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   一種名為“旋翼飛行機(jī)器人”的空中多功能自主飛行機(jī)器人最近在中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所研制成功?！?月12日，這種飛行機(jī)器人已經(jīng)在北京完成地震廢墟搜救實(shí)戰(zhàn)演習(xí)，目前可以小批量投入生產(chǎn)。”中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所機(jī)器人學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員吳鎮(zhèn)煒說(shuō)。　

　　“旋翼飛行機(jī)器人”有大小兩款，外形與直升機(jī)酷似，機(jī)器人前下部裝有攝像設(shè)備，頂部旋翼直徑超過3米，機(jī)器人長(zhǎng)度約有3米?！?

　　吳鎮(zhèn)煒介紹，去年汶川特大地震時(shí)，前48個(gè)小時(shí)內(nèi)，由于道路、通訊等完全中斷，許多重要的信息無(wú)法獲得，直接影響到救災(zāi)的效果，新研制成功的飛行機(jī)器人可以在山區(qū)完成重要信息的搜集、重要物資的運(yùn)送和臨時(shí)通訊平臺(tái)的搭建等多種功能，為抗震救災(zāi)提供有效支持?！　?

　　飛行機(jī)器人以普通汽油作為燃料，根據(jù)配置不同，市場(chǎng)價(jià)格最低為70萬(wàn)元、最高為200萬(wàn)元。  　

　　大地震發(fā)生后不能馬上獲取詳細(xì)災(zāi)情，是救災(zāi)救援的國(guó)際性難題。如今，這一難題在我國(guó)得到破解：我國(guó)自主研制的“救災(zāi)救援危險(xiǎn)作業(yè)機(jī)器人”日前在北京成功完成了廢墟搜救實(shí)戰(zhàn)演習(xí)，今后可以示范應(yīng)用、大顯身手了。　　

　　5月12日在國(guó)家地震救援緊急訓(xùn)練基地內(nèi)進(jìn)行的實(shí)戰(zhàn)演習(xí)中，40kg級(jí)旋翼飛行機(jī)器人的精彩表演讓觀者拍手叫絕：在指揮部下達(dá)廢墟搜索命令后，該機(jī)器人成功完成自主起飛、空中懸停、航跡點(diǎn)跟蹤飛行、超低空信息獲取、自主降落等科目，實(shí)現(xiàn)了對(duì)地震廢墟區(qū)域的快速信息獲取與實(shí)時(shí)影像回傳?！?

　　“救災(zāi)救援危險(xiǎn)作業(yè)機(jī)器人”項(xiàng)目為國(guó)家863計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目，由中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所機(jī)器人學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與中國(guó)地震應(yīng)急搜救中心聯(lián)合承擔(dān)。　

　　與其它機(jī)器人相比，有啥不一樣？　

　　看起來(lái)，旋翼飛行機(jī)器人整個(gè)外形與直升機(jī)酷似。機(jī)器人前下部裝有攝像設(shè)備，頂部旋翼直徑超過３米，機(jī)器人長(zhǎng)度約有3米?！　?

　　中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所機(jī)器人學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員吳鎮(zhèn)煒介紹，災(zāi)情發(fā)生后，最重要的是能快速獲取受災(zāi)情況，傳回災(zāi)情現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)圖像。有時(shí)候還需要進(jìn)行應(yīng)急物品投放?！?

　　與固定翼相比，旋翼飛行機(jī)器人有兩大優(yōu)勢(shì)：可以較長(zhǎng)時(shí)間定點(diǎn)懸停，進(jìn)行超低空飛行，獲取感興趣區(qū)域（目標(biāo)地）的詳細(xì)影像資料；能夠垂直自主起飛降落，不需要跑道，對(duì)起飛場(chǎng)地沒有特殊要求，一般3米×3米見方就可實(shí)現(xiàn)起飛?！?

