臺(tái)灣喬福龍門(mén)加工中心機(jī)床導(dǎo)軌防護(hù)罩,臺(tái)灣喬福機(jī)床護(hù)板3月10日，寧夏日?qǐng)?bào)刊發(fā)的《我區(qū)研發(fā)出國(guó)內(nèi)首個(gè)沙漠機(jī)器人》一文，引起社會(huì)廣泛關(guān)注。沙漠機(jī)器人由哪些部件組成？它如何執(zhí)行命令？能檢測(cè)多少類數(shù)據(jù)？帶著這些疑問(wèn)，3月18日，記者探訪了沙漠機(jī)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(kāi)沙漠機(jī)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(jī)器人的太陽(yáng)能電池板。
從接收指令到執(zhí)行任務(wù)只需兩秒
“其實(shí)，沙漠機(jī)器人相關(guān)工作過(guò)程很簡(jiǎn)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(jī)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(lái)到位于物理電氣信息學(xué)院4樓的控制中心。一臺(tái)計(jì)算機(jī)，一根天線，一臺(tái)信號(hào)收發(fā)器，臺(tái)灣喬福機(jī)床護(hù)板一臺(tái)服務(wù)器，這些看似簡(jiǎn)單的裝備構(gòu)成了機(jī)器人控制中心。
打開(kāi)控制系統(tǒng)，尋找機(jī)器人測(cè)試指令，單擊“握手”。9時(shí)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(jī)器人下達(dá)了命令。
命令剛一發(fā)出，信號(hào)收發(fā)器便發(fā)出了“嘟”的聲音。“這說(shuō)明機(jī)器人收到了測(cè)試指令，控制中心已和它成功‘握手’?，F(xiàn)在一切準(zhǔn)備就緒，可以開(kāi)始工作了。”秦飛舟說(shuō)。
隨即，秦飛舟在計(jì)算機(jī)上點(diǎn)擊“采集”。臺(tái)灣喬福機(jī)床護(hù)板兩秒后，機(jī)器人發(fā)回了采集到的第一條數(shù)據(jù)——氣壓：880毫帕。
“機(jī)器人的反應(yīng)簡(jiǎn)直神速！”記者驚嘆道。
“其實(shí)在短短的兩秒內(nèi)，控制中心和機(jī)器人便完成了諸多動(dòng)作，即計(jì)算機(jī)發(fā)出命令，天線和信號(hào)收發(fā)器向機(jī)器人傳輸信號(hào)，機(jī)器人接收命令并開(kāi)始工作。”秦飛舟告訴記者，當(dāng)機(jī)器人完成任務(wù)后，會(huì)通過(guò)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(shí)即可采集上千組數(shù)據(jù)
9時(shí)36分24秒，工作了僅6秒后，機(jī)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(yùn)動(dòng)等8類數(shù)據(jù)，按每6秒采集一組數(shù)據(jù)計(jì)算，其每小時(shí)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(shuō)。
“假設(shè)機(jī)器人在中衛(wèi)執(zhí)行任務(wù)，臺(tái)灣喬福機(jī)床護(hù)板我們能在距離機(jī)器人200多公里外的銀川控制它嗎？”記者問(wèn)。
“完全可以，只要有互聯(lián)網(wǎng)的地方，控制中心都能控制機(jī)器人。當(dāng)機(jī)器人在沙漠里遠(yuǎn)距離作業(yè)時(shí)，就需在作業(yè)地點(diǎn)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(lái)的信號(hào)，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行操控。”秦飛舟回答。
機(jī)器人是如何行走的？它通過(guò)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(jī)器人身上共有20多個(gè)‘器官’，由這些器官負(fù)責(zé)相關(guān)數(shù)據(jù)的采集工作。為確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，每個(gè)傳感器的材質(zhì)、性能及精準(zhǔn)度都經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格篩選。研發(fā)過(guò)程中，我們?cè)l(fā)現(xiàn)沙塵參量傳感器存在精度低、誤差大等缺點(diǎn)，為此，我們對(duì)其進(jìn)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(jī)器人有足夠的能量，臺(tái)灣喬福機(jī)床護(hù)板楊澤林和團(tuán)隊(duì)為機(jī)器人安裝了兩塊太陽(yáng)能電池板。“如果機(jī)器人的電量低于20%，它會(huì)自動(dòng)停止作業(yè)，并打開(kāi)電池板補(bǔ)充能量?？紤]到太陽(yáng)能電池板功率偏低，我們又給機(jī)器人安裝了風(fēng)力發(fā)電機(jī)，這樣，即使遇到極度惡劣的天氣，機(jī)器人照樣能工作。“楊澤林說(shuō)。
太陽(yáng)能電池板就像機(jī)器人的兩個(gè)翅膀，臺(tái)灣喬福機(jī)床護(hù)板記者輕觸了一下電池板，機(jī)器人立即自動(dòng)收起了電池板。
“一旦遇到外界干擾，機(jī)器人會(huì)自動(dòng)收起‘翅膀’，開(kāi)啟自我保護(hù)模式。”看到記者驚訝的表情，楊澤林解釋道。
楊澤林(左)和團(tuán)隊(duì)成員分析沙漠機(jī)器人采集的數(shù)據(jù)。
智能系統(tǒng)讓機(jī)器人“耳聰目明”
“具備定位、導(dǎo)航、臺(tái)灣喬福機(jī)床護(hù)板避障等功能的機(jī)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(jī)器人開(kāi)始移動(dòng)。“機(jī)器人不僅能前后行走，還能轉(zhuǎn)彎……咦？屏幕顯示機(jī)器人停止工作了，說(shuō)明前面有障礙物。”透過(guò)窗戶，記者看到，樓下的機(jī)器人被一棵小樹(shù)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(jī)器人用一個(gè)完美的避讓動(dòng)作，成功避開(kāi)了小樹(shù)。
“如果機(jī)器人遇到了障礙臺(tái)灣喬福機(jī)床護(hù)板，其超聲雷達(dá)會(huì)向機(jī)器人發(fā)出停止作業(yè)的命令。此外，機(jī)器人的身下還安裝了一個(gè)沙埋傳感器，一旦被沙子埋住，機(jī)器人會(huì)自動(dòng)朝后退1米。因此在沙漠中，我們不必在機(jī)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(guò)程中是否遇到了麻煩。”楊澤林說(shuō)。
首次在騰格里沙漠25公里腹地實(shí)現(xiàn)5公里見(jiàn)方的沙漠信息傳感網(wǎng)絡(luò)；臺(tái)灣喬福機(jī)床護(hù)板機(jī)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(cè)器、電源供電控制系統(tǒng)……從研發(fā)到收官，沙漠機(jī)器人的誕生結(jié)下了累累碩果——機(jī)器人具備續(xù)航1小時(shí)、爬坡20度、運(yùn)動(dòng)速度100米/小時(shí)等能力，各研發(fā)單位累計(jì)申請(qǐng)專利23項(xiàng)，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(jī)器人的研發(fā)價(jià)值：“沙漠腹地晝夜溫差大、太陽(yáng)輻射強(qiáng)、風(fēng)沙大，沙漠機(jī)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(duì)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(shí)意義。

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