日前,由中國(guó)工程院主辦,中國(guó)工程院信息與電子工程學(xué)部、香港中文大學(xué)、智慧中國(guó)(控股)有限公司及香港工程科學(xué)院承辦的“第一屆智慧城市與智能系統(tǒng)國(guó)際論壇”舉行。香港中文大學(xué)與智慧中國(guó)(控股)有限公司聯(lián)合組建了香港中文大學(xué)—智慧中國(guó)“機(jī)器人與智慧城市研究中心”。記者了解到,中心將從機(jī)器人與智能系統(tǒng)為切入,多方探索,深入研究面向智慧城市的科學(xué)問(wèn)題與關(guān)鍵技術(shù),并通過(guò)滿足個(gè)人、家庭、社區(qū)、城市、地區(qū)等多層次需求的應(yīng)用,構(gòu)建未來(lái)智慧低碳城市的核心組成部分。
智慧城市是在新一代信息技術(shù)和知識(shí)經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展的背景下,以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、無(wú)線寬帶網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)組合為基礎(chǔ),以信息技術(shù)高度集成、信息資源綜合應(yīng)用為主要特征,以智慧技術(shù)、智慧產(chǎn)業(yè)、智慧服務(wù)、智慧管理、智慧生活等為重要內(nèi)容,致力于解決城市社會(huì)中人、政府、經(jīng)濟(jì)、文化、移動(dòng)性、環(huán)境等關(guān)鍵問(wèn)題的城市發(fā)展新模式。
智能系統(tǒng)在智慧城市中發(fā)揮著重要的技術(shù)支持作用,從信息的獲取、處理、決策到控制等各方面,無(wú)處不蘊(yùn)含著智能系統(tǒng)的概念。智能監(jiān)控、智能機(jī)器人、智能交通、智能電網(wǎng)、智能樓宇等多方面、多功能、多層次的智能系統(tǒng)的交織構(gòu)成了最終的智慧城市。
替身機(jī)器人:開(kāi)會(huì)不用跑外地
都市人出差的需要變得越來(lái)越頻繁,這其中很多原因是到現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)會(huì)。差旅花費(fèi)不少不說(shuō),更為寶貴的精力和時(shí)間,對(duì)于生活緊湊忙碌的現(xiàn)代人何其重要。此外,頻繁地使用交通工具亦增加了城市的碳排放量。替身機(jī)器人的出現(xiàn)正是為了解決這個(gè)都市難題。
在智能城市中,使用者能隨時(shí)隨地透過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接遠(yuǎn)程的替身機(jī)器人并能控制它在當(dāng)?shù)刈杂勺邉?dòng),與人和物進(jìn)行互動(dòng),從而達(dá)到足不出戶猶如置身千里之外,對(duì)于生活忙碌或行動(dòng)不便者特別適用。應(yīng)用例子包括遙距聚會(huì)、會(huì)議、會(huì)診、上學(xué)和巡察等,用途廣泛。
據(jù)香港中文大學(xué)的研究員介紹,為增加使用者與受訪者的臨場(chǎng)感體驗(yàn),除移動(dòng)能力、聲音和畫(huà)面外,替身機(jī)器人更擁有人類交流的特征如面部表情及肢體動(dòng)作等。而使用者只需透過(guò)直觀的操控方法便能操控機(jī)器人,例如操控系統(tǒng)直接檢測(cè)使用者的身體動(dòng)作并在替身機(jī)器人上實(shí)現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。
救援機(jī)器人:在廢墟中尋找幸存者
在災(zāi)難救援中,救援人員只有非常短的時(shí)間(約48小時(shí))用于在倒塌的廢墟中尋找幸存者。在這種緊急而危險(xiǎn)的環(huán)境下,救援機(jī)器人可以為救援人員提供幫助。
該救援機(jī)器人采用了行星輪作為車(chē)體的主驅(qū)動(dòng)輪,可以對(duì)路面的障礙物做機(jī)械上的自適應(yīng),從而提高了車(chē)體對(duì)地面的附著能力。車(chē)體的前后部分采用復(fù)合鉸鏈進(jìn)行鏈接,改變了車(chē)體的重心分布,使得該機(jī)器人能垂直越障和攀越樓梯。該機(jī)器人還集成了瓦斯、氧氣、攝像頭、溫度、濕度以及紅外、超聲等傳感器,提高了機(jī)器人對(duì)災(zāi)難環(huán)境的適應(yīng)能力和感知能力
