【儀器網(wǎng) 時事聚焦】近日，由中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所余道洋團隊和聯(lián)合水務(wù)科技股份有限公司聯(lián)合研制的水環(huán)境智能運維機器人在湖北赤壁市金雞山公園楊家湖首航，助力實現(xiàn)水環(huán)境的科學(xué)化長效管理。
黨的十八大以來，以習(xí)近平同志為核心的黨中央高度重視生態(tài)文明建設(shè)，“綠水青山就是金山銀山”理念已深入人心，作為生態(tài)文明建設(shè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的水生態(tài)環(huán)境建設(shè)將是重中之重。受制于技術(shù)和裝備，現(xiàn)有的水生態(tài)環(huán)境修復(fù)多數(shù)是“頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳”，治標不治本，雖然短期內(nèi)效果明顯，能夠?qū)崿F(xiàn)水質(zhì)快速達標，但破壞了生態(tài)。由于技術(shù)不成熟和工程項目的短期行為，部分修復(fù)項目已經(jīng)出現(xiàn)了水體反彈等問題。特別是隨著國家集中治理大規(guī)模投資的減少，前期的集中整治可能會出現(xiàn)大量反彈。因此，如何提升水環(huán)境自我
凈化能力，讓水質(zhì)常態(tài)化達標不反彈，實現(xiàn)水域?qū)I(yè)化、科學(xué)化、智慧化和自主化管理是現(xiàn)階段的迫切需求。
水環(huán)境智能運維機器人集合了基于水環(huán)境機器人硬件系統(tǒng)和智慧管理控制平臺系統(tǒng)，具有水質(zhì)監(jiān)測、生態(tài)監(jiān)控、健康診斷、智慧養(yǎng)護、污染溯源、智能巡河、生態(tài)恢復(fù)、精準控制等功能。通過將人工智能和機器人技術(shù)與水生態(tài)環(huán)境綜合治理運維全體系軟硬件相融合，形成閉環(huán)系統(tǒng)，顯著提高了水環(huán)境運維效率、效果且降低了成本；進一步結(jié)合智慧管控系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)了水體的科學(xué)化長效管理。該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括：
(1)研發(fā)了全無人自主作業(yè)水面機器人GNC系統(tǒng)，解決了復(fù)雜環(huán)境下智能感知、導(dǎo)航避障等技術(shù)，實現(xiàn)高度智能化自主巡航。
(2)發(fā)展了水中污染物的原位檢測與深度解析方法，實現(xiàn)了水生態(tài)環(huán)境在線監(jiān)測與時空動態(tài)分析，并開發(fā)了生物生態(tài)群落實時圖像采集與識別技術(shù)。
(3)開發(fā)了水面目標圖像自動監(jiān)測與識別算法，實現(xiàn)對違禁人和物的精準甄別與預(yù)警。
(4)構(gòu)建了水生態(tài)健康分析數(shù)學(xué)模型，對水體健康進行實時診斷分析和評價。
(5)具備狹窄復(fù)雜河道全天候無人化水面漂浮物自動保潔與養(yǎng)護功能。
(6)利用水面機器人自主追蹤、定位及溯源突發(fā)性水污染和偷排投放，實現(xiàn)數(shù)十種水中常見有機污染物分子基團的快速檢測、識別和溯源。
(7)在5G或高速網(wǎng)絡(luò)支持下，通過沉浸式圖像傳輸和VR眼鏡實現(xiàn)遠程沉浸式駕駛，實現(xiàn)遠程智能巡河。
(8)利用船載設(shè)備產(chǎn)生活性氧微納氣泡等殺滅藻類，氧化污染物，并結(jié)合
微生物菌劑實現(xiàn)環(huán)境友好的水生態(tài)修復(fù)技術(shù)。
(9)基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和PID閉環(huán)控制的水生態(tài)精準修復(fù)方案，融合軟硬件和管理決策，實現(xiàn)生態(tài)自凈和自適應(yīng)修復(fù)系統(tǒng)。
水環(huán)境智能運維機器人首航后，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院與聯(lián)合水務(wù)集團將繼續(xù)秉承開放合作的精神，深度加強產(chǎn)學(xué)研合作，為推動我國水務(wù)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展而不懈努力，奮力譜寫智慧水務(wù)的新篇章，為我國水環(huán)境管理樹立新的標桿。
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