◎ 科技日報記者 何亮 實習記者 都芃
外形酷似“冰壺”，還是個機器人！
2月2日的冬奧公園，當冬奧會火炬手将奧運聖火傳遞給科技領域一位特殊火炬手——水陸兩栖機器人時，火炬傳遞的科技感瞬間拉滿！
隻見水陸兩栖機器人手持燃燒着的火炬，沿冰壺賽道旋轉滑入冰洞口，機器人不斷下潛，冬奧火炬點亮了北京冬奧公園的冰下水世界。
此時，水下變結構機器人也在不斷向水陸兩栖機器人靠攏，當兩型機器人手持火炬在水下對接點火成功，現場掌聲雷動。
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而後，水下變結構機器人手持點燃火炬由洞口出水，就像花樣遊泳運動員“芙蓉出水”一樣，燃燒着的奧運聖火再一次點燃大家的激情！奧運史上首次機器人與機器人之間在水下進行火炬傳遞的傳奇就此書寫。
10秒内完成水下火炬點燃
好奇的觀衆不禁要問：進入水下，火炬為何還能燃燒？又是如何保障機器人在水下精準懸停？
“冰下開展機器人與機器人的精準對接與水下點火，既是機器人跨域火炬傳遞最大的亮點也是最大的難點，其難度堪比太空艙對接。”國家重點研發計劃“科技冬奧”重點專項“多機器人跨域火炬傳遞技術研究與系統示範應用”項目負責人田啟岩博士說。
水陸兩栖機器人
冰下水中實作火炬接力，要求在野外複雜流場環境條件下，兩個浮動水下機器人平台機械臂手持火炬，同時火炬末端的定位精度持續保持在1cm以内。田啟岩告訴科技日報記者，水下火炬具有特殊性，進入水下接力狀态後，接力的視窗期很短，需要在10秒内控制水下機器人機械手，完成火炬點燃。
為實作機器人水下秒級精準對接和作業，中國科學院沈陽自動化研究室科研團隊曆時9個月的集智攻關，突破了冰水跨媒體高适應性運動控制、水下動态對準、水下機械臂厘米級精準作業等關鍵技術，奠定了機器人水下火炬傳遞技術基礎。
水下變結構機器人
特種火炬下水前會自主補氧
不同于其他手持火炬，水陸兩栖機器人手握的是國際上首隻無煙燃燒的綠色清潔水空跨媒體火炬，以此為基礎，才能實作水下對接點火。
“燃燒要有三個要素，可燃物、助燃物和點火源。一般的燃燒大多是以空氣中的氧氣作為助燃物，是以當水隔絕了空氣就會使火焰熄滅。而本次機器人傳遞的特種火炬，在下水前能夠自主補氧，就可以在水下不依賴空氣中的氧氣。”田啟岩告訴科技日報記者，中國航天科工集團三院三十一研究所對燃燒器進行了專門的設計，通過燃燒器的實體結構和氣動特性對火焰進行保護，防止水環境對火焰的破壞。
展現奧運與科技的完美結合
火炬接力是奧運會中非常重要的環節，奧運火炬傳遞見證了人類科技、文明與智慧的不斷進步，通過水陸兩栖機器人和水下變結構機器人實作“機器人-機器人”間冰面、水下跨域跨媒體的火炬接力，展現了北京冬奧會的科技元素和中國機器人的科技水準。
“我們的出發點是想展現奧運與科技的完美結合。”田啟岩表示，機器人是制造業皇冠頂端的明珠，随着機器人技術的不斷發展，機器人與機器人的共融以及機器人與環境的共融是一個重要的發展方向。
“我們通過多機器人跨域協同火炬傳遞，展現出機器人間的共融和機器人與冰面、冰下環境的共融，正好也跟冬奧的冰雪理念吻合。”田啟岩說。
來源：科技日報 文中圖檔除注明外由田啟岩提供
編輯：張爽
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終審：王郁