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設備與工具在剛剛過去的農(nóng)業(yè)作業(yè)季里，搭載天大自主研發(fā)的高可靠、穩(wěn)定飛行控制系統(tǒng)的無人機已為超過100萬畝作物噴灑藥劑，使用噴劑900多噸，為北至黑龍江、南至海南的農(nóng)業(yè)作物撐起一道“保護傘”。
天津大學自動化學院教授齊俊桐帶領科研團隊10余年來致力于給無人機造智能化的“大腦”和“手臂”，智能化無人機不僅在我國農(nóng)業(yè)植保、物流、電網(wǎng)巡檢等相關領域發(fā)揮了關鍵作用，還使中國的相關產(chǎn)業(yè)走入世界前列，展露鋒芒。
無人機為農(nóng)作物噴灑藥劑
與大多數(shù)人熟悉的用于航拍、表演的消費級無人機不同，天大團隊研發(fā)的商業(yè)級無人機需憑借人工智能控制系統(tǒng)應用到各個行業(yè)領域?！跋啾认M級無人機身邊相伴的飛鳥、白云美景，商業(yè)級無人機常常打交道的是密布的高壓電線和農(nóng)作物，無論環(huán)境合不合適，都要完成飛行任務?！饼R俊桐描述說。
無論有什么樣的建筑物阻擋，什么樣的交叉跨越，智能無人機必須要完成任務，這就要求它不僅要有“小腦”，更重要的是運用“大腦”。與人類一樣，“小腦”負責平衡穩(wěn)定，“大腦”用來判斷環(huán)境感知和判別能力。齊俊桐向記者介紹：“我們要讓無人機‘看到并判斷’周圍復雜的環(huán)境，既能找到回‘家’的路，還能與環(huán)境產(chǎn)生更緊密的交互，同時具備學習能力和數(shù)據(jù)分析能力?！?
經(jīng)過一次次試驗，團隊自主研發(fā)出自適應飛控算法，將復雜環(huán)境感知的多傳感器數(shù)據(jù)融合導航技術和多余度、高可靠飛行控制技術及先進控制算法融會貫通，應用到各式無人機的飛行控制系統(tǒng)上，相當于為無人機裝上了“大腦”。
這套智能無人機噴灑農(nóng)藥飛控系統(tǒng)，使無人機在藥劑噴灑時，不僅從溫度、濕度、保存、防水等方面達到了工業(yè)級要求，而且能夠適應田間的惡劣環(huán)境。“無人機噴藥不但不會破壞作物，而且風吹后葉子翻飛，更容易給葉子的背面施藥，同時增加了半自動等寬噴灑、全自動噴灑等多種適用于農(nóng)田作業(yè)的功能，且更大程度減輕操作人員使用的復雜性?！饼R俊桐表示。
除了具備“大腦”，齊俊桐團隊還讓智能無人機擁有了無形的“手臂”。他們將物聯(lián)網(wǎng)云計算技術與自動化控制技術結合，研發(fā)了全國最大規(guī)模的空中無人化作業(yè)整體解決方案——云平臺。在今年4月至8月的農(nóng)業(yè)作業(yè)季期間，該平臺收到了超過8000多萬條有效數(shù)據(jù)，涉及作業(yè)面積、作業(yè)次數(shù)、飛防時間、噴灑藥劑數(shù)量、飛防金額等內(nèi)容。
不僅在農(nóng)業(yè)植保領域，在物流、電網(wǎng)巡檢領域，智能化無人機也發(fā)揮著巨大作用。它們可以代替人進行長距離、復雜環(huán)境的巡檢工作，如輸電線路的巡檢、輸油線路的巡檢，及移動鐵塔的巡檢、光伏的巡檢等。
齊俊桐團隊正在調(diào)試用于電網(wǎng)巡檢的無人機
據(jù)介紹，傳統(tǒng)人工巡檢需要人拿著望遠鏡，查看線路，人工成本高、工作效率低、巡檢效果也不能保證，而利用智能化無人機開展工作，巡視效率約是人工的6倍到10倍。對于導線上外飄物隱患的處理，傳統(tǒng)人工需要5至8小時，且線路需要停電，而無人機可以帶電作業(yè)，并在15至20分鐘內(nèi)快速清除外飄物。無人機若搭載紅外測溫設備，大約10分鐘就能完成過去約40分鐘的人工登塔測溫作業(yè)，工作效率提升了4倍?！斑@也對無人機系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，還有操作模式、流程提出了更高的要求?！饼R俊桐表示。目前，團隊研制的智能無人機已在南方偏遠地區(qū)開展電力巡檢作業(yè)。
“當下，我們的生活、工作環(huán)境正在因人工智能悄然發(fā)生改變，我們將受惠于這種改變，并樂于投身其中，努力將人從復雜的環(huán)境中解放出來，這也是我們的初心?！饼R俊桐教授說。
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