水陆两栖智能视觉球形机器人

　　今年4月启动以来，已举办18个主题42场路演活动，推出项目150个。为展示科技转化应用成果，我们推出“前两期已推出环保、医药方面的优质项目。今天，秦创原带您一起了解一款水陆两栖智能视觉球形机器人。

　　6月2日，西安交通大学创新港，一场“高、精、尖”齐聚的高端装备专场路演活动在泓德楼举办。在这场路演活动中，《水陆两栖球形仿生机器人》这个项目因其先进性、独特性赢得了线下线上众机构的关注。

　　“未来属于青年，希望寄予青年”。据了解，这个项目的核心技术骨干全部是学生，3名博士4名硕士。3年前，这群志向远大的学生们，在导师朱爱斌的带领下，开始研究球形机器人。2019年，他们的第一代水陆两栖球形机器人就获得第三届丝绸之路机器人创意大赛特等奖；2020年，第二代水陆两栖球形机器人获得第二届中国研究生机器人创意设计大赛二等奖；2021年获得第十九届微软“创新杯”大赛中国区总决赛一等奖。

　　到目前为止，该项目已经更新换代研发第三代了。这和团队的“快速迭代”的工作理念有关，虽然已数次获奖，还要不断改进。团队认为，只有不断创新，性能才能不断提升。这样的理念，让这一款水陆两栖球形机器人比其他同类产品更出众、更稳定。

　　这款机器人的全称是：具有主动姿态驱动与恢复的水陆两栖智能视觉球形机器人。具有主动姿态驱动与恢复指的是球形机器人可以通过内部的重摆偏心结构主动控制球形机器人的姿态，可以通过飞轮机构增加稳定性，恢复机器人的稳定姿态。

　　球形机器人相对于其他形状的机器人来说，具有完全封闭的球形外壳，能把机器人内部机械结构和电气结构和外界完全隔离，这样机器人内部运动结构不会受到外界的环境影响，比如泥沙、灰尘等，同时可以做防水密封实现水陆两栖。球形外壳还可以实现外壳的静密封，能把内部电气结构和外界隔离，实现电气隔离，在易燃易爆的环境中不会引起危险，适合用于易燃易爆的化工厂、变电站巡检。

　　普通的移动机器人，如轮式、履式、足式很难实现水陆两栖，这是因为这些机器人的驱动机构在地面可以驱动机器人，在水中驱动机器人面临很大的困难，且需要做严格的防水密封。

　　水陆两栖六足机器人、蛇形机器人等特种机器人可以水陆两栖，但是它们动力输出机构是裸露的，要在水里运动需要做严格的动密封，密封性和密封寿命有一定限制。而西安交大这款机器人的球形外壳，密封性很好，并且做的密封是静密封，寿命比六足和蛇形的长很多。

　　目前该球形机器人在水面时可以滚动，暂不能潜水。试想一下，一个圆乎乎的胖子，在水面上灵活的漂移，比起段誉的“凌波微步”，当是有过之无不及。

　　而这个机器人另一个优秀的特点是“全景视觉感知功能”，包括前向180度，后向180度。4个摄像头通过3D打印的固定支座固定在球形机器人中空主轴上，树莓派4B+通过螺钉固定于一侧重摆上，并通过usb连接4个摄像头当4个摄像头的图像经树莓派实时拼接完后，将其实时传回上位机，并在上位机上用python+OpenCV+Tensorflow-GPU建立卷积神经网络，对实时传回的全景图像进行目标检测和追踪。

　　通俗来讲，就是它的眼睛可以看到360度的视角，并且对实时传回的全景图像锁定目标然后追踪。所以，该机器人的应用领域为安防巡检、军事侦察、管道巡检，目标客户为有巡检需求的无人工厂、化工厂、高档小区，有水陆两栖侦察需求的军方，有管道巡检需求的油气企业。

　　这款机器人还具备转向灵活的特征，转弯半径很小，可以在狭窄的空间中灵活运动；它还能够在不同陆地地形稳定行走，最大运行速度可达2m/s，最大持续爬坡角为7°，瞬间爬坡角可达28°，具备爬坡和越障功能。

　　值得称赞的是，该项目在7月份在秦创原又参加了CCTV2创业英雄汇的项目选拔赛海选环节，并将于8月26日在陕西广播电台参加正式赛事录播。

　　迈出陕西走向全国，相信这个项目在创业英雄汇中会有出色表现，并且在后面的发展中，不断创新，持续进步。