IEEE與你一起推動(dòng)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展

當(dāng)前，全社會(huì)正積極探索推動(dòng)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的方法，但環(huán)保工作中的一些檢測(cè)任務(wù)，比如在污染地區(qū)的環(huán)境監(jiān)測(cè)和取樣，對(duì)于普通環(huán)保工作者而言十分危險(xiǎn)。為此，IEEE會(huì)員、哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）陳浩耀副教授及其帶領(lǐng)的網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)，正致力于研發(fā)協(xié)助人類執(zhí)行環(huán)境監(jiān)測(cè)任務(wù)的機(jī)器人，為人類環(huán)保工作者保駕護(hù)航。

自主操作型無(wú)人飛行機(jī)械臂

在環(huán)境污染的危險(xiǎn)區(qū)域，無(wú)人飛行機(jī)械臂能代替人類完成數(shù)據(jù)和樣本的采集。利用機(jī)載視覺(jué)和慣導(dǎo)傳感器，它可以不借助外部輔助，對(duì)自身進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，并對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行三維地圖構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)自主安全飛行。

(抓取目標(biāo)物動(dòng)圖）

安裝在操作臂末端執(zhí)行器的高清攝像頭能夠采集圖像信號(hào)作為反饋信息，利用視覺(jué)伺服方式對(duì)目標(biāo)樣本進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，進(jìn)而控制操作臂末端與目標(biāo)物之間的相對(duì)位移，自主抓取目標(biāo)樣本。

灘涂?jī)蓷灾髯鳂I(yè)機(jī)器人

在近海及其他灘涂等復(fù)雜情況下，兩棲自主作業(yè)機(jī)器人能克服惡劣的環(huán)境條件，攜帶高性能作業(yè)和勘探設(shè)備，實(shí)現(xiàn)自主、快速、有效的兩棲作業(yè)。

（注：與IEEE會(huì)員、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)張世武博士合作項(xiàng)目）

灘涂?jī)蓷灾髯鳂I(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)仿照海龜?shù)倪\(yùn)動(dòng)機(jī)理，并針對(duì)野外傳感干擾嚴(yán)重、兩棲跨介質(zhì)導(dǎo)航的特點(diǎn)，建立統(tǒng)一多模態(tài)傳感框架，通過(guò)在水下環(huán)境和兩棲過(guò)渡地帶進(jìn)行絕對(duì)位置估計(jì)、多機(jī)相對(duì)位置估計(jì)以及環(huán)境地圖描述，幫助人類在復(fù)雜環(huán)境下實(shí)現(xiàn)安全高效監(jiān)測(cè)。

陸地自主檢測(cè)車

搭載環(huán)境檢測(cè)模塊與無(wú)人駕駛技術(shù)的陸地自主檢測(cè)車，通過(guò)融合單目相機(jī)和三維激光傳感數(shù)據(jù)，解決了單目相機(jī)尺度不確定性、單目視覺(jué)里程計(jì)初始化過(guò)程復(fù)雜的問(wèn)題。同時(shí)，它還借助視覺(jué)與深度學(xué)習(xí)技術(shù)為無(wú)人駕駛系統(tǒng)開(kāi)發(fā)多種智能感知算法，通過(guò)GPU輔助運(yùn)算實(shí)時(shí)自動(dòng)識(shí)別障礙物，自動(dòng)劃分可行駛區(qū)域，并結(jié)合全局地圖與動(dòng)態(tài)局部地圖，在高性能控制器的配合下，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)、安全可靠的自主無(wú)人駕駛，更好地完成室外環(huán)境監(jiān)測(cè)任務(wù)。

（避障的動(dòng)圖）

目前，陳浩耀博士正與IEEE會(huì)士劉云輝教授（香港中文大學(xué)）和IEEE會(huì)員張世武博士（中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)）展開(kāi)合作，共同研究地面移動(dòng)機(jī)器人、兩棲機(jī)器人和無(wú)人飛行器相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的研發(fā)將有助于人類利用不同機(jī)器人之間的協(xié)作，來(lái)執(zhí)行復(fù)雜的環(huán)境監(jiān)測(cè)任務(wù)。

陳浩耀博士表示：在未來(lái)5到10年內(nèi)，越來(lái)越多的機(jī)器人將被應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、污染控制等環(huán)保工作中。通過(guò)廣泛使用不同類型的機(jī)器人， 環(huán)境破壞和污染將能得到有效的控制。

IEEE及其會(huì)員將繼續(xù)推動(dòng)科技創(chuàng)新，為生態(tài)環(huán)境的保護(hù)提供技術(shù)支持，幫助人類創(chuàng)造一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的未來(lái)。