科考隊(duì)員為“大球”探測(cè)工作做準(zhǔn)備。袁凱琪 攝

“雪龍”脫困之后，又有好消息傳來(lái)。由上海大學(xué)和中國(guó)極地研究中心聯(lián)合自主研發(fā)的極地漫游球形機(jī)器人，在距我中山站10公里附近區(qū)域，完成首次數(shù)據(jù)采集、傳輸測(cè)試，傳回的大氣參數(shù)經(jīng)檢驗(yàn)全部準(zhǔn)確無(wú)誤。據(jù)悉，這個(gè)直徑2.8米的大家伙外靠風(fēng)力驅(qū)動(dòng)，內(nèi)部器材憑太陽(yáng)能支撐，將有助在特殊區(qū)域進(jìn)行環(huán)境分析，甚至大氣環(huán)流趨勢(shì)探察。未來(lái)有望為我國(guó)極地、特別是極地內(nèi)陸科考添翼。上大機(jī)械與自動(dòng)化學(xué)院的課題組老師們給它取了個(gè)小名叫“大球”。

當(dāng)前，各國(guó)都在加強(qiáng)對(duì)極地的關(guān)注和研究，由于當(dāng)?shù)貧庀蟆⒌匦螚l件復(fù)雜，“機(jī)器人科考”正成為技術(shù)主流之一。目前各國(guó)主要探索的方向是強(qiáng)調(diào)可操控，動(dòng)力來(lái)源為電或燃油。然而這也在無(wú)形中限制了機(jī)器人的活動(dòng)范圍，目前最大覆蓋半徑為50公里，面對(duì)廣袤的南極大陸，這樣的活動(dòng)范圍幾乎微不足道。如何讓機(jī)器人擺脫能源這道無(wú)形的繩索，機(jī)動(dòng)性更強(qiáng)，走得更遠(yuǎn)？近年來(lái)美國(guó)、中國(guó)科學(xué)家均在這一領(lǐng)域發(fā)力。

據(jù)項(xiàng)目組負(fù)責(zé)人羅均教授介紹，“大球”設(shè)計(jì)思路是只靠風(fēng)力做物理位移，也就是靠著風(fēng)吹，吹到哪里量到哪里，內(nèi)部測(cè)量傳輸設(shè)備則由太陽(yáng)能電池薄膜提供電力驅(qū)動(dòng)，理論上說(shuō)，只要太陽(yáng)能電池還能用，就可一直工作下去。雖然這樣的設(shè)計(jì)完全放棄了對(duì)整個(gè)機(jī)器人移動(dòng)的控制，但無(wú)疑在測(cè)量覆蓋面上可以大大拓展，若一次施放幾十個(gè)，再與衛(wèi)星定位系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)配合，可以成為與操控性機(jī)器人科考、人工科考互補(bǔ)的全新探測(cè)手段，意義重大。也正因此，這個(gè)機(jī)器人才被設(shè)計(jì)為球形，便于風(fēng)吹移動(dòng)、跨越障礙。

看似簡(jiǎn)單，但如何確保“大球”工作中不怕磕磕碰碰，科學(xué)家在材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上花了大力氣。據(jù)了解，整個(gè)球體由雙層柔性球膜組成，外球透明，與內(nèi)球間連接幾百道預(yù)張力繩索，形成一個(gè)物理上的減震保護(hù)系統(tǒng)。內(nèi)球同樣透明，里面裝著相關(guān)器材以及黑色的太陽(yáng)能電池膜，在漫長(zhǎng)“旅程”中所得數(shù)據(jù)每隔3分鐘更新一次，并及時(shí)回傳。有趣的是，這個(gè)球形機(jī)器人工作時(shí)內(nèi)外球之間充滿了空氣，充氣后機(jī)器人體積增大，更方便極地大風(fēng)吹動(dòng)這個(gè)體重30公斤的大家伙，要運(yùn)輸存儲(chǔ)時(shí)放掉氣就癟了。

去年11月，“大球”與項(xiàng)目組專家們告別，隨中國(guó)第30次南極科考隊(duì)“雪龍?zhí)枴苯?jīng)過(guò)1個(gè)多月的海上航行，于2013年12月16日到達(dá)南極中山站，并在北京時(shí)間今年1月2日16時(shí)在距離中山站10公里附近區(qū)域進(jìn)行首次極地試驗(yàn)，3分鐘剛剛過(guò)去，也就是16時(shí)03分，上海大學(xué)項(xiàng)目組的電子郵箱就實(shí)時(shí)收到“大球”的第一封家書，其中包括當(dāng)時(shí)所處位置氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速等重要數(shù)據(jù)，此后每3分鐘一封。羅均說(shuō)，這就是“大球”在報(bào)平安，表明各個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行正常且穩(wěn)定。（記者 彭德倩）