的智能保洁水面机器人首次达到B级航区自主作业能力,并实现了产业化。

该所研究团队负责人介绍,“智能保洁一号”是由中科院合肥智能研究所研制成功的无人驾驶高智能水面机器人,最大排水量超过5吨,一次作业能清扫3m3以上的水面漂浮物。

国内首艘能在B级航区运行的水面机器人

然而,相对于内陆的小型景观湖和市区河道,作为B级航区的黄浦江由于潮汐流、岸壁效应、水面的光学镜面效应和水岸边界识别,对水面机器人技术提出了巨大挑战。

研究人员通过数年的研究和技术攻关,研制的国内首艘能在B级航区运行的水面机器人,其功能和关键技术包括:具有全自主巡航、远程驾驶和遥控三种操作模式。

该机器人具备在复杂水域和狭窄河道的自动路径识别和自动避障能力,采用新能源混合动力技术,具备船舶专用的新型动力驱动和能源管理系统。

针对黄浦江潮汐变化梯度大、流速快和岸壁效应水体环境,船体和推进系统采用协同优化设计和动态仿真,能在高速紊流B级航区适航,并研发了针对欠驱动系统的多余度、多参数和多自由度自适应控制系统,确保船体在复杂水域中巡航的敏捷性、可靠性和鲁棒性。该产品的研制成功,可取代人工进行高效的水面清洁作业,实现无人驾驶保洁船舶的产业化。

“现有技术可以根据客户需求,扩展用于水质移动监测、水生态修复和治理、水文地质探测和测绘、应急救援、重要水域安防等。”该负责人介绍。