专访广东科研团队，揭秘水下传递冬奥火炬的机器人

2月4日，北京冬奥会在国家体育场“鸟巢”举办开幕式，当主火炬跟着“大雪花”造型的火炬台慢慢升起，现场传出阵阵惊叹。

此前，2月2日至4日，冬奥会火炬已在北京、延庆、张家口三个赛区进行传递，给人留下许多难忘的时刻，其中就包含在北京冬奥公园，两名特别“火炬手”共同完结的奥运史上初次机器人水下火炬传递。

参加水下火炬传递的机器人。受访者供图

水下传递的构思是怎么产生的？两名机器人“火炬手”是怎么研发出的？

日前，项目团队科研人员，来自广东智能无人体系研讨院的刘鑫宇博士承受了南边日报、南边+记者专访。

构思：将火炬传递、冰雪运动与科技元素完美交融

2月2日，北京冬奥公园，当水下变结构机器人“手持”焚烧的火炬浮出水面，现场爆宣布火热掌声。此刻，刘鑫宇和团队其他搭档总算松了一口气。“机器人每走一步，咱们都聚精会神，十分严峻，就像在看着自己的孩子相同。”他说。

机器人预备进行水下火炬传递。新华社

由广州市、南沙区和中国科学院沈阳自动化研讨所共建的广东智能无人体系研讨院成立于2019年，是专心于无人体系技能创新和展开的新式研发组织。上一年4月，研讨院参加国家要点研发计划“科技冬奥”要点专项。在该专项支持下，由中科院沈阳自动化研讨所牵头，北京动力机械研讨所、广东智能无人体系研讨院等单位联合展开了水下传递火炬机器人的研发。

刘鑫宇介绍，多机器人跨域火炬传递的构思开始是由中科院沈阳自动化所副所长、广东智能无人体系研讨院副院长李硕提出的，而水下火炬传递是其中最精彩的部分。

“火炬接力是奥运会不行短少的环节，将机器人技能与火炬接力相结合，表现着人类科技、文明与才智的前进，更能显示‘科技奥运’的内在，更能将奥林匹克的格言‘更快、更高、更强——更联合’与机器人未来的展开严密交融。”李硕介绍，中科院沈阳自动化研讨地点机器人研讨方面处于国内领先水平，根据多年的技能堆集，团队提出了“多机器人跨域火炬传递”计划，完结空中、地上、水下和冰雪面等机器人世的跨域传递，将火炬接力、冰雪运动与科技元素相结合，不只能够展现我国在机器人范畴的技能实力，还能够在冬奥会的舞台大将科技的火种传递给青少年。

广东智能无人体系研讨院科研团队。受访者供图

研发：在冰面上搭起实验帐子

上一年6月，研发项目正式发动，此刻间隔冬奥会开幕仅剩余大约8个月。“这段时刻不只要完结研发和加工，还得留满足的时刻进行排练，对研发机器人来说是十分严峻的。”刘鑫宇说。

最让刘鑫宇难忘的，是团队转场辽宁，在冰面上建立实验帐子进行测验的阅历。本来，本年元旦前夕，机器人加工顺利完结，火炬传递日期接近，需求立刻进行可靠性测验。但其时北京的湖面才刚开始结冰，测验条件受到约束。怎么办？团队在紧迫洽谈后，立刻转移至辽宁抚顺的大伙房水库，在冰面上建立起帐子进行实验。

科研团队在冰面上建立起实验帐子展开测验。受访者供图

“那里温度很低，冰很厚，咱们战胜巨大应战，初次完结冰下的火炬接力成功，团队兴奋不已。”刘鑫宇说。但是，在回到北京冬奥公园测验时，却发现因为冰层较薄，机器人喷出的水流竟将冰吹融化了，这就对机器人在冰面的跋涉形成严峻搅扰。

为处理这一难题，团队又规划出新的传递计划，赶紧建立了固定在浮台上的入水洞口和跑道。“为完结新计划的测验，咱们站在冰水中顶着北风固定跑道，这种感觉毕生难忘。”刘鑫宇说。

科研团队在冰面上展开机器人测验。

攻关：展开近百次实验战胜种种技能难题

“冰下展开机器人与机器人的精准对接与水下焚烧，既是机器人跨域火炬传递最大的亮点，也是最大的难点，其难度堪比太空舱对接。”“科技冬奥”要点专项“多机器人跨域火炬传递技能研讨与体系演示运用”项目负责人田启岩博士在承受媒体采访时说。

机器人水下焚烧成功。受访者供图

难点之一，是怎么让火在水下焚烧。据了解，“防水”和“补氧”是两个最重要的要素。“防水”，即维护焚烧源，火种被放置在一个“筒”状的“空腔”中，焚烧的火焰周围包裹了一层“气膜”相同的气动防水罩，给火制作“无水环境”；而“补氧”则是战胜水下氧气缺乏，火炬焚烧器自带助燃剂，为奥运圣火焚烧弥补满足的氧气。

刘鑫宇介绍，用于传递的特种火炬是由项目团队中的中国航天科工31所研发的。“科研人员在机器人里安置了许多特别的气瓶、管路和电子操控设备，而广东智能无人体系研讨院的使命，则是保证这些设备都能依照正确的流程在适宜的机遇敞开或封闭，然后保证火炬在水下有满足的温度和氧气保持焚烧。”他举例说，火炬从水面入水的那一刻，焚烧状况产生改动，只要做好操控体系的规划，才干避免火焰被水熄灭。

两型机器人在水下对接焚烧，是此次使命的另一大难点。

“水下环境杂乱，传感器运用受限，难以完结较好的定位和通讯。而火在水下点着时，因为温度较高，会呈现爆燃现象，很简单导致火被熄灭，因而，两个火炬要对接成功，有必要要在1—2秒的时刻里将操控精度约束在厘米范围内。”刘鑫宇介绍。此外，水流效果也给机器人的精准定位带来很大困难。为了破解这些难题，整个团队通力合作、协同攻关，共展开了近百次的测验，保证满有把握。

“元旦、岁除咱们都坚守在科研岗位上，当看到咱们的机器人终究站在火炬传递的舞台上，发明了奥运史上的‘初次’，咱们的心里十分激动，感到全部支付都是值得的。”刘鑫宇说。