【儀表網 研發快訊】近日，華中科技大學丁烈云院士團隊在中國工程院院刊主刊Engineering(影響因子10.1)上發表了題為Construction Robotics in Extreme Environments: From Earth to Space(極端環境建造機器人：從地球到太空)綜述論文。土木與水利工程學院尤軻博士為本文第一作者，丁烈云院士、周誠教授為共同通訊作者。
當前，新一輪科技革命和產業變革深入發展。科學研究向極宏觀拓展、向極微觀深入、向極端條件邁進、向極綜合交叉發力，成為當今世界科技前沿的發展趨勢。隨著深空、深海、深地探測、綠色低碳高質量發展等國家戰略的實施，我國在極端環境建造領域面臨一系列新的科學技術難題。其中，極端環境建造機器人技術因能滿足高危險性作業、高重復性勞動和高精度操作需要，同時提高建造效率和安全性，被世界各國機器人戰略列為重點發展方向。
極端環境建造機器人是指能夠在各種極端環境中無人/自主執行復雜工程建造任務的機器人，包括危險作業環境，如工程爆破作業、工程拆除作業、災后救援作業和受限空間作業等。極端環境包括污染有害環境如粉塵污染環境、固廢污染環境和核污染環境等，惡劣自然環境如深地、深海、深空為代表的“三深”極端環境等。面向極端環境的建造機器人關鍵科學和技術挑戰是什么，如何實現極端環境下建造機器人的靈巧本體機構、實時環境感知、自主運動規劃和智能決策控制，受到了學術界的廣泛關注與討論，已成為智能建造和智能機器人交叉領域的研究前沿。
極端環境建造機器人的典型應用與關鍵技術
團隊系統梳理與總結了從地球到太空極端環境中的建造機器人關鍵科學技術及研究進展，分析了極端環境建造機器人面臨的危險作業環境、污染有害環境、“三深”極端環境等典型應用場景，闡明了極端環境建造機器人四大關鍵技術性能，即本體機構、環境感知、運動規劃和決策控制等；重點凝練了目前極端環境建造機器人面臨的關鍵科學技術挑戰，包括如何在非結構化、欠觀測手段、多目標約束等條件下確保機器人作業的有效性、安全性和可靠性；展望了在從地球到太空的多種極端環境中建造機器人的未來研究方向，包括仿生機構設計，多模態數據融合、自主運動規劃、智能控制決策等，提出了智能建造和智能機器人交叉領域的前沿發展趨勢。
該工作得到了國家重點研發計劃項目(2023YFB3711300, 2021YFF0500300)、中國工程院戰略研究與咨詢項目(2023-XZ-90, 2023-JB-09-10)，國家自然科學基金(72171092, 71821001)和湖北省自然科學基金杰青項目(2021CFA091)的支持。
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