　　機(jī)器人在救災(zāi)時(shí)遭遇最大的挑戰(zhàn)是啥？　

　　“旋翼飛行機(jī)器人”有大小兩款，較大的機(jī)器人起飛重量120公斤，有效載荷40公斤，最大巡航速度每小時(shí)100公里，最大續(xù)航時(shí)間４小時(shí)，最高可在高度3000m高空（海拔）飛行，抗風(fēng)能力不小于6級(jí)。較小的機(jī)器人起飛重量40公斤，有效載荷15公斤，最大巡航速度每小時(shí)70公里，最大續(xù)航時(shí)間2小時(shí)。　

　　吳鎮(zhèn)煒介紹，從控制功能角度來(lái)看，“旋翼飛行機(jī)器人”可實(shí)現(xiàn)自主起飛、自主降落、航跡定速跟蹤，可在線改變航跡點(diǎn)，其中最核心的是保持其高可靠性?！　?

　　“試驗(yàn)中遇到的最大挑戰(zhàn)來(lái)自風(fēng)擾?！眳擎?zhèn)煒表示，風(fēng)和地域有關(guān)，而且風(fēng)力強(qiáng)度與風(fēng)向并不固定，因此需要通過在線主動(dòng)建模技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)擾動(dòng)的估計(jì)與抑制，以防機(jī)器人墜毀。　

　　機(jī)器人怎么實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)作業(yè)？

　　“飛行機(jī)器人在空中可以實(shí)現(xiàn)全自主飛行，無(wú)需人員駕駛和操控，設(shè)定目標(biāo)坐標(biāo)后，它可以自主起飛、自主降落、自主巡航?！眳擎?zhèn)煒說(shuō)，飛行機(jī)器人由機(jī)器人學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室歷經(jīng)近４年時(shí)間自主研發(fā)成功，技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到國(guó)際同期先進(jìn)水平?！　?

　　他介紹，在完成地震廢墟搜救實(shí)戰(zhàn)演習(xí)后，目前這兩種飛行機(jī)器人已可小批量投入生產(chǎn)。

　　吳鎮(zhèn)煒向記者介紹，由于不同任務(wù)對(duì)精準(zhǔn)度的要求不同，因此可以使用不同的傳感設(shè)備，實(shí)現(xiàn)更精確的觀測(cè)。他舉了個(gè)例子：過去用飛機(jī)往農(nóng)田、林區(qū)噴灑農(nóng)藥時(shí)，很多時(shí)候沒有目標(biāo)性。而在飛行機(jī)器人上裝上合適的傳感設(shè)備，最高可實(shí)現(xiàn)定位精度在一米以內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)需求區(qū)域的精準(zhǔn)噴灑。　

　　此外，這種機(jī)器人掛載視頻設(shè)備，便可用于地震、水災(zāi)、火災(zāi)災(zāi)情的快速調(diào)查救援，實(shí)現(xiàn)精確災(zāi)情勘測(cè)，并可實(shí)現(xiàn)重要設(shè)施連續(xù)監(jiān)控，對(duì)輸電線路、輸油管線進(jìn)行巡查，交通信息檢測(cè)與管制，森林火災(zāi)監(jiān)控以及航空地圖測(cè)量等；掛載氣體檢測(cè)設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)對(duì)化工廠等場(chǎng)所有毒氣體濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，也可對(duì)大氣進(jìn)行成分檢測(cè)，分析大氣層狀況等；掛載通訊轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，就能實(shí)現(xiàn)區(qū)域性空—地、空—海通訊中繼等。另外，這種機(jī)器人還可以應(yīng)用于航空遙感、國(guó)土監(jiān)察、城市規(guī)劃、水利建設(shè)、林業(yè)管理、空中偵察、影視航拍、廣告攝影、氣象遙感等領(lǐng)域。　

