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2月6日，總部位于倫(lun)敦的高水(shui)(shui)平(ping)國際科(ke)(ke)技雜(za)志“NewScientist”（《新(xin)科(ke)(ke)學(xue)(xue)家》）報道了同(tong)濟(ji)大(da)學(xue)(xue)上海自主智能無(wu)(wu)人(ren)(ren)系統科(ke)(ke)學(xue)(xue)中心、全國重點實(shi)驗室與香(xiang)港中文大(da)學(xue)(xue)團隊(dui)聯合研發的創(chuang)新(xin)成果(guo)水(shui)(shui)空(kong)跨域(yu)巡航(hang)器原型機——“TJ-FlyingFish”（同(tong)濟(ji)飛魚）。這是(shi)一(yi)種水(shui)(shui)陸兩棲(qi)飛行(xing)(xing)器，在空(kong)中像無(wu)(wu)人(ren)(ren)機一(yi)樣飛行(xing)(xing)，入水(shui)(shui)后像潛水(shui)(shui)器一(yi)樣運(yun)行(xing)(xing)。“NewScientist” 評論道：“該水(shui)(shui)空(kong)跨域(yu)巡航(hang)器原型機可(ke)(ke)以在水(shui)(shui)和空(kong)氣兩種介質中自由切換。它既可(ke)(ke)以充當兩個無(wu)(wu)人(ren)(ren)系統之(zhi)間不可(ke)(ke)替代的通信節點，加強信息(xi)的融合與共(gong)享(xiang)，也可(ke)(ke)獨立應用于跨域(yu)探測、遙感及(ji)災害救援等(deng)場景。”
繼該報道后，北美New Atlas等國際科(ke)技雜志也(ye)陸續(xu)對這(zhe)一成果進行了重點(dian)報道。該研究論(lun)文成果“TJ-FlyingFish: Design and Implementation of an Aerial-AquaticQuadrotor with Tiltable Propulsion Units”已被世(shi)界(jie)機器人(ren)領域最具影(ying)響力(li)的頂級國際會議“IEEE International Conference on Robotics and Automation”接收并先期在線(xian)發(fa)表(biao)于ArXiv上。
隨著無(wu)(wu)人(ren)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)技術(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)不斷發展，無(wu)(wu)人(ren)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)跨(kua)(kua)域(yu)(yu)協同憑借其諸多優(you)勢成為當前無(wu)(wu)人(ren)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)領域(yu)(yu)研究和應用的(de)(de)(de)(de)熱點(dian)(dian)。將(jiang)可在(zai)海、陸、空等空間域(yu)(yu)內(nei)運行的(de)(de)(de)(de)、具(ju)有功(gong)能差異性的(de)(de)(de)(de)多無(wu)(wu)人(ren)平臺(tai)組成有機(ji)整(zheng)體，使(shi)其相互間可通(tong)過信息(xi)共享與融(rong)合、行為交(jiao)互與協調(diao)、任務協同與合作的(de)(de)(de)(de)方式實現功(gong)能互補，將(jiang)極大提(ti)升整(zheng)體無(wu)(wu)人(ren)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)對跨(kua)(kua)域(yu)(yu)復雜環境(jing)的(de)(de)(de)(de)應對能力，對于提(ti)高全域(yu)(yu)通(tong)感導技術(shu)(shu)具(ju)有十分重要的(de)(de)(de)(de)作用。然而(er)，在(zai)水(shui)和空氣(qi)兩種(zhong)介質(zhi)(zhi)之間，使(shi)用傳(chuan)(chuan)統(tong)(tong)(tong)(tong)通(tong)信技術(shu)(shu)難以(yi)實現跨(kua)(kua)介質(zhi)(zhi)節點(dian)(dian)間有效的(de)(de)(de)(de)信息(xi)傳(chuan)(chuan)遞，制約了無(wu)(wu)人(ren)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)在(zai)該場景下(xia)的(de)(de)(de)(de)跨(kua)(kua)域(yu)(yu)協同。因此，研制具(ju)有跨(kua)(kua)域(yu)(yu)穿梭和巡游能力的(de)(de)(de)(de)無(wu)(wu)人(ren)平臺(tai)，使(shi)其在(zai)跨(kua)(kua)域(yu)(yu)協同系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)中充當信使(shi)角色，實現跨(kua)(kua)介質(zhi)(zhi)節點(dian)(dian)間的(de)(de)(de)(de)信息(xi)傳(chuan)(chuan)遞與交(jiao)互，是(shi)解(jie)決無(wu)(wu)人(ren)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)跨(kua)(kua)域(yu)(yu)協同的(de)(de)(de)(de)有效手段。
對此，團隊研發(fa)了水空(kong)跨域(yu)(yu)(yu)巡航器(qi)原型機“同濟飛(fei)魚”。其采用了搭(da)載(zai)水空(kong)兩(liang)用推(tui)進單(dan)元和舵(duo)面傾轉機構的(de)四旋(xuan)翼構型設計，重量為(wei)1.63千克，軸距為(wei)380毫米，具(ju)備跨域(yu)(yu)(yu)穿梭(suo)能力，又具(ju)備雙(shuang)域(yu)(yu)(yu)巡航能力，可在空(kong)中(zhong)懸停6分鐘，在水下巡游約40分鐘。
