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我国首次南极科考机器人实验——中国科学院韩建达研究员

  [这是我国第24次南极科考队员、来自中科院沈阳自动化研究所的韩建达(右)、赵忆文(左)在进行冰雪面移动机器人的现场实验准备工作]
  2008年1月,我国进行了第24次南极科学考察活动,冰雪面移动和低空飞行机器人南极实地实验研究被列入中国第24次南极科学考察的重点研究内容之一。
  低空飞行机器人翼展3.2米,机长2.2米,自重20公斤,能搭载5公斤的科研仪器,飞行速度可达每小时90公里至110公里,自动驾驶时最低高度为150米。
  冰雪面移动机器人可自主跨越冰裂缝、翻越雪坡和雪丘,自重300公斤,最大作业半径为25公里,可搭载40公斤的重量,拖曳100公斤的重量。
  出征南极的实验小组由4名成员组成,中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室副主任韩建达研究员任组长,韩建达和沈阳自动化研究所的赵忆文同志于2007年11月27日在澳大利亚登上雪龙船前往南极中山站,顺利完成冰雪面移动机器人南极实验任务,于2008年1月11日搭乘澳大利亚飞机离开南极返回沈阳。
  韩建达,1968年生,1998年获我校工学博士学位,2002年被聘任为博士导师(模式识别与智能系统)。1998年-1999年在香港城市大学做高级访问学者,2001年-2003年在美国密歇根州立大学和康乃尔大学做博士后。韩建达研究员多年来一直从事机器人控制研究,在“基于加速度反馈的机器人鲁棒控制”、“机器人力控制”等方面做出了有特色的工作,主持及参加完成10余项科研项目,担任《机器人》杂志副主编,发表论文30余篇。
  我国科考队员成功开展了科考机器人的南极现场实验,这项研究在我国20多年的南极考察活动中尚属首次。训练机器人作为人类的“替身”进行辅助科学探测活动,是许多国家目前竞相研究的一个课题。
  据两位研究人员介绍,本次机器人南极实地实验研究是在距离中国南极中山站约6公里的内陆队出发地进行的。该出发地位于南极内陆冰盖边缘,周边有比较典型的南极地形/地质分布,并备有两个供野外生存用的住宿舱、发电舱(内有柴油发电机);实验人员自带方便食品,取冰化水饮用,克服了南极野外生存的诸多困难,完成了预计的实验任务。
  实验人员在南极期间进行了机器人机动能力实验,结果表明他们提出的履带加摆腿的移动机构完全适应在南极冰雪面上机动;三角形履带齿结合带钉成功地避免了车体打滑。在环境适应能力方面,机器人低温环境工作能力,机器人的防水能力成功克服了冰雪路面以及风雪的影响。在基于激光雷达的环境建模实验方面也取得了阶段性成功;环境建模是后续实现自主导航、避碰避危的基础。利用差分GPS及激光雷达模拟测量冰川移动,成功采集数据,目前正在分析数据的精度。
  这次南极实地实验,达到了验证机器人技术在南极应用可行性的目的,取得了比较好的、初步的实验结果,同时也发现了一些有待于回国后进一步改进的问题。此外,实验人员亲身感受了极地环境,深入了解了极地科考对机器人的需求情况,这些对于该项目后续的深入开展具有重要意义。
  由于这是中国机器人第一次登上南极,为此,中国极地研究中心在中国南极中山站邮局发行特制纪念封两枚并加盖纪念邮戳,分别纪念我国冰雪面移动机器人和低空飞行机器人的首次南极实地实验。