近期，中國科學院合肥物質(zhì)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(zhì)原位監(jiān)測等領域。
據(jù)介紹，該水面機器人相對于現(xiàn)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(qū)動器自動調(diào)速控制技術、高帶寬無線數(shù)據(jù)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(nèi)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(jù)相關科研人員介紹，國內(nèi)現(xiàn)有的水面機器人水質(zhì)檢測與采樣技術一般只能在線檢測常規(guī)的水質(zhì)五參數(shù)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(xiàn)水中重金屬等重要污染物的原位和實時檢測。另外，現(xiàn)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(zhì)立體斷面污染分布狀況。該項目以水面機器人為平臺，結(jié)合研制的新型小型化重金屬檢測儀器、不同深度水質(zhì)自動采樣裝置以及水質(zhì)原位在線檢測裝置，實現(xiàn)了水質(zhì)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(zhì)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(zhì)監(jiān)測移動實驗室，取代目前常用的水質(zhì)固定監(jiān)測站或者監(jiān)測浮標，實現(xiàn)任意水域、全天候、原位和低成本水質(zhì)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(jié)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(chǎn)業(yè)化進程。
該研究成果近期在新華網(wǎng)、中國新聞網(wǎng)、人民網(wǎng)、央視網(wǎng)、《安徽日報》等多家媒體和報紙報道和轉(zhuǎn)載，引起了廣泛關注。
風光互補水面機器人
水質(zhì)在線監(jiān)控系統(tǒng)頁面
