海大学子研发出防疫硬核武器

发布时间：2020-04-17 21:08 来源：中国海洋大学 A+A-

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郭亭亭是海洋大学工程学院计算机应用专业博士研究生，他密切关注民生公共安全领域。在新冠肺炎疫情最吃紧的时候，为了降低环境消杀工作操作风险，减轻医务工作者负担，他和团队一起研发了履带式消杀机器人和轮式消杀机器人，并分别将机器人命名为“雷神一号”和“火神一号”。

2019中国海洋大学研究生年度人物郭亭亭

临危受命学以致用

环境消杀工作是疫情防控的重要环节。疫情初期，由于医疗物资短缺此项工作面临巨大的风险。

郭亭亭查阅了很多国内传染病相关文献，发现在发生重大传染疫情后，对空气的严格消毒可有效阻击传染源的蔓延。但是目前的消毒工作主要依靠人工背负喷药机完成，喷雾设备的喷雾方向需要人工手持控制，自动化程度低、喷雾扩散射程短、雾滴穿透能力差、消毒效果有限，更重要的是，工作人员在消毒过程中存在作业暴露或防护不当导致感染病毒的风险，二次传播的几率非常大。

特种高危环境中作业的机器人一直是郭亭亭团队研究的中心。疫情最吃紧的阶段，郭亭亭和团队决定要研制一款能代替人工进行消毒作业的机器人，为医务人员减轻工作负担。

设计雏形、研发实物、调试程序、应用场景……整个过程仅短短十余天，他和研发团队攻坚克难，成功研制出智能消杀战“疫”机器人。

智能消杀战“疫”机器人包含两款产品，分别为：履带式消杀机器人和轮式消杀机器人，为了与雷神山医院和火神山医院呼应，他们分别将机器人命名为“雷神一号”和“火神一号”。

这两款产品主要适用于人员密度高、流动性强的医院、车站、广场、商超、院校、社区、农贸市场、食品加工厂等场所，可代替人工进入污染、危险环境进行消毒作业，有效降低人员接触带来的交叉感染风险。

火神一号

雷神一号

产品测试成功后，郭亭亭马上为武汉战区医院等单位捐赠机器人3台，用于医院内部环境消杀、华南海鲜市场和军事医学研究院微生物流行病研究所消杀研究。

精益求精攻坚克难

研发之路从不是一帆风顺，然而在最困难的时候，恰恰也是离成功最近的时候。

郭亭亭在本次研发工作中主要负责机器人的控制工作，但受疫情影响，在研发人员不足的情况下，他还担任起了机械工程师的职责。

“以往机器人携带的作业设备一般安装在移动底盘的中心处，这样机器人运动时比较平稳。但消杀机器人不同，由于在移动底盘前端必须安放消毒弥雾机，只能将药箱后置，而机器人带动消毒药箱移动时，内部消毒液来回晃动，对机器人运动平稳性产生重大扰动，威胁机器人作业安全。”

只有逆流而上，才能找到困难的源头。为了解决这个问题，他反复试验寻找解决方法，最终通过增加重心实时调节的平衡块的方式，实现机器人行进过程中的自适应重心调节。

同时，他还发明药箱内部增加流体阻尼的组件，有效降低了药箱内药液的来回波动幅度，从而进一步提升机器人移动的平稳性，提高爬坡越障性能。

所有付出的汗水与心血最终都会化作熠熠生辉的光芒，在谈及所研发机器人的闪光点时，郭亭亭眼神中闪烁着坚毅和自信。

“爬坡越障能力强，适应复杂环境和地形，并且机器人配置的迷雾消毒装置具备水雾和烟雾两种喷射方式，喷射角度可调，通过远程无线遥控装置实现自主控制，可实现对大型场所的快速消杀，全面提高重大疫情现场处置效率和能力，可为重大疫情灾害应急和公共安全保障等提供有效装备保障和技术支撑。”

仰望星空脚踏实地

学以致用知行合一

目光如炬无畏奔跑

消杀机器人的研发给郭亭亭带来新的启示，第一代产品“雷神一号”和“火神一号”应用推广后，客户反馈回来一些使用意见，例如希望增加4G或5G遥控模块，实现工作人员在控制室远程指挥机器人进行消杀作业。

另外，他们也意识到，现有的机器人是履带式和轮式两种应用场景截然不同的产品，针对不同的场景需要配置不同的机器人，但是很多综合应用场景，例如医院，既需要在楼道等平地进行快速移动消杀，也需要在楼梯等斜坡进行爬坡越障消杀，他们现有的产品无法满足这个场景下的使用需求。

基于此，他们正在优化的第二代机器人，将具备轮履复合的转换功能，机器人可实现履带式和轮式的快速形态切换，从而更加适应不同应用场景。

最后，他们还将在机器人上集成全自动多发热源快速探测、追踪锁定、人脸识别和预警技术。机器人采用二维回转云台，配合矩阵式红外热成像装置，对周围环境监控的同时，可实现对集群行人同时进行体温高精准测量，对温度过高的发热群体利用深度学习和迁移学习技术实现人脸识别，最后驱动机器人快速对发热人群跟踪并上报预警，实现对异常目标的快速判断和隔离。