科考隊員為“大球”探測工作做準備。袁凱琪 攝

“雪龍”脫困之后，又有好消息傳來。由上海大學和中國極地研究中心聯(lián)合自主研發(fā)的極地漫游球形機器人，在距我中山站10公里附近區(qū)域，完成首次數(shù)據(jù)采集、傳輸測試，傳回的大氣參數(shù)經檢驗全部準確無誤。據(jù)悉，這個直徑2.8米的大家伙外靠風力驅動，內部器材憑太陽能支撐，將有助在特殊區(qū)域進行環(huán)境分析，甚至大氣環(huán)流趨勢探察。未來有望為我國極地、特別是極地內陸科考添翼。上大機械與自動化學院的課題組老師們給它取了個小名叫“大球”。

當前，各國都在加強對極地的關注和研究，由于當?shù)貧庀蟆⒌匦螚l件復雜，“機器人科考”正成為技術主流之一。目前各國主要探索的方向是強調可操控，動力來源為電或燃油。然而這也在無形中限制了機器人的活動范圍，目前最大覆蓋半徑為50公里，面對廣袤的南極大陸，這樣的活動范圍幾乎微不足道。如何讓機器人擺脫能源這道無形的繩索，機動性更強，走得更遠？近年來美國、中國科學家均在這一領域發(fā)力。

據(jù)項目組負責人羅均教授介紹，“大球”設計思路是只靠風力做物理位移，也就是靠著風吹，吹到哪里量到哪里，內部測量傳輸設備則由太陽能電池薄膜提供電力驅動，理論上說，只要太陽能電池還能用，就可一直工作下去。雖然這樣的設計完全放棄了對整個機器人移動的控制，但無疑在測量覆蓋面上可以大大拓展，若一次施放幾十個，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器人科考、人工科考互補的全新探測手段，意義重大。也正因此，這個機器人才被設計為球形，便于風吹移動、跨越障礙。

看似簡單，但如何確保“大球”工作中不怕磕磕碰碰，科學家在材料選擇、結構設計上花了大力氣。據(jù)了解，整個球體由雙層柔性球膜組成，外球透明，與內球間連接幾百道預張力繩索，形成一個物理上的減震保護系統(tǒng)。內球同樣透明，里面裝著相關器材以及黑色的太陽能電池膜，在漫長“旅程”中所得數(shù)據(jù)每隔3分鐘更新一次，并及時回傳。有趣的是，這個球形機器人工作時內外球之間充滿了空氣，充氣后機器人體積增大，更方便極地大風吹動這個體重30公斤的大家伙，要運輸存儲時放掉氣就癟了。

去年11月，“大球”與項目組專家們告別，隨中國第30次南極科考隊“雪龍?zhí)枴苯涍^1個多月的海上航行，于2013年12月16日到達南極中山站，并在北京時間今年1月2日16時在距離中山站10公里附近區(qū)域進行首次極地試驗，3分鐘剛剛過去，也就是16時03分，上海大學項目組的電子郵箱就實時收到“大球”的第一封家書，其中包括當時所處位置氣溫、氣壓、濕度、風向、風速等重要數(shù)據(jù)，此后每3分鐘一封。羅均說，這就是“大球”在報平安，表明各個系統(tǒng)運行正常且穩(wěn)定。（記者 彭德倩）