為深入實(shí)施“科技助力青藏科考”,促進(jìn)青藏高原環(huán)境變化機理揭示,近日,由中國科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所自主研制的“云雀”自主飛行機器人(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“云雀”)在青藏高原開(kāi)展高海拔冰川與湖泊智能化科考工作,實(shí)現了我國首次機器人化高海拔環(huán)境科考。
青藏高原海拔高、氧氣稀薄、氣候惡劣多變,尤其是極高海拔區科考活動(dòng)難度大、危險系數高,人類(lèi)難以開(kāi)展工作甚至無(wú)法到達,嚴重制約了青藏科考全面深入持續開(kāi)展。為此,在國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目支持下,中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所、中科院青藏高原研究所等國內技術(shù)團隊,圍繞高海拔極端環(huán)境下的機器人移動(dòng)與作業(yè)技術(shù)開(kāi)展聯(lián)合攻關(guān)。
據悉,沈陽(yáng)自動(dòng)化所研制的“云雀”飛行機器人突破了“稀薄大氣中的高效升力系統設計”、“高原強風(fēng)干擾下的自主控制”等技術(shù)瓶頸,實(shí)現了空氣稀薄、強風(fēng)擾等極端環(huán)境下的自主起降、定點(diǎn)/航跡飛行、仿地飛行、動(dòng)靜態(tài)障礙物避碰等自主功能?!霸迫浮本邆洹皵y帶5公斤科考載荷、抵御7級大風(fēng),在海拔6000米的高度飛行近30分鐘”綜合能力,是我國首款適應極高海拔環(huán)境的科考飛行機器人。
在海拔6000米的廓瓊崗日冰川區,“云雀”完成了冰面溫度熱紅外影像監測、冰川三維地形勘測與建模、高空大氣溫濕壓與黑碳通量垂直廓線(xiàn)監測工作;在海拔4730米的納木錯湖,完成了深部水體樣品自動(dòng)化采集和湖水溫度垂直剖面實(shí)時(shí)監測工作。本次應用充分驗證了“云雀”的自主作業(yè)能力可覆蓋青藏高原所有野外科考站和絕大部分冰川區,其兼具垂直起降、定點(diǎn)懸停、精準作業(yè)等特點(diǎn),有望形成全新的精細化、智能化科考作業(yè)力量。
為進(jìn)一步推動(dòng)我國第二次青藏科考向無(wú)人化、立體化、網(wǎng)絡(luò )化方向發(fā)展,適應大尺度、高時(shí)空密度的科考實(shí)際需求,提升科考活動(dòng)的廣度和深度,項目團隊下一步將繼續提升機器人抵御極端惡劣環(huán)境的能力,進(jìn)一步探索并突破空地、空水機器人互聯(lián)協(xié)作技術(shù),構建由空中、地面、水面、水下機器人組成的立體化智能科考裝備體系,持續推動(dòng)機器人應用于更廣泛的高海拔科考任務(wù),助力青藏科考為推動(dòng)區域可持續發(fā)展、推進(jìn)國家生態(tài)文明建設、促進(jìn)全球生態(tài)環(huán)境保護做出更大的貢獻。