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為推動(dòng)青藏高原環(huán)境變化機(jī)理揭示，近日，中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所自主研制的“云雀”自主飛行機(jī)器人（以下簡稱“云雀”）在青藏高原開展高海拔冰川與湖泊智能化科考工作，實(shí)現(xiàn)我國首次機(jī)器人化高海拔環(huán)境科考。

青藏高原海拔高、氧氣稀薄、氣候惡劣多變，尤其是極高海拔區(qū)科考活動(dòng)難度大、危險(xiǎn)系數(shù)高，人類難以開展工作甚至無法到達(dá)，嚴(yán)重制約青藏科考全面深入持續(xù)開展。在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目支持下，沈陽自動(dòng)化所聯(lián)合中科院青藏高原研究所等國內(nèi)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，圍繞高海拔極端環(huán)境下的機(jī)器人移動(dòng)與作業(yè)技術(shù)開展聯(lián)合攻關(guān)。

“云雀”突破了“稀薄大氣中的高效升力系統(tǒng)設(shè)計(jì)”“高原強(qiáng)風(fēng)干擾下的自主控制”等技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)了空氣稀薄、強(qiáng)風(fēng)擾等極端環(huán)境下的自主起降、定點(diǎn)/航跡飛行、仿地飛行、動(dòng)靜態(tài)障礙物避碰等自主功能，并具備“攜帶5公斤科考載荷、抵御7級(jí)大風(fēng)，在海拔6000米的高度飛行近30分鐘”綜合能力，是我國首款適應(yīng)極高海拔環(huán)境的科考飛行機(jī)器人。

在海拔6000米的廓瓊崗日冰川區(qū)，“云雀”完成了冰面溫度熱紅外影像監(jiān)測、冰川三維地形勘測與建模、高空大氣溫濕壓與黑碳通量垂直廓線監(jiān)測工作；在海拔4730米的納木錯(cuò)湖，完成了深部水體樣品自動(dòng)化采集和湖水溫度垂直剖面實(shí)時(shí)監(jiān)測工作。本次應(yīng)用充分驗(yàn)證了“云雀”的自主作業(yè)能力可覆蓋青藏高原所有野外科考站和絕大部分冰川區(qū)，其兼具垂直起降、定點(diǎn)懸停、精準(zhǔn)作業(yè)等特點(diǎn)，有望形成全新的精細(xì)化、智能化科考作業(yè)力量。

為進(jìn)一步推動(dòng)我國第二次青藏科考向無人化、立體化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，適應(yīng)大尺度、高時(shí)空密度的科考實(shí)際需求，提升科考活動(dòng)的廣度和深度，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)下一步將繼續(xù)提升機(jī)器人抵御極端惡劣環(huán)境的能力，進(jìn)一步探索并突破空地、空水機(jī)器人互聯(lián)協(xié)作技術(shù)，構(gòu)建由空中、地面、水面、水下機(jī)器人組成的立體化智能科考裝備體系，持續(xù)推動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用于更廣泛的高海拔科考任務(wù)。

云雀正在執(zhí)行廓瓊崗日冰川三維地形測繪（左）與表面溫度熱紅外影像勘測（右）

納木錯(cuò)湖水樣自動(dòng)采集（左）與湖水溫度垂直剖面（右）監(jiān)測