臺灣喬福龍門加工中心機床導(dǎo)軌防護罩,臺灣喬福機床護板3月10日，寧夏日報刊發(fā)的《我區(qū)研發(fā)出國內(nèi)首個沙漠機器人》一文，引起社會廣泛關(guān)注。沙漠機器人由哪些部件組成？它如何執(zhí)行命令？能檢測多少類數(shù)據(jù)？帶著這些疑問，3月18日，記者探訪了沙漠機器人的“誕生地”——寧夏大學(xué)物理電氣信息學(xué)院，為讀者揭開沙漠機器人的神秘面紗。



3月18日，寧夏大學(xué)的研究人員正在調(diào)整沙漠機器人的太陽能電池板。
從接收指令到執(zhí)行任務(wù)只需兩秒
“其實，沙漠機器人相關(guān)工作過程很簡單，只需發(fā)送命令、接受命令、采集數(shù)據(jù)、傳送數(shù)據(jù)四步。”寧夏大學(xué)物理電氣信息學(xué)院教授楊澤林介紹道。
“機器人工作的第一步，是接收由控制中心發(fā)出的命令。”在楊澤林帶領(lǐng)下，記者來到位于物理電氣信息學(xué)院4樓的控制中心。一臺計算機，一根天線，一臺信號收發(fā)器，臺灣喬福機床護板一臺服務(wù)器，這些看似簡單的裝備構(gòu)成了機器人控制中心。
打開控制系統(tǒng)，尋找機器人測試指令，單擊“握手”。9時36分18秒，物理電氣信息學(xué)院副教授秦飛舟向位于樓下草坪上的機器人下達了命令。
命令剛一發(fā)出，信號收發(fā)器便發(fā)出了“嘟”的聲音。“這說明機器人收到了測試指令，控制中心已和它成功‘握手’?，F(xiàn)在一切準備就緒，可以開始工作了。”秦飛舟說。
隨即，秦飛舟在計算機上點擊“采集”。臺灣喬福機床護板兩秒后，機器人發(fā)回了采集到的第一條數(shù)據(jù)——氣壓：880毫帕。
“機器人的反應(yīng)簡直神速！”記者驚嘆道。
“其實在短短的兩秒內(nèi)，控制中心和機器人便完成了諸多動作，即計算機發(fā)出命令，天線和信號收發(fā)器向機器人傳輸信號，機器人接收命令并開始工作。”秦飛舟告訴記者，當機器人完成任務(wù)后，會通過其攜帶的天線向控制中心發(fā)回采集數(shù)據(jù)，并保存在服務(wù)器中。
工作兩小時即可采集上千組數(shù)據(jù)
9時36分24秒，工作了僅6秒后，機器人發(fā)回了第一組采集數(shù)據(jù)——局部氣壓：881毫帕，風(fēng)力：1米/秒，溫度：12.4攝氏度，風(fēng)向：正北偏180度。
“它可采集局部氣壓、風(fēng)向、風(fēng)力、溫度、沙粒運動等8類數(shù)據(jù)，按每6秒采集一組數(shù)據(jù)計算，其每小時可采集600組數(shù)據(jù)，比人工采集效率提高上百倍。”秦飛舟笑著說。
“假設(shè)機器人在中衛(wèi)執(zhí)行任務(wù)，臺灣喬福機床護板我們能在距離機器人200多公里外的銀川控制它嗎？”記者問。
“完全可以，只要有互聯(lián)網(wǎng)的地方，控制中心都能控制機器人。當機器人在沙漠里遠距離作業(yè)時，就需在作業(yè)地點25公里范圍內(nèi)設(shè)置一座發(fā)射塔，由發(fā)射塔接收控制中心發(fā)來的信號，對機器人進行操控。”秦飛舟回答。
機器人是如何行走的？它通過什么方式采集數(shù)據(jù)？
“風(fēng)速傳感器、溫濕度傳感器、GPS天線、電子陀螺儀……機器人身上共有20多個‘器官’，由這些器官負責(zé)相關(guān)數(shù)據(jù)的采集工作。為確保數(shù)據(jù)準確，每個傳感器的材質(zhì)、性能及精準度都經(jīng)過了嚴格篩選。研發(fā)過程中，我們曾發(fā)現(xiàn)沙塵參量傳感器存在精度低、誤差大等缺點，為此，我們對其進行了多次校正，直到將誤差控制在最小范圍內(nèi)。”楊澤林介紹。
為保障機器人有足夠的能量，臺灣喬福機床護板楊澤林和團隊為機器人安裝了兩塊太陽能電池板。“如果機器人的電量低于20%，它會自動停止作業(yè)，并打開電池板補充能量。考慮到太陽能電池板功率偏低，我們又給機器人安裝了風(fēng)力發(fā)電機，這樣，即使遇到極度惡劣的天氣，機器人照樣能工作。“楊澤林說。
太陽能電池板就像機器人的兩個翅膀，臺灣喬福機床護板記者輕觸了一下電池板，機器人立即自動收起了電池板。
“一旦遇到外界干擾，機器人會自動收起‘翅膀’，開啟自我保護模式。”看到記者驚訝的表情，楊澤林解釋道。
楊澤林(左)和團隊成員分析沙漠機器人采集的數(shù)據(jù)。
智能系統(tǒng)讓機器人“耳聰目明”
“具備定位、導(dǎo)航、臺灣喬福機床護板避障等功能的機器人才稱得上人類的好助手。”在控制中心，秦飛舟輸入“向前5米”的命令，機器人開始移動。“機器人不僅能前后行走，還能轉(zhuǎn)彎……咦？屏幕顯示機器人停止工作了，說明前面有障礙物。”透過窗戶，記者看到，樓下的機器人被一棵小樹擋住了去路。隨后，秦飛舟輸入“向后1米，右前轉(zhuǎn)30度”的指令。后退、轉(zhuǎn)身，機器人用一個完美的避讓動作，成功避開了小樹。
“如果機器人遇到了障礙臺灣喬福機床護板，其超聲雷達會向機器人發(fā)出停止作業(yè)的命令。此外，機器人的身下還安裝了一個沙埋傳感器，一旦被沙子埋住，機器人會自動朝后退1米。因此在沙漠中，我們不必在機器人身上安裝攝像頭，僅憑控制中心收到的數(shù)據(jù)，就能判斷它在行走過程中是否遇到了麻煩。”楊澤林說。
首次在騰格里沙漠25公里腹地實現(xiàn)5公里見方的沙漠信息傳感網(wǎng)絡(luò)；臺灣喬福機床護板機器人的元器件可承受零下25攝氏度至零上80攝氏度的極限生存環(huán)境；具有沙埋深度探測器、電源供電控制系統(tǒng)……從研發(fā)到收官，沙漠機器人的誕生結(jié)下了累累碩果——機器人具備續(xù)航1小時、爬坡20度、運動速度100米/小時等能力，各研發(fā)單位累計申請專利23項，發(fā)表期刊論文43篇，培養(yǎng)碩士12名、博士7名。
采訪臨近結(jié)束，楊澤林用這樣一段話總結(jié)了沙漠機器人的研發(fā)價值：“沙漠腹地晝夜溫差大、太陽輻射強、風(fēng)沙大，沙漠機器人在代替人類作業(yè)的基礎(chǔ)上，成功避免了極端天氣的影響，對我們研究荒漠化、沙塵暴的起因及有效預(yù)防沙塵暴具有重要的現(xiàn)實意義。

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