機器人具有感知、決策、執行等基本特征，可以輔助甚至替代人類完成危險、繁重、復雜的工作，提高工作效率與質量,服務人類生活,擴大或延伸人的活動及能力范圍。機器人是自動執行工作的機器裝置。既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動。

機器人的任務是協助或取代人類的工作。機器人是高級整合控制論、機械電子、計算機、材料和仿生學的產物。特種機器人則是除工業機器人之外的、用于非制造業并服務于人類的各種先進機器人，包括：服務機器人、水下機器人、娛樂機器人、軍用機器人、農業機器人等。

近日，沈陽自動化研究所自主研制的“云雀”自主飛行機器人助力科研人員進行青藏高原開展高海拔冰川與湖泊智能化科考工作。“云雀”飛行機器人突破了“稀薄大氣中的高效升力系統設計”、“高原強風干擾下的自主控制”等技術瓶頸，實現了空氣稀薄、強風擾等極端環境下的自主起降、定點/航跡飛行、仿地飛行、動靜態障礙物避碰等自主功能。“云雀”具備“攜帶5公斤科考載荷、抵御7級大風，在海拔6000米的高度飛行近30分鐘”綜合能力，是我國首 款適應極高海拔環境的科考飛行機器人。

在海拔6000米的廓瓊崗日冰川區，“云雀”完成了冰面溫度熱紅外影像監測、冰川三維地形勘測與建模、高空大氣溫濕壓與黑碳通量垂直廓線監測工作;在海拔4730米的納木錯湖，完成了深部水體樣品自動化采集和湖水溫度垂直剖面實時監測工作。本次應用充分驗證了“云雀”的自主作業能力可覆蓋青藏高原所有野外科考站和絕大部分冰川區，其兼具垂直起降、定點懸停、精準作業等特點，有望形成全新的精細化、智能化科考作業力量。

高效升力系統

主要用于飛機起飛與著陸，主要通過高升力系統來產生，從而避免過長的飛機起飛和滑跑距離。現代飛機采用高升力系統解決上述矛盾，通常是在機翼前緣配置縫翼、在機翼后緣配置襟翼。飛機常用的增升裝置包括：1)前緣縫翼：通過在機翼前緣增加可活動縫翼改變機翼彎度，從而增加機翼升力系數;2)后緣襟翼：通過在機翼后緣增加可活動襟翼改變機翼面積，提高機翼升力。用于驅動以上增升裝置的控制系統就是高升力控制系統。高升力系統是集機械傳動、液壓、檢測和控制等技術于一體的綜合性系統，在系統集成、關鍵部件等方面有獨特的技術特點。

高升力系統是功能獨立的飛機分系統，是從駕駛桿到翼面的完整位置閉環控制系統，由襟縫翼電子控制單元進行信號處理和功能控制，通過總線與飛機航電系統和主飛控系統等其他系統交聯。在先進大型飛機上，高升力系統與主飛控系統、自動駕駛系統等 3 部分組成了完整的飛機飛行控制系統。

高升力系統對飛機的經濟性、維護性有重要影響。現代大型飛機的高升力系統普遍采用集中驅動構架，其機械傳動線路通常長達數十米，總計要連接上百個傳動裝置。高升力系統影響飛機的油耗和起降性能，同時由于飛機高升力系統結構復雜，體積較大、零件數量多、維修難度高、維護成本和費用都較大，大型飛機高升力系統的性能往往決定著飛機的整體市場競爭能力。

高升力系統由翼面作動子系統、機械傳動子系統、動力驅動子系統、控制和監控子系統、故障保護子系統和傳感器子系統等組成。高升力系統的技術發展主要體現在控制與監控、作動能量傳輸方式上。在控制與監控方面，高升力控制系統從人工操縱發展到電傳操縱系統，進而發展成容錯式雙余度數字電傳操縱系統;而在作動能量傳輸方面，則從襟 / 縫翼各段翼面獨立驅動發展到集中共軸驅動，再到內、外襟翼差動，并正在發展多翼面獨立驅動方式。

自主起降

是指無人機按照預先設定好的程序，自主完成起飛(發射)、降落(回收)過程。自主無人機主要由飛行控制計算機、傳感器系統伺服控制系統、地面監測系統等組成。系統所采用的飛行控制計算機為AT91 SAM7SE(512)，傳感器系統包括慣性測量單元、電子羅盤、GPS和Sonar;伺服控制系統由遙控器、PCM接收機和控制滾轉、俯仰、航向、油門和總矩的5個舵機組成;地面監控系統包括PC104、無線路由器以及運行地面監控程序的PC。

系統采集的信息數據主要包括IMU輸出三軸的角速度和線加速度;Compass輸出三軸的地磁通量;GPS輸出的經緯度、海拔、速度、衛星等;Sona輸出的高精度高度數據。主控器綜合各種信息，在串級PID控制下通過卡爾曼濾波算法融合諸數據實現無人機的自主飛行起降。

熱紅外影像監測

由熱紅外掃描器接收和記錄目標物發射的熱輻射能而形成的圖像。熱紅外圖像的解譯有助于區分巖石類型，圈定地質構造，探測地熱資源及地表溫度以及監測環境變化等。利用紅外線可以隔著薄霧和煙霧拍攝景物，即使夜間也可以進行紅外攝影。

用紅外線代替普通光線的攝影，物形的細節更加突出;在衛星上采用紅外線對地面攝影。夜間研究天體的近紅外輻射的吸收光譜，可以了解天體上的氣體成分。紅外線訊號只要中途沒有障礙，能被遠處的接收站接到，并轉變成電流脈動被記錄下來，類似無線電通訊。此外，可以用紅外線來烘烤金屬表面的油漆、烘烤食物。紅外遙感測量技術可用在地質勘探、氣象預報等。

三維地形測繪

三維測量就是被測物進行全方位測量，確定被測物的三維坐標測量數據。其測量原理分為測距、角位移、掃描、定向四個方面。根據三維技術原理研發的儀器包括拍照式(結構光)三維掃描儀、激光三維掃描儀和三坐標測量機三種測量儀器。三維測量可定義為“一種具有可作三個方向移動的探測器，可在三個相互垂直的導軌上移動，此探測器以接觸或非接觸等方式傳送訊號，三個軸的位移測量系統 經數據處理器或計算機等計算出工件的各點坐標(X、Y、Z)及各項功能的測量”。 三維測量的測量功能應包括尺寸精度、定位精度、幾何精度及輪廓精度等。

新聞來源：中國科學院沈陽自動化研究所