机器人“大球”南极漫游探测

:2014-01-20 2014-01-20

机器人南极

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“雪龙”脱困之后,又有好消息传来。由上海大学和中国极地研究中心联合自主研发的极地漫游球形,在距我中山站10公里附近区域,完成首次数据采集、传输测试,传回的大气参数经检验全部准确无误。据悉,这个直径2.8米的大家伙外靠风力驱动,内部器材凭太阳能支撑,将有助在特殊区域进行环境分析,甚至大气环流趋势探察。未来有望为我国极地、特别是极地内陆科考添翼。上大机械与自动化学院的课题组老师们给它取了个小名叫“大球”。 当前,各国都在加强对极地的关注和研究,由于当地气象、地形条件复杂,“机器人科考”正成为技术主流之一。目前各国主要探索的方向是强调可操控,动力来源为电或燃油。然而这也在无形中限制了机器人的活动范围,目前最大覆盖半径为50公里,面对广袤的南极大陆,这样的活动范围几乎微不足道。如何让机器人摆脱能源这道无形的绳索,机动性更强,走得更远?近年来美国、中国科学家均在这一领域发力。 据项目组负责人罗均教授介绍,“大球”设计思路是只靠风力做物理位移,也就是靠着风吹,吹到哪里量到哪里,内部测量传输设备则由太阳能电池薄膜提供电力驱动,理论上说,只要太阳能电池还能用,就可一直工作下去。虽然这样的设计完全放弃了对整个机器人移动的控制,但无疑在测量覆盖面上可以大大拓展,若一次施放几十个,再与卫星定位系统、数据传输系统配合,可以成为与操控性机器人科考、人工科考互补的全新探测手段,意义重大。也正因此,这个机器人才被设计为球形,便于风吹移动、跨越障碍。 看似简单,但如何确保“大球”工作中不怕磕磕碰碰,科学家在材料选择、结构设计上花了大力气。据了解,整个球体由双层柔性球膜组成,外球透明,与内球间连接几百道预张力绳索,形成一个物理上的减震保护系统。内球同样透明,里面装着相关器材以及黑色的太阳能电池膜,在漫长“旅程”中所得数据每隔3分钟更新一次,并及时回传。有趣的是,这个球形机器人工作时内外球之间充满了空气,充气后机器人体积增大,更方便极地大风吹动这个体重30公斤的大家伙,要运输存储时放掉气就瘪了。 去年11月,“大球”与项目组专家们告别,随中国第30次南极科考队“雪龙号”经过1个多月的海上航行,于2013年12月16日到达南极中山站,并在北京时间今年1月2日16时在距离中山站10公里附近区域进行首次极地试验,3分钟刚刚过去,也就是16时03分,上海大学项目组的电子邮箱就实时收到“大球”的第一封家书,其中包括当时所处位置气温、气压、湿度、风向、风速等重要数据,此后每3分钟一封。罗均说,这就是“大球”在报平安,表明各个系统运行正常且稳定。

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来自::2014-01-20
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