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奮進(jìn)的中國(guó)再度點(diǎn)燃激情與夢(mèng)想的圣火，世界翹首以待的北京冬奧會(huì)于2022年2月4日盛大開幕。
“水立方”變身“冰立方”、“百米級(jí)、分鐘級(jí)”精準(zhǔn)氣象預(yù)報(bào)、國(guó)家速滑館世界跨度最大的單層雙向正交馬鞍形索網(wǎng)屋面、5G信號(hào)覆蓋所有場(chǎng)館、8K比賽畫面實(shí)時(shí)傳輸……科技冬奧是北京2022年冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)的主要特色，是體現(xiàn)我國(guó)綜合國(guó)力的舞臺(tái)，更是實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)的舞臺(tái)。
中國(guó)科協(xié)網(wǎng)開設(shè)“科技奧運(yùn)的背后故事”專題，挖掘冬奧高科技的幕后故事、幕后英雄，展現(xiàn)中國(guó)科協(xié)所屬全國(guó)學(xué)會(huì)及廣大科技工作者在“科技冬奧”中的拼搏、奉獻(xiàn)、創(chuàng)新、超越，記錄科技工作者助力北京冬奧冰雪史詩(shī)的感人故事。
沒有防護(hù)服，沒有護(hù)目鏡，它是代替人類剿滅新冠病毒勇敢無言的“消殺衛(wèi)士”。
鎖定目標(biāo)，揮臂前進(jìn)，前后左右，下一個(gè)目標(biāo)……在北京2022年冬奧會(huì)國(guó)家體育場(chǎng)運(yùn)動(dòng)員更衣室門口，一個(gè)裝有機(jī)械臂的智能消毒機(jī)器人，正熟練自主地對(duì)所有桌面依次進(jìn)行深紫外線消殺。
“機(jī)器人的作用就是替代人操作深紫外設(shè)備，在危險(xiǎn)或潛在危險(xiǎn)區(qū)域?qū)嵤┪矬w表面消毒或空氣消毒，以減少交叉感染，保護(hù)人類健康。”中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)會(huì)員、中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所研究員趙曉光說。
與普通的消毒機(jī)器人不同，在面對(duì)復(fù)雜物體表面時(shí)，這款智能消毒機(jī)器人不僅能自適應(yīng)地識(shí)別物體的形狀，還能自主規(guī)劃消毒軌跡，實(shí)現(xiàn)高效、精準(zhǔn)的消殺效果，更適合在無人操作的環(huán)境下工作。
而這背后，正是基于紫外線芯片技術(shù)、多自由度機(jī)械臂技術(shù)以及雙目視覺識(shí)別技術(shù)、智能控制技術(shù)。
“機(jī)械臂智能消毒機(jī)器人屬于強(qiáng)力表面消殺型，機(jī)器人手持的消毒設(shè)備可以產(chǎn)生265-275納米的深紫外線，僅需3-5秒的照射，就能殺掉物體表面90%以上的細(xì)菌和病毒。”趙曉光說。
但這也對(duì)機(jī)器人的智能化程度提出了更高要求。它不僅要有較高的自主感知，能精確識(shí)別目標(biāo)物體是人還是物，還要自主決策和自主執(zhí)行，規(guī)劃消殺哪里、從哪里開始、到哪里結(jié)束，并自行完成整個(gè)任務(wù)。
除了機(jī)械臂智能消毒機(jī)器人，趙曉光團(tuán)隊(duì)還將智能機(jī)器人與準(zhǔn)分子消毒燈巧妙地結(jié)合在一起，共同助力北京冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)的防疫工作。
準(zhǔn)分子消毒燈，在很多媒體報(bào)道中被稱為“光疫苗”，它能發(fā)出222納米波長(zhǎng)的紫外線，對(duì)被照射的空氣實(shí)現(xiàn)消毒，并且不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生傷害。
就在去年，這款消毒“黑科技”還隨東京奧運(yùn)會(huì)中國(guó)代表團(tuán)出征東京。
而當(dāng)大家感慨準(zhǔn)分子消毒燈的“神奇”功效時(shí)，趙曉光就已在思考如何讓準(zhǔn)分子消毒燈與智能機(jī)器人結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更高效便捷可流動(dòng)式的消毒。
“深紫外消毒設(shè)備其實(shí)是一種消毒工具，而機(jī)器人就是替代人類來使用工具，以保護(hù)人員安全、減輕勞動(dòng)量?！壁w曉光說。
為了盡快讓智能消毒機(jī)器人“上崗”北京冬奧會(huì)，她帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)投入到爭(zhēng)分奪秒的科研中。
實(shí)際上，趙曉光團(tuán)隊(duì)所在的中科院自動(dòng)化研究所復(fù)雜系統(tǒng)管理與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在智能機(jī)器人方面已有30多年積累，而她自己在該領(lǐng)域也深耕了20多年。對(duì)他們而言，相較于技術(shù)上的難題，機(jī)器人設(shè)計(jì)工藝才是更大的挑戰(zhàn)。
“那段時(shí)間，我們都放下了手上的其他工作，專心推敲機(jī)器人的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，因?yàn)橐坏┑搅思庸きh(huán)節(jié)，就意味著要增加成本，所以很多細(xì)節(jié)我們必須反復(fù)推敲，最終定稿后，才聯(lián)系工廠加工。”趙曉光回憶道。
雖然目前已經(jīng)“上崗”的兩種智能消毒機(jī)器人已經(jīng)表現(xiàn)出了出色的工作能力，但有一點(diǎn)趙曉光還不是很“滿意”，那就是它們的“顏值”。
“它們還不是很好看，沒有那么萌?！壁w曉光說，“如果完成功能設(shè)計(jì)后再考慮外觀，就感覺怎么裝都不對(duì)。應(yīng)該在最初就讓產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員融合到團(tuán)隊(duì)里，讓機(jī)器人實(shí)用又好看。”
趙曉光表示，下一步將繼續(xù)改進(jìn)智能消毒機(jī)器人的設(shè)計(jì)工藝、降低成本，盡快讓消毒機(jī)器人走進(jìn)人們?nèi)粘Ｉ睢?/span>“我們希望智能機(jī)器人系統(tǒng)在各種應(yīng)用場(chǎng)景中，實(shí)現(xiàn)從理論到實(shí)踐的不斷突破，最終使機(jī)器人越來越智能，幫助人類做更多的事?！?/span>
在趙曉光看來，北京2022年冬奧會(huì)，不僅是奧林匹克精神的體現(xiàn)，也是向世界展現(xiàn)中國(guó)精神的盛會(huì)，“作為科技工作者，能夠?yàn)楸本┒瑠W盡一份力，備感榮耀。我們課題組已經(jīng)做好全力以赴為冬奧會(huì)服務(wù)的各項(xiàng)準(zhǔn)備，讓我們共同期待這場(chǎng)冰雪盛會(huì)?！?/span>
