近日,中国科学院合肥物质科学研究院等离子体所遥操作团队学生刘世杰,以“终极能源”为参赛队名,参加了第二十六届中国机器人及人工智能大赛。本次大赛包括来自清华大学、北京大学、哈尔滨工业大学、中国科学技术大学、南京大学、上海交通大学等全国700多所学校的近7000支参赛队在多个赛道展开激烈角逐,“终极能源队”在机器人创新赛上表现卓越并最终斩获一等奖的好成绩。
此次比赛中,团队针对聚变堆内狭小的空间环境观测这一维护任务,研发了一款具有智能巡检功能的新型蛇形机器人。该机器人由若干连续体关节通过万向节串接构成,具有超冗余的自由度,可以保持较高的避障能力及足够大的灵巧操作空间。“仿生肌腱”设计理念将驱动系统集中在机器人的尾部,置于工作空间之外,有效地减少了电子设备的干扰,适合于高危、辐射、狭窄空间的遥操作工作。为了能够准确刻画、描述蛇形机器人在极端复杂工况下的状态与性能,进一步集成蛇形机器人路径规划、精确控制算法等功能,需要对蛇形机器人“信息-物理”集成与可视化交互控制问题进行进一步研究,建立可视化、智能化的运动控制系统架构,为蛇形机器人样机实验做准备。为此,构建了蛇形机器人基于五维模型数字孪生系统如图2所示,实现机器人在极端工作环境下的虚实映射、实时数据交互和形态预测控制功能,为机器人的精确操作与维护提供了强有力的技术保障。未来团队将不断完善和深化蛇形机器人遥操作系统的研究与开发,积极拓展更多新功能,期待该系统能够更加精准高效地完成任务,丰富聚变堆遥操作系统,为核聚变事业的发展贡献自己的力量。
中国机器人及人工智能大赛是一项历史悠久、影响广泛的全国性学科竞赛。目前大赛已为我国培养了大量“能动手”“敢创新”“善协作”的复合型人才。本次竞赛设立创新类、竞技类、挑战类和应用类等4大类比赛项目,赛区覆盖全国30个省、市、自治区。
蛇形机器人数字孪生体五维模型
获奖证书