　　新聞鏈接　

　　中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所機(jī)器人學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成立于２００７年，此前為中國(guó)科學(xué)院機(jī)器人學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。目前，實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)取得了工業(yè)機(jī)器人、水下６０００米機(jī)器人、防爆排險(xiǎn)機(jī)器人、蛇形機(jī)器人、自主機(jī)器人、網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人等多項(xiàng)重要研究成果。　　

　　“救災(zāi)救援危險(xiǎn)作業(yè)機(jī)器人技術(shù)”重點(diǎn)項(xiàng)目的目標(biāo)是：面向地震、井下災(zāi)難、火災(zāi)、水災(zāi)等救援領(lǐng)域，重點(diǎn)研制出廢墟搜索與輔助救援機(jī)器人、井下搜索探測(cè)機(jī)器人、空中搜索探測(cè)機(jī)器人等三種類型的機(jī)器人實(shí)用系統(tǒng)，并開展示范應(yīng)用，進(jìn)一步拓展機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域，為我國(guó)機(jī)器人在災(zāi)難救援領(lǐng)域的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)?！?

　　主要研究：　

　　1. 廢墟搜索與輔助救援機(jī)器人　

　　研制開發(fā)可在廢墟表面運(yùn)動(dòng)、可進(jìn)入廢墟內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的兩種機(jī)器人系統(tǒng)，包括機(jī)器人本體技術(shù)、機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)。通過機(jī)器人系統(tǒng)攜帶的各種傳感器，如生命探測(cè)傳感器，攝像頭、聲音傳感器等，發(fā)現(xiàn)傷員并確定傷員所在的位置，以指導(dǎo)救援人員迅速救助?！?

　　2. 井下搜索機(jī)器人　

　　研制開發(fā)可完成井下搜索的機(jī)器人系統(tǒng)，包括適應(yīng)井下特殊環(huán)境的移動(dòng)機(jī)器人本體技術(shù)，適應(yīng)環(huán)境的自主控制技術(shù)、自主定位與導(dǎo)航技術(shù)，井下機(jī)器人防爆、防塵、防水技術(shù)，井下通訊與載荷信息及視頻實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)。通過機(jī)器人上搭載的檢測(cè)裝置可對(duì)氣體進(jìn)行采樣并可就位檢測(cè)、分析有毒有害氣體，探測(cè)井下溫度等?！　?

　　3. 空中搜索探測(cè)機(jī)器人　　

　　研究自主飛行的自動(dòng)駕駛技術(shù)，包括：自主定位、自主導(dǎo)航技術(shù)、穩(wěn)定飛行控制技術(shù)、面向高可靠性的實(shí)時(shí)健康預(yù)測(cè)管理、故障識(shí)別及容錯(cuò)控制技術(shù)；研究開發(fā)基于多種傳感器的高性能慣性穩(wěn)定平臺(tái)，為空中飛行機(jī)器人觀測(cè)載荷提供位置、速度和姿態(tài)量測(cè)信息；研究開發(fā)具有高機(jī)動(dòng)性、長(zhǎng)續(xù)航能力、大載荷能力、強(qiáng)抗擾能力的飛行機(jī)器人本體技術(shù)?！　?

　　延伸閱讀　

　　能自動(dòng)跳過障礙物的救災(zāi)機(jī)器人　

　　當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí)，人工救援往往受到很大局限。遇到地震、火災(zāi)或塌方等，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)人不能親自到一些危險(xiǎn)地方實(shí)施救援的情況，于是往往會(huì)想到讓機(jī)器人來(lái)完成這些艱巨任務(wù)。不過一般機(jī)器人行動(dòng)都不太利落，遇到障礙物通常只能繞道而行，繞不過去，則只能就此作罷，可喜的是，日本開發(fā)出的一種救災(zāi)用的機(jī)器人，在比較平坦的地方，它會(huì)滾著前進(jìn)，在遇到障礙時(shí)，能連滾帶跳地翻過去。　　

　　由東京技術(shù)學(xué)院副教授蘇卡格斯及其團(tuán)隊(duì)開發(fā)出來(lái)的滾腿機(jī)器人有輪子，可在平坦的地面上滾動(dòng)。它還有一個(gè)充氣的圓筒腿，可以蹦3英尺多高，碰到不高的障礙物，能輕易地蹦過去。這種機(jī)器人的行進(jìn)動(dòng)作緊湊、靈巧又快捷，被證明是搜尋地震后倒塌高樓廢墟中幸存者的最有效的機(jī)器?！?