“同濟飛魚”測試中
水和空(kong)氣兩種介(jie)(jie)質(zhi)的(de)流體力(li)學特性(xing)的(de)不(bu)同(tong)(tong)，對(dui)推(tui)進器(qi)工(gong)作(zuo)區間(jian)和系(xi)統(tong)(tong)整體工(gong)作(zuo)平衡(heng)點(dian)提出了(le)(le)(le)截然不(bu)同(tong)(tong)的(de)要(yao)求。針(zhen)對(dui)跨(kua)介(jie)(jie)質(zhi)推(tui)進問(wen)題，巡(xun)(xun)航(hang)(hang)器(qi)搭載微(wei)型雙速(su)(su)齒輪箱實現推(tui)進器(qi)工(gong)作(zuo)區間(jian)的(de)切換，以適應(ying)不(bu)同(tong)(tong)介(jie)(jie)質(zhi)環境，大(da)大(da)簡化結(jie)構(gou)和減(jian)低重量(liang)，同(tong)(tong)時保證了(le)(le)(le)在(zai)(zai)兩介(jie)(jie)質(zhi)中的(de)運行效率；針(zhen)對(dui)系(xi)統(tong)(tong)平衡(heng)點(dian)問(wen)題，巡(xun)(xun)航(hang)(hang)器(qi)在(zai)(zai)傳統(tong)(tong)旋(xuan)翼飛行器(qi)的(de)基礎上，增(zeng)加了(le)(le)(le)舵(duo)面傾轉自(zi)由度，在(zai)(zai)水下改變(bian)推(tui)力(li)矢量(liang)方向(xiang)以切換系(xi)統(tong)(tong)工(gong)作(zuo)模(mo)態，通過(guo)(guo)結(jie)構(gou)上的(de)變(bian)化滿足水空(kong)兩介(jie)(jie)質(zhi)對(dui)系(xi)統(tong)(tong)平衡(heng)點(dian)的(de)不(bu)同(tong)(tong)要(yao)求，極大(da)提高了(le)(le)(le)跨(kua)域(yu)操(cao)控(kong)性(xing)和機動(dong)性(xing)。除此之外(wai)，巡(xun)(xun)航(hang)(hang)器(qi)本體搭載了(le)(le)(le)由GPS、慣(guan)性(xing)測量(liang)單元(yuan)（IMU）、深度計和微(wei)型多普(pu)勒(le)速(su)(su)度計（DVL）組成的(de)跨(kua)域(yu)定位導航(hang)(hang)系(xi)統(tong)(tong)，具備(bei)水下、空(kong)中和跨(kua)介(jie)(jie)質(zhi)過(guo)(guo)程中的(de)自(zi)動(dong)操(cao)控(kong)能力(li)。
同(tong)濟大學(xue)(xue)勇擔新時代新使命，緊密對接國家人(ren)工(gong)智(zhi)(zhi)能(neng)發展(zhan)(zhan)(zhan)戰略(lve)，積極(ji)打造人(ren)工(gong)智(zhi)(zhi)能(neng)國家戰略(lve)科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)力量，以人(ren)工(gong)智(zhi)(zhi)能(neng)賦予(yu)傳統學(xue)(xue)科(ke)(ke)(ke)發展(zhan)(zhan)(zhan)新動(dong)能(neng)，提升傳統優勢學(xue)(xue)科(ke)(ke)(ke)新內涵(han)。同(tong)濟大學(xue)(xue)上海自主(zhu)智(zhi)(zhi)能(neng)無人(ren)系統科(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)中心成(cheng)立(li)4年來，已(yi)在重(zhong)(zhong)(zhong)大重(zhong)(zhong)(zhong)點(dian)項目有組(zu)織科(ke)(ke)(ke)研(yan)(yan)開展(zhan)(zhan)(zhan)、智(zhi)(zhi)能(neng)科(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)與技(ji)(ji)(ji)術高峰學(xue)(xue)科(ke)(ke)(ke)建(jian)設、高端(duan)人(ren)才引育(yu)、博士生培養、重(zhong)(zhong)(zhong)大科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)基(ji)(ji)礎設施建(jian)設、多(duo)學(xue)(xue)科(ke)(ke)(ke)交叉融合(he)、產學(xue)(xue)研(yan)(yan)合(he)作等方面取得重(zhong)(zhong)(zhong)要進展(zhan)(zhan)(zhan)，圍(wei)繞重(zhong)(zhong)(zhong)點(dian)研(yan)(yan)究方向的基(ji)(ji)礎理論、關鍵核心技(ji)(ji)(ji)術和技(ji)(ji)(ji)術應(ying)用成(cheng)果(guo)突出，獲批首批全國重(zhong)(zhong)(zhong)點(dian)實驗室、智(zhi)(zhi)能(neng)科(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)與技(ji)(ji)(ji)術交叉學(xue)(xue)科(ke)(ke)(ke)博士點(dian)，國際影響(xiang)力大幅提升。
此次科學(xue)中心聯合香(xiang)港中文大學(xue)團隊研發的(de) “同濟飛魚”，結合科學(xue)中心研發的(de)水(shui)下(xia)“海鰻”“大力水(shui)手”軟體(ti)機器(qi)人等系列智能裝備(bei)，有望支撐(cheng)國(guo)家海洋(yang)安全和(he)資源(yuan)勘探等重大戰略(lve)及需求。
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