近期，中國科學院合肥物質科學研究院智能機械研究所研究員劉錦淮課題組研發(fā)出“風光互補”自主式水面機器人，并應用在水面漂浮物自動清潔、油污自動去除以及水質原位監(jiān)測等領域。
據介紹，該水面機器人相對于現有水面無人船具有獨特優(yōu)勢：動力來源于大容量電池、風力和太陽能發(fā)電混合電源系統(tǒng)，解決了水面機器人長時間持續(xù)巡航的動力問題；采用視覺和雷達雙模目標識別方法，在此基礎上自主開發(fā)了水面目標的路徑優(yōu)化和自主避障等智能算法，解決了水面機器人的全局路徑規(guī)劃和局部實時避障問題；融合了多模導航系統(tǒng)、三維電子羅盤、驅動器自動調速控制技術、高帶寬無線數據實時傳輸技術以及人工智能等技術，解決了水面目標自動控制問題。
以該水面機器人為通用平臺，研究人員開發(fā)了水面自動清潔機器人，由水面漂浮物自動回收裝置和水面機器人組成，類似于家庭清潔機器人，主要應用于各種海洋、湖泊、河道、灘涂及景區(qū)內的湖泊、池塘的固體垃圾、浮萍等清理，以及危險區(qū)域進行遠程作業(yè)，提高安全性和高效性。
據相關科研人員介紹，國內現有的水面機器人水質檢測與采樣技術一般只能在線檢測常規(guī)的水質五參數指標，很難全面檢測水中有機物、營養(yǎng)鹽和重金屬，只能把水樣采集好后再到實驗室去檢測，因此無法實現水中重金屬等重要污染物的原位和實時檢測。另外，現有技術一般只能檢測水域的淺層水，無法檢測水域中不同深度層面的水質立體斷面污染分布狀況。該項目以水面機器人為平臺，結合研制的新型小型化重金屬檢測儀器、不同深度水質自動采樣裝置以及水質原位在線檢測裝置，實現了水質立體斷面的原位和實時檢測與污染狀態(tài)分析。此外，該水面機器人可搭建多種自主研制的具有行業(yè)領先水平的水質監(jiān)測儀器并小型化后集成到水面機器人平臺之中，形成水質監(jiān)測移動實驗室，取代目前常用的水質固定監(jiān)測站或者監(jiān)測浮標，實現任意水域、全天候、原位和低成本水質監(jiān)測與預警。
值得一提的是，研究人員還研制了一種高效、低成本和可重復使用的超疏水親油材料，通過與水面機器人結合，可以自動識別溢油水域、自主巡航、自動清潔和回收溢油，節(jié)約了成本、提高了效率和自動化程度。目前，合肥研究院智能所已形成樣機，并正積極推進產業(yè)化進程。
該研究成果近期在新華網、中國新聞網、人民網、央視網、《安徽日報》等多家媒體和報紙報道和轉載，引起了廣泛關注。
風光互補水面機器人
水質在線監(jiān)控系統(tǒng)頁面