　　機(jī)器人的轉(zhuǎn)腿有兩個(gè)輪子、兩條用于穩(wěn)定的輔助腿和一個(gè)可反彈的充氣圓筒。當(dāng)機(jī)器人靠近障礙物時(shí)，其2個(gè)光傳感器就會(huì)打開，一起評(píng)估障礙物有多高，要跳多高才能過去。如果障礙物不足六英尺高，充氣圓筒就會(huì)從機(jī)器人底下直接向地面排氣，利用地面的反作用力，彈起來(lái)，跳過障礙?！?

　　它能邊滾邊跳，邊跳邊翻筋斗，并以任何姿勢(shì)著地，以便使它馬上恢復(fù)狀態(tài)，立即投入到下一個(gè)行動(dòng)中。如果傳感器發(fā)現(xiàn)的障礙物實(shí)在是太高了，它就會(huì)繞道而行。一路上，機(jī)器人隨身攜帶的攝像機(jī)將沿途拍攝的景象通過無(wú)線連接發(fā)送給計(jì)算機(jī)，以便讓救援人員做出搜尋參考。　

　　不過，這種機(jī)器人在泥濘地或軟地上就沒法跳起來(lái)，它還是遠(yuǎn)程控制的，不能超出人的視線?？蒲腥藛T希望明年能提高其遠(yuǎn)程控制性能。　

　　不足十克的微型救災(zāi)機(jī)器人　

　　一種微型飛行機(jī)器人已經(jīng)在日本誕生，它能在空間狹窄的救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)一顯身手。這種微型飛行機(jī)器人體重只有8．9克，室內(nèi)飛行高度為1米。它由兩個(gè)螺旋槳帶動(dòng)，可自行控制飛行姿勢(shì)，前后左右移動(dòng)自如。螺旋槳直徑約為13厘米，兩個(gè)螺旋槳分別朝相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，可產(chǎn)生13克的升力?！?

　　微型飛行機(jī)器人搭載有數(shù)碼相機(jī)，在人無(wú)法進(jìn)入的空間狹窄的救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，可把拍攝到的圖像傳給地面監(jiān)視器。這種機(jī)器人靠連接地面的微細(xì)電線供應(yīng)電力。有關(guān)人員可通過信息終端向機(jī)器人下達(dá)指示，用裝有控制軟件的電腦指揮機(jī)器人飛行和降落?！　?

　　據(jù)悉，微型飛行機(jī)器人將于19日至22日在東京“2009國(guó)際機(jī)器人展”上進(jìn)行飛行表演?！　?nbsp;

　　摔倒后可自行爬起的救災(zāi)機(jī)器人　

　　有的機(jī)器人很難深入救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，因?yàn)檫M(jìn)行起臥等動(dòng)作需要機(jī)器人全身關(guān)節(jié)的配合。日本開發(fā)的新型機(jī)器人解決了這一問題，從而使救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)器人更靈活?！?

　　這種新型機(jī)器人身高１.54米，重58公斤，形狀酷似真人，各種動(dòng)作都由模仿人動(dòng)作的軟件控制。它只需30秒即可完起臥動(dòng)作，且手腕、膝蓋和腰部等部位配合默契。據(jù)研究人員介紹，大型機(jī)器人能以如此快的速度完成起臥動(dòng)作是機(jī)器人開發(fā)方面的一大突破。機(jī)器人摔倒后可自行爬起，這在人無(wú)法接近的救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)發(fā)揮重要作用。