接力|难度堪比太空舱对接！奥运史上首次机器人水下传递冬奥火炬科技领域|结构|太空舱|水陆|火

◎ 科技日报采访人员何亮实习采访人员都芃
外形酷似“冰壶” ，还是个机器人！
2月2日的冬奥公园，当冬奥会火炬手将奥运圣火传递给科技领域一位特殊火炬手——水陆两栖机器人时，火炬传递的科技感瞬间拉满！
只见水陆两栖机器人手持燃烧着的火炬，沿冰壶赛道旋转滑入冰洞口，机器人不断下潜，冬奥火炬点亮了北京冬奥公园的冰下水世界。
此时，水下变结构机器人也在不断向水陆两栖机器人靠拢，当两型机器人手持火炬在水下对接点火成功，现场掌声雷动。
视频来源：@北京时间
而后，水下变结构机器人手持点燃火炬由洞口出水，就像花样游泳运动员“芙蓉出水”一样，燃烧着的奥运圣火再一次点燃大家的激情！奥运史上首次机器人与机器人之间在水下进行火炬传递的传奇就此书写。

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10秒内完成水下火炬点燃
好奇的观众不禁要问：进入水下，火炬为何还能燃烧？又是如何保障机器人在水下精准悬停？
“冰下开展机器人与机器人的精准对接与水下点火，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。 ”国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项“多机器人跨域火炬传递技术研究与系统示范应用”项目负责人田启岩博士说。

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水陆两栖机器人
冰下水中实现火炬接力，要求在野外复杂流场环境条件下，两个浮动水下机器人平台机械臂手持火炬，同时火炬末端的定位精度持续保持在1cm以内。田启岩告诉科技日报采访人员，水下火炬具有特殊性，进入水下接力状态后，接力的窗口期很短，需要在10秒内控制水下机器人机械手，完成火炬点燃。
为实现机器人水下秒级精准对接和作业，中国科学院沈阳自动化研究室科研团队历时9个月的集智攻关，突破了冰水跨介质高适应性运动控制、水下动态对准、水下机械臂厘米级精准作业等关键技术，奠定了机器人水下火炬传递技术基础。

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水下变结构机器人
特种火炬下水前会自主补氧
【接力|难度堪比太空舱对接！奥运史上首次机器人水下传递冬奥火炬】不同于其他手持火炬，水陆两栖机器人手握的是国际上首只无烟燃烧的绿色清洁水空跨介质火炬，以此为基础，才能实现水下对接点火。

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水陆两栖机器人

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水下变结构机器人
“燃烧要有三个要素，可燃物、助燃物和点火源。一般的燃烧大多是以空气中的氧气作为助燃物，因此当水隔绝了空气就会使火焰熄灭。而本次机器人传递的特种火炬，在下水前能够自主补氧，就可以在水下不依赖空气中的氧气。 ”田启岩告诉科技日报采访人员，中国航天科工集团三院三十一研究所对燃烧器进行了专门的设计，通过燃烧器的物理结构和气动特性对火焰进行保护，防止水环境对火焰的破坏。
体现奥运与科技的完美结合
火炬接力是奥运会中非常重要的环节，奥运火炬传递见证了人类科技、文明与智慧的不断进步，通过水陆两栖机器人和水下变结构机器人实现“机器人-机器人”间冰面、水下跨域跨介质的火炬接力，展现了北京冬奥会的科技元素和中国机器人的科技水平。
“我们的出发点是想体现奥运与科技的完美结合。 ”田启岩表示，机器人是制造业皇冠顶端的明珠，随着机器人技术的不断发展，机器人与机器人的共融以及机器人与环境的共融是一个重要的发展方向。
“我们通过多机器人跨域协同火炬传递，体现出机器人间的共融和机器人与冰面、冰下环境的共融，正好也跟冬奥的冰雪理念吻合。 ”田启岩说。
转自：科技日报文中图片除注明外由田启岩提供

接力|难度堪比太空舱对接！奥运史上首次机器人水下传递冬奥火炬

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