智能消毒機器人站好冬奧防疫崗

編者按:

奮進的中國再度點燃激情與夢想的圣火，世界翹首以待的北京冬奧會于2月4日開幕。

“水立方”變身“冰立方”、“百米級、分鐘級”精準氣象預報、國家速滑館世界跨度最大的單層雙向正交馬鞍形索網屋面、5G信號覆蓋所有場館、8K比賽畫面實時傳輸……科技冬奧是北京2022年冬奧會和冬殘奧會的主要特色，是體現我國綜合國力的舞臺，更是實現高水平科技自立自強的舞臺。

中國科協網開設“科技冬奧的背后故事”專題，挖掘冬奧高科技的幕后故事、幕后英雄，展現中國科協所屬全國學會及廣大科技工作者在“科技冬奧”中的拼搏、奉獻、創新、超越，記錄科技工作者助力北京冬奧冰雪史詩的感人故事。

沒有防護服，沒有護目鏡，它是代替人類剿滅新冠病毒勇敢無言的“消殺衛士”。

鎖定目標，揮臂前進，前后左右，下一個目標……在北京2022年冬奧會國家體育場運動員更衣室門口，一個裝有機械臂的智能消毒機器人，正熟練自主地對所有桌面依次進行深紫外線消殺。

“機器人的作用就是替代人操作深紫外設備，在危險或潛在危險區域實施物體表面消毒或空氣消毒，以減少交叉感染，保護人類健康。”中國自動化學會會員、中國科學院自動化研究所研究員趙曉光說。

與普通的消毒機器人不同，在面對復雜物體表面時，這款智能消毒機器人不僅能自適應地識別物體的形狀，還能自主規劃消毒軌跡，實現高效、精準的消殺效果，更適合在無人操作的環境下工作。

而這背后，正是基于紫外線芯片技術、多自由度機械臂技術以及雙目視覺識別技術、智能控制技術。

搭載準分子消毒燈的智能消毒機器人   受訪者供圖

“機械臂智能消毒機器人屬于強力表面消殺型，機器人手持的消毒設備可以產生265-275納米的深紫外線，僅需3-5秒的照射，就能殺掉物體表面90%以上的細菌和病毒。”趙曉光說。

但這也對機器人的智能化程度提出了更高要求。它不僅要有較高的自主感知，能精確識別目標物體是人還是物，還要自主決策和自主執行，規劃消殺哪里、從哪里開始、到哪里結束，并自行完成整個任務。

除了機械臂智能消毒機器人，趙曉光團隊還將智能機器人與準分子消毒燈巧妙地結合在一起，共同助力北京冬奧會和冬殘奧會的防疫工作。

準分子消毒燈，在很多媒體報道中被稱為“光疫苗”，它能發出222納米波長的紫外線，對被照射的空氣實現消毒，并且不會對人體產生傷害。

就在去年，這款消毒“黑科技”還隨東京奧運會中國代表團出征東京。

機械臂消毒機器人正在對桌面物品進行消毒   受訪者供圖

而當大家感慨準分子消毒燈的“神奇”功效時，趙曉光就已在思考如何讓準分子消毒燈與智能機器人結合，實現更高效便捷可流動式的消毒。

“深紫外消毒設備其實是一種消毒工具，而機器人就是替代人類來使用工具，以保護人員安全、減輕勞動量。”趙曉光說。

為了盡快讓智能消毒機器人“上崗”北京冬奧會，她帶領團隊投入到爭分奪秒的科研中。

實際上，趙曉光團隊所在的中科院自動化研究所復雜系統管理與控制國家重點實驗室在智能機器人方面已有30多年積累，而她自己在該領域也深耕了20多年。對他們而言，相較于技術上的難題，機器人設計工藝才是更大的挑戰。

“那段時間，我們都放下了手上的其他工作，專心推敲機器人的細節設計，因為一旦到了加工環節，就意味著要增加成本，所以很多細節我們必須反復推敲，最終定稿后，才聯系工廠加工。”趙曉光回憶道。

雖然目前已經“上崗”的兩種智能消毒機器人已經表現出了出色的工作能力，但有一點趙曉光還不是很“滿意”，那就是它們的“顏值”。

“它們還不是很好看，沒有那么萌。”趙曉光說，“如果完成功能設計后再考慮外觀，就感覺怎么裝都不對。應該在最初就讓產品設計人員融合到團隊里，讓機器人實用又好看。”

趙曉光表示，下一步將繼續改進智能消毒機器人的設計工藝、降低成本，盡快讓消毒機器人走進人們日常生活。“我們希望智能機器人系統在各種應用場景中，實現從理論到實踐的不斷突破，最終使機器人越來越智能，幫助人類做更多的事。”

在趙曉光看來，北京2022年冬奧會，不僅是奧林匹克精神的體現，也是向世界展現中國精神的盛會，“作為科技工作者，能夠為北京冬奧盡一份力，備感榮耀。我們課題組已經做好全力以赴為冬奧會服務的各項準備，讓我們共同期待這場冰雪盛會。”