近期，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機(jī)械研究所研究員劉錦淮課題組研發(fā)出“風(fēng)光互補(bǔ)”自主式水面機(jī)器人，并應(yīng)用在水面漂浮物自動(dòng)清潔、油污自動(dòng)去除以及水質(zhì)原位監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。
據(jù)介紹，該水面機(jī)器人相對(duì)于現(xiàn)有水面無(wú)人船具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：動(dòng)力來(lái)源于大容量電池、風(fēng)力和太陽(yáng)能發(fā)電混合電源系統(tǒng)，解決了水面機(jī)器人長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)巡航的動(dòng)力問(wèn)題；采用視覺(jué)和雷達(dá)雙模目標(biāo)識(shí)別方法，在此基礎(chǔ)上自主開(kāi)發(fā)了水面目標(biāo)的路徑優(yōu)化和自主避障等智能算法，解決了水面機(jī)器人的全局路徑規(guī)劃和局部實(shí)時(shí)避障問(wèn)題；融合了多模導(dǎo)航系統(tǒng)、三維電子羅盤(pán)、驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)調(diào)速控制技術(shù)、高帶寬無(wú)線數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)以及人工智能等技術(shù)，解決了水面目標(biāo)自動(dòng)控制問(wèn)題。
以該水面機(jī)器人為通用平臺(tái)，研究人員開(kāi)發(fā)了水面自動(dòng)清潔機(jī)器人，由水面漂浮物自動(dòng)回收裝置和水面機(jī)器人組成，類(lèi)似于家庭清潔機(jī)器人，主要應(yīng)用于各種海洋、湖泊、河道、灘涂及景區(qū)內(nèi)的湖泊、池塘的固體垃圾、浮萍等清理，以及危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行遠(yuǎn)程作業(yè)，提高安全性和高效性。
據(jù)相關(guān)科研人員介紹，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的水面機(jī)器人水質(zhì)檢測(cè)與采樣技術(shù)一般只能在線檢測(cè)常規(guī)的水質(zhì)五參數(shù)指標(biāo)，很難全面檢測(cè)水中有機(jī)物、營(yíng)養(yǎng)鹽和重金屬，只能把水樣采集好后再到實(shí)驗(yàn)室去檢測(cè)，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)水中重金屬等重要污染物的原位和實(shí)時(shí)檢測(cè)。另外，現(xiàn)有技術(shù)一般只能檢測(cè)水域的淺層水，無(wú)法檢測(cè)水域中不同深度層面的水質(zhì)立體斷面污染分布狀況。該項(xiàng)目以水面機(jī)器人為平臺(tái)，結(jié)合研制的新型小型化重金屬檢測(cè)儀器、不同深度水質(zhì)自動(dòng)采樣裝置以及水質(zhì)原位在線檢測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)立體斷面的原位和實(shí)時(shí)檢測(cè)與污染狀態(tài)分析。此外，該水面機(jī)器人可搭建多種自主研制的具有行業(yè)領(lǐng)先水平的水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器并小型化后集成到水面機(jī)器人平臺(tái)之中，形成水質(zhì)監(jiān)測(cè)移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室，取代目前常用的水質(zhì)固定監(jiān)測(cè)站或者監(jiān)測(cè)浮標(biāo)，實(shí)現(xiàn)任意水域、全天候、原位和低成本水質(zhì)監(jiān)測(cè)與預(yù)警。
值得一提的是，研究人員還研制了一種高效、低成本和可重復(fù)使用的超疏水親油材料，通過(guò)與水面機(jī)器人結(jié)合，可以自動(dòng)識(shí)別溢油水域、自主巡航、自動(dòng)清潔和回收溢油，節(jié)約了成本、提高了效率和自動(dòng)化程度。目前，合肥研究院智能所已形成樣機(jī)，并正積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
該研究成果近期在新華網(wǎng)、中國(guó)新聞網(wǎng)、人民網(wǎng)、央視網(wǎng)、《安徽日?qǐng)?bào)》等多家媒體和報(bào)紙報(bào)道和轉(zhuǎn)載，引起了廣泛關(guān)注。
風(fēng)光互補(bǔ)水面機(jī)器人
水質(zhì)在線監(jiān)控系統(tǒng)頁(yè)面
