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湖南城市学院一群“00”后研制仿生机器人,让玻璃幕墙清洁作业更安全高效,获2023年全国大学生机器人科技创新交流营暨机器人大赛特等奖——清洁高楼大厦的“蜘蛛侠”
湖南日报全媒体记者 杨玉菡 通讯员 周文娟
2023年全国大学生机器人科技创新交流营暨机器人大赛,日前在山东日照落幕。湖南城市学院参赛作品“仿蜘蛛玻璃幕墙清洁机器人”,以优异的路演表现,获得中国科学院院士毛明领衔的评审委员会认可,斩获大赛特等奖。
项目获5项国家发明专利
“读博期间,我观察到高楼大厦越来越多,人工清洁作业危险又低效,现有设备结构笨重,无法适应异形玻璃,便萌生研发一款高空幕墙清洁机器人的想法。”项目团队指导老师李航洋说。
李航洋,湖南城市学院机械与电气工程学院机械电子工程系教师。2020年7月入职以来,他不断从所教班级物色人选,开展“仿蜘蛛玻璃幕墙清洁机器人”项目研究,组建一支横跨大二、大三、大四年级的8人“00”后学生团队。
“机器人的雏形很不成熟,通过不断迭代,才有了较理想的效果。”李航洋介绍,在最初的校赛中,“仿蜘蛛玻璃幕墙清洁机器人”只能简单爬行;到省赛时,机器人已具备清洁与吸附功能;到了国赛,克服电机数量太多导致的机器人作业效率低、能耗高,实现电机数量从18个减至7个的二代升级。
目前,该项目已获得包括5项国家发明专利在内的各类专利12项。
一路打比赛,一路攻难关
“一路打比赛,一路攻难关。”项目团队队长张天颖回忆,为找到合适的机械足运动机构,翻阅大量文献,先后尝试凸轮与曲柄摇杆、四连杆、行星轮系机构等;为实现有效吸附,对机器人结构重量、吸盘尺寸、爬行姿态等,开展大工程量的理论设计计算;为实现跃障功能,花费半年时间学习编程知识……
“面对困难,很多次想放弃,但一想到大家付出这么多,就都挺了过来。”张天颖说。
商用清洁机器人应用场景广阔
“我们正在着力将理论升级后的二代机器人‘变现’,准备2024年的比赛。”李航洋说,该项目是连续性的,会不断优化,直至走向市场。
对于“仿蜘蛛玻璃幕墙清洁机器人”项目前景,李航洋十分乐观。他表示,与高新技术高度融合是未来的发展趋势,如物联网、人工智能以及地理信息技术、虚拟现实技术、可穿戴技术、区块链和深度学习等技术,都可与清洁机器人项目融合,提升机器人的综合性能和作业效率。
李航洋介绍,商用清洁机器人应用场景会逐渐拓展,从机场、医院、写字楼、购物中心等领域向电影院、学校、酒店、餐厅等多元化应用场景落地。清洁机器人功能设计由单一功能向多功能方向发展,还可添加广告媒体、路线引导、垃圾收集等多样化功能。随着智慧城市建设,仿生高空清洁机器人可以在社保、公安、国防和公共服务等领域大显身手。
(原载《湖南日报》2023年1月6日05版)
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