我国将在南极考察中首次运用智能机器人技术

我国即将开展的第24次南极科学考察活动中,将会出现两位特殊考察队员的身影–冰雪面移动机器人和低空飞行机器人,这是我国在南极考察事业中首次运用智能机器人技术。
由中国极地研究中心和中科院沈阳自动化研究所、北京航空航天大合研制的这两位智能机器人,被列入国家863高技术发展计划,今年将首次乘坐雪龙号极地科学考察船奔赴南极,检测自己的身体素质,同时将执行科学考察任务。
据悉,体重达200公斤的冰雪面移动机器人,外形看上去像一架带有升降桅杆的坦克,可自主跨越冰裂缝,翻越雪坡和雪丘,最大作业半径为25公里。冰雪面移动机器人还是一位大力士,身上可搭载40公斤的重量,同时还可以拖曳100公斤的重量。此次赴南极考察,除考验自己身体外,这位大块头还将搭载一个高精度的定位DGPS和一套五要素的气象观测站,进行科学考察。
看上去像一架小型飞机的低空飞行机器人,体态轻盈,约有20公斤,力气也较小,只能搭载5公斤的有效载荷,但其飞行速度能达到50-100公里/小时,能持续飞行1小时,抗6级风。此次赴南极考察,这位小蜻蜓除考验自身素质外,也携带了一台观测海冰的红外辐射计和一架航拍照相机。
极地恶劣的气候与自然条件极大地制约着人类科学考察行动的开展,利用机器人作为人的代理,降低极地科考的风险与成本,提高效率、覆盖范围与可达区域,已经成为技术强国所关注的技术方案和研究方向。中国极地研究中心相关项目负责人介绍说:与其他的科学考察队员比起来,这两位科考机器人最为突出的优点,就是不管天气多么恶劣,依然能够正常工作。
我国开展南极科学考察,首先面对的挑战,就是如何将考察物资、科考设备和重型装备安全运输到南极中山站,再由重型雪地车队将内陆物资运输1300公里到冰盖顶峰冰穹A地区。由于南极被海冰紧紧包围起来,我国具有国际先进水平的破冰船雪龙号也仅具备连续破除冰层厚度1.1米的能力,破冰船通常无法直接到达南极。
目前,我国南极科学考察和国际上通行的方式一样,都采取海冰卸货运输的方式。而这种方式危险系数很高。在国际上,破冰船被困冰区、雪地车掉进冰缝、直接造员伤亡的事故屡屡见诸报道。此外,南极内陆表面还存在冰裂隙密集区、薄冰区和环境极端恶劣区,目前仍属科考盲区,缺乏有效的科考设备和技术手段。
根据计划,我国今后将训练冰雪面移动机器人开展海冰卸货运输路线探察、冰盖裂隙密集区前置探路、极端恶劣条件下科学考察等工作;训练低空飞行机器人开展雪龙船破冰侦察、海冰厚度观测等工作。同时,将对极地应用移动机器人进行研究,形成示范应用,开创我国机器人用于极地科考的新局面,为后续形成系列化、多功能化科考机器人奠定基础。