智能保洁水面机器人为进博会添彩

2018-11-10 08:54

11月5日至10日，国内外瞩目的2018首届中国国际进口博览会将在上海隆重开幕。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号亮相上海黄浦江，引起了广泛关注。

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。相对于内陆的小型景观湖和市区河道，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；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；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。

我国有很丰富的水域资源，但多年来，因各种原因，我国的水生态环境的现状已不容乐观。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，河流河道、湖泊、水库、景观水域等因漂浮物和未经处理的工业废水及生活污水等而导致河水发黑、发臭，不仅破坏了生物多样性和生态平衡，也对人类的饮水安全和健康带来严重危害。因此，亟需智能化、自动化、安全和高效的水面清洁设备。

国家先后出台了“水十条”、“河长制”等政策和法规，生态文明建设被提升到前所未有的高度。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，为实现美丽中国作出应有的贡献。

据研究团队负责人介绍，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。