中國研製「雲雀」飛行機器人，實現首次機器人化高海拔環境科考

近日，由中國科學院瀋陽自動化研究所自主研製的「雲雀」自主飛行機器人在青藏高原開展高海拔冰川與湖泊智能化科考工作，實現了我國首次機器人化高海拔環境科考。

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難度大、危險係數高，人類難以開展工作甚至無法到達，嚴重製約了青藏科考全面深入持續開展。為此，在國家重點研發計劃項目支持下，中科院瀋陽自動化研究所、中科院青藏高原研究所等國內技術團隊，圍繞高海拔極端環境下的機器人移動與作業技術開展聯合攻關。

在海拔6000米冰川區 「雲雀」振翅翱翔

據悉，「雲雀」飛行機器人突破了「稀薄大氣中的高效升力系統設計」「高原強風乾擾下的自主控制」等技術瓶頸，實現了空氣稀薄、強風擾等極端環境下的自主起降、定點/航跡飛行、仿地飛行、動靜態障礙物避碰等自主功能。「雲雀」具備「攜帶5公斤科考載荷、抵禦7級大風，在海拔6000米的高度飛行近30分鐘」的綜合能力，是我國首款適應極高海拔環境的科考飛行機器人。

在海拔6000米的廓瓊崗日冰川區，「雲雀」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、高空大氣溫溼壓與黑碳通量垂直廓線監測工作；在海拔4730米的納木錯湖，完成了深部水體樣品自動化採集和湖水溫度垂直剖面實時監測工作。本次應用充分驗證了「雲雀」的自主作業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、定點懸停、精準作業等特點，有望形成全新的精細化、智能化科考作業力量。

科研人員高寒缺氧環境下迎難而上

中國科學院瀋陽自動化研究所機器人學研究室黨總支第二黨支部飛行機器人黨小組克服高海拔、低壓、缺氧、嚴寒等惡劣氣候環境，赴青藏高原實施了首次高海拔冰川與湖泊機器人自動化科學考察研究應用，為第二次高原綜合科學研究深入實施提供了有力的前沿技術保障。團隊成員們展示了堅韌不拔、攻堅克難、勇於攀登的精神。

4700米~5600米的高寒缺氧環境，對科研人員的日常工作與生活都提出了巨大挑戰。在缺氧環境下，普通人維持簡單的活動尚且感到吃力，團隊成員直面繁重緊張的日常科考任務，毫不退縮。黨小組帶領團隊搬運重達20公斤的無人機系統進行校磁，更換調試無人機電池、載荷電池，完成科考飛行任務，進行無人機檢修、電池充電、數據校對等工作，每天工作時間長達10至12小時。

團隊在本次科考工作期間多次往返位於拉薩的中國科學院青藏高原研究所、納木錯科考站以及廓瓊崗日冰川等多地，完成了10餘項科考任務，取得了重要突破和進展。由於科考任務需要轉場，團隊成員有時需要在高海拔盤山道上乘車奔波10餘個小時。到達目的地後，團隊總是第一時間完成科考任務，短暫地休息五六個小時後，繼續開始第二天的科考任務。

「雲雀」無人機完成高海拔科考任務

在6000米海拔的廓瓊崗日冰川執行科考任務時，團隊經歷了數小時的冰川暴雪、冰雹嚴寒等不可控極端惡劣環境。為了保護科考設備不受損壞，黨員馬立新將自己的雨具、外套統統蓋在科考設備上。冰雹暴雨加劇，為了不影響科考任務，5名黨員同志以身體構建了科考設備防雨棚，寧可感冒也不願讓設備遭受損害。

冰雪交加的冰川實驗

廓瓊崗日冰川科考設備準備

據悉，為進一步推動我國第二次青藏科考向無人化、立體化、網絡化方向發展，適應大尺度、高時空密度的科考實際需求，提升科考活動的廣度和深度，項目團隊下一步將繼續提升機器人抵禦極端惡劣環境的能力，進一步探索並突破空地、空水機器人互聯協作技術，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。（素材來源：央視新聞、中國科學院瀋陽自動化研究所）

來源：機器人大講堂