奋进的中(zhōng)国再度点(diǎn)燃(rán)激情与梦想的圣火,世界翘首(shǒu)以待的北京冬奥(ào)会于2022年2月4日(rì)盛大开幕(mù)。
“水(shuǐ)立方”变身(shēn)“冰立方”、“百米(mǐ)级、分钟级”精(jīng)准气象(xiàng)预报、国家速滑馆世界(jiè)跨度最大的单层双向正交马鞍(ān)形索网屋面、5G信号覆盖所(suǒ)有(yǒu)场(chǎng)馆、8K比赛画面实(shí)时(shí)传输(shū)……科技冬奥是北京2022年冬奥会和(hé)冬残奥会的主要特色(sè),是体现我国综合国力的舞台,更是实(shí)现(xiàn)高水平科技自立自强的(de)舞台(tái)。
中(zhōng)国(guó)科协网开设(shè)“科技奥运的背后故事”专题,挖(wā)掘冬奥高科技(jì)的幕后故事、幕后英雄(xióng),展现(xiàn)中国(guó)科协所属全国学会及(jí)广(guǎng)大科技工作者在“科技冬(dōng)奥”中(zhōng)的拼(pīn)搏、奉(fèng)献、创新(xīn)、超越,记录科技工(gōng)作者助力(lì)北京冬奥冰雪史诗的感人故事(shì)。
没有防护服,没有护目镜,它是代替人类剿灭新冠病毒勇敢无言(yán)的“消杀卫士”。
锁(suǒ)定目标,挥臂前(qián)进(jìn),前后左(zuǒ)右,下一(yī)个目标……在北京2022年(nián)冬奥会国家(jiā)体育场运(yùn)动员更衣室门口,一个装有机械臂的智能消毒(dú)机器人,正熟练自主地对所有桌(zhuō)面依次进(jìn)行深紫(zǐ)外线消杀。
“机器人的(de)作(zuò)用就(jiù)是替代人操作深(shēn)紫外设备,在危(wēi)险或潜在(zài)危险(xiǎn)区域实施物(wù)体表面(miàn)消毒或空(kōng)气消毒,以减少交叉感染,保护(hù)人类健康。”中国自(zì)动化学会(huì)会员、中(zhōng)国科(kē)学院(yuàn)自动化研(yán)究所研究员赵晓(xiǎo)光说(shuō)。
与(yǔ)普通的消毒机器人不同,在面对复杂物体表面时,这款智能消毒机器人不仅能自适应地识别物体的形状,还能自主规划消(xiāo)毒轨(guǐ)迹,实现高(gāo)效、精准的消(xiāo)杀效果,更(gèng)适合在无人操作的环境下工作。
而这(zhè)背后(hòu),正是基于紫外线芯片(piàn)技(jì)术(shù)、多自由度机械臂技术以及双目视觉识别技(jì)术、智能控制技术。
“机械臂智能(néng)消(xiāo)毒机器人属于强力表面消(xiāo)杀型(xíng),机器人手持的消毒设备可以产生265-275纳米的深(shēn)紫外线,仅需3-5秒的照(zhào)射,就能(néng)杀掉物体(tǐ)表面90%以上的(de)细菌和病毒(dú)。”赵晓光说。
但这也对机器人的智能(néng)化(huà)程度提(tí)出(chū)了更高要(yào)求。它不仅要有较高的自主(zhǔ)感知,能精确识别目标物体(tǐ)是人还是物,还要自主决策和自主(zhǔ)执行,规划消杀哪(nǎ)里、从哪里(lǐ)开始、到哪里结束,并(bìng)自(zì)行完成整个任务。
除了机(jī)械臂智能消毒机(jī)器人,赵晓光(guāng)团队还将智能机器人与准(zhǔn)分子消毒灯(dēng)巧妙(miào)地(dì)结合在一起,共同助力北京冬奥会和冬残奥会的防(fáng)疫工作。
准分子(zǐ)消毒灯,在很多媒体报道中被称(chēng)为“光疫苗”,它能发出222纳米波(bō)长的紫(zǐ)外线,对被照射的空气(qì)实现消毒(dú),并(bìng)且(qiě)不会对(duì)人体产生伤害。
就在去年,这(zhè)款消毒“黑科技”还随东(dōng)京奥运会中(zhōng)国代表(biǎo)团出征(zhēng)东京。
而当大(dà)家感慨准分子消毒灯的“神奇”功效时,赵晓光就已在思(sī)考如(rú)何让准分子消(xiāo)毒灯与智(zhì)能机器人结(jié)合,实现(xiàn)更高效便(biàn)捷可流动(dòng)式(shì)的消毒。
“深紫外消毒设备(bèi)其实是一种消毒工具,而机器人就(jiù)是(shì)替代人类来使用工具,以保(bǎo)护人员安全(quán)、减轻劳动量。”赵(zhào)晓(xiǎo)光说。
为了尽快让(ràng)智能消毒机器(qì)人“上(shàng)岗”北京冬奥会,她带(dài)领团队投(tóu)入到争(zhēng)分(fèn)夺秒的(de)科研(yán)中。
实际上,赵晓光团队所在的中科院自动化研究所复(fù)杂系统管理与控制国家重(chóng)点实(shí)验室在智能机(jī)器(qì)人(rén)方面已有30多年积累(lèi),而她自己在该领(lǐng)域也深耕了(le)20多年。对他(tā)们(men)而言,相较于技术上的(de)难题,机器人设计(jì)工(gōng)艺(yì)才是更大的(de)挑战。
“那(nà)段时(shí)间,我们都(dōu)放下了手上的其他工(gōng)作(zuò),专心(xīn)推敲机(jī)器人的细节设计,因为一旦到了加工环节(jiē),就意味(wèi)着要增加成本,所以很多细节我们必须反复推(tuī)敲,最终定稿后,才(cái)联(lián)系(xì)工厂加工(gōng)。”赵晓光(guāng)回(huí)忆道。
虽然目前已经“上岗”的两种智能消毒机器人(rén)已经表(biǎo)现出了(le)出色的工作能力(lì),但有一(yī)点赵晓(xiǎo)光(guāng)还不是很“满(mǎn)意”,那(nà)就是它(tā)们的“颜值”。
“它(tā)们还不是很好看,没(méi)有那么萌。”赵(zhào)晓光说,“如果(guǒ)完成功能设计后再考虑(lǜ)外观,就感觉怎么装(zhuāng)都不(bú)对(duì)。应该在最(zuì)初(chū)就让产品设计人员融合到团队里,让机器人实用又好看。”
赵晓光(guāng)表(biǎo)示,下一(yī)步将继续改(gǎi)进(jìn)智能消毒机器人(rén)的设计工(gōng)艺、降(jiàng)低成本,尽快让(ràng)消毒机器人走进人们日常生活(huó)。“我(wǒ)们希望智能机器(qì)人系统在各种应用场景中,实现从理论(lùn)到(dào)实践的不断突破(pò),最终使机器(qì)人(rén)越来越智能,帮助人类做(zuò)更多的(de)事。”
在(zài)赵晓光看(kàn)来,北京2022年冬(dōng)奥会,不仅是奥林匹克精神的(de)体现,也是向世界展现中国精神的(de)盛(shèng)会,“作为科技(jì)工作者,能够为北京冬(dōng)奥尽一份力,备感荣耀。我们课题(tí)组已经做(zuò)好全力以赴为冬奥会服务的各项准备,让我(wǒ)们(men)共同期待这(zhè)场冰雪盛(shèng)会。”