近日，由中国科学院沈阳自动化研究所自主研制的“云雀”自主飞行机器人在青藏高原开展高海拔冰川与湖泊智能化科考工作，实现了我国首次机器人化高海拔环境科考。

青藏高原海拔高、氧气稀薄、气候恶劣多变，尤其是极高海拔区科考活动难度大、危险系数高，人类难以开展工作甚至无法到达，严重制约了青藏科考全面深入持续开展。为此，在国家重点研发计划项目支持下，中科院沈阳自动化研究所、中科院青藏高原研究所等国内技术团队，围绕高海拔极端环境下的机器人移动与作业技术开展联合攻关。

在海拔6000米冰川区 “云雀”振翅翱翔

据悉，“云雀”飞行机器人突破了“稀薄大气中的高效升力系统设计”“高原强风干扰下的自主控制”等技术瓶颈，实现了空气稀薄、强风扰等极端环境下的自主起降、定点/航迹飞行、仿地飞行、动静态障碍物避碰等自主功能。“云雀”具备“携带5公斤科考载荷、抵御7级大风，在海拔6000米的高度飞行近30分钟”的综合能力，是我国首款适应极高海拔环境的科考飞行机器人。

在海拔6000米的廓琼岗日冰川区，“云雀”完成了冰面温度热红外影像监测、冰川三维地形勘测与建模、高空大气温湿压与黑碳通量垂直廓线监测工作；在海拔4730米的纳木错湖，完成了深部水体样品自动化采集和湖水温度垂直剖面实时监测工作。本次应用充分验证了“云雀”的自主作业能力可覆盖青藏高原所有野外科考站和绝大部分冰川区，其兼具垂直起降、定点悬停、精准作业等特点，有望形成全新的精细化、智能化科考作业力量。

科研人员高寒缺氧环境下迎难而上

中国科学院沈阳自动化研究所机器人学研究室党总支第二党支部飞行机器人党小组克服高海拔、低压、缺氧、严寒等恶劣气候环境，赴青藏高原实施了首次高海拔冰川与湖泊机器人自动化科学考察研究应用，为第二次高原综合科学研究深入实施提供了有力的前沿技术保障。团队成员们展示了坚韧不拔、攻坚克难、勇于攀登的精神。

4700米~5600米的高寒缺氧环境，对科研人员的日常工作与生活都提出了巨大挑战。在缺氧环境下，普通人维持简单的活动尚且感到吃力，团队成员直面繁重紧张的日常科考任务，毫不退缩。党小组带领团队搬运重达20公斤的无人机系统进行校磁，更换调试无人机电池、载荷电池，完成科考飞行任务，进行无人机检修、电池充电、数据校对等工作，每天工作时间长达10至12小时。

团队在本次科考工作期间多次往返位于拉萨的中国科学院青藏高原研究所、纳木错科考站以及廓琼岗日冰川等多地，完成了10余项科考任务，取得了重要突破和进展。由于科考任务需要转场，团队成员有时需要在高海拔盘山道上乘车奔波10余个小时。到达目的地后，团队总是第一时间完成科考任务，短暂地休息五六个小时后，继续开始第二天的科考任务。

“云雀”无人机完成高海拔科考任务

在6000米海拔的廓琼岗日冰川执行科考任务时，团队经历了数小时的冰川暴雪、冰雹严寒等不可控极端恶劣环境。为了保护科考设备不受损坏，党员马立新将自己的雨具、外套统统盖在科考设备上。冰雹暴雨加剧，为了不影响科考任务，5名党员同志以身体构建了科考设备防雨棚，宁可感冒也不愿让设备遭受损害。

冰雪交加的冰川实验

廓琼岗日冰川科考设备准备

据悉，为进一步推动我国第二次青藏科考向无人化、立体化、网络化方向发展，适应大尺度、高时空密度的科考实际需求，提升科考活动的广度和深度，项目团队下一步将继续提升机器人抵御极端恶劣环境的能力，进一步探索并突破空地、空水机器人互联协作技术，构建由空中、地面、水面、水下机器人组成的立体化智能科考装备体系。