巡邏機(jī)器人:實(shí)現(xiàn)小區(qū)的無(wú)人值守
巡邏機(jī)器人是能夠在小區(qū)或預(yù)設(shè)的區(qū)域內(nèi)通過(guò)遙控或者自主方式完成巡視任務(wù)的機(jī)器人,工作人員從遠(yuǎn)程控制中心就能實(shí)現(xiàn)固定區(qū)域的巡視監(jiān)控,從而實(shí)現(xiàn)小區(qū)的無(wú)人值守,提高巡視監(jiān)控自動(dòng)化程度。
研發(fā)者介紹,該巡邏機(jī)器人以實(shí)現(xiàn)小區(qū)自主巡視監(jiān)控為目的,在機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)上突出自主巡視功能。在自主狀態(tài)下機(jī)器人可以在預(yù)設(shè)的軌道上進(jìn)行自主巡視,本體搭載自由度可調(diào)焦紅外夜視攝像機(jī),配合單自由度機(jī)械臂可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離任意角度視頻監(jiān)控,本體四周分別搭載廣角夜視攝像頭,可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人周?chē)氨O(jiān)控;此外機(jī)器人配備高亮LED頻閃警燈和高分貝聲音報(bào)警器,語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人端和控制端遠(yuǎn)程雙向?qū)χv。遠(yuǎn)程控制箱實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)器人本體工作狀態(tài),并將監(jiān)控視頻記錄存檔,方便工作人員查看。
寵物守護(hù)機(jī)器人:用手機(jī)遠(yuǎn)程撫養(yǎng)寵物
寵物守護(hù)者是一個(gè)球形的機(jī)器人,它可以替主人照顧他們心愛(ài)的寵物。也許你離開(kāi)了自己的寵物,但仍然可以通過(guò)手機(jī),遙控操作寵物守護(hù)者與他的寵物交互。與其他類似的寵物飼養(yǎng)機(jī)器人不同,寵物守護(hù)者可以通過(guò)自己的運(yùn)動(dòng),“主動(dòng)”與寵物游戲。
據(jù)研究人員介紹,球型機(jī)器人還是一個(gè)“不倒翁”,經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)的外形使得寵物守護(hù)者可以經(jīng)受住寵物的沖擊而不至于倒翻。通過(guò)安裝在前部的攝像頭,寵物守護(hù)者可以實(shí)時(shí)地獲得寵物的視頻圖像,這一功能還能使這款機(jī)器人變身家庭安全員。
這款機(jī)器人最值得稱道的地方就是,當(dāng)寵物饑餓時(shí),寵物守護(hù)者可以傾倒出儲(chǔ)存的食物,使得寵物免于饑餓。寵物機(jī)器人可以與它游玩,播放音樂(lè)給它聽(tīng),甚至播放其它動(dòng)物的叫聲讓它追逐。
飼養(yǎng)寵物日益盛行的今天,這種機(jī)器人將為人與寵物建立超越空間的緊密聯(lián)系。
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智慧能源:整合新能源產(chǎn)業(yè)鏈
在成果展示現(xiàn)場(chǎng)有兩項(xiàng)關(guān)于節(jié)能減排的成果同樣吸引了眾人駐足。智慧中國(guó)研究院院長(zhǎng)黃卜夫博士介紹說(shuō),可再生能源的分散式生產(chǎn)和存儲(chǔ),是其能源模式的特征,但其間歇性、不穩(wěn)定性和不可控性三大特征,決定了在能源產(chǎn)生環(huán)節(jié)與能源使用環(huán)節(jié)之間存在斷層。
他們研究的基于儲(chǔ)能技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的能量云提供可再生能源及智能電網(wǎng)的共性接入平臺(tái),承接可再生能源產(chǎn)生與使用;同時(shí)為可再生能量產(chǎn)生環(huán)節(jié)與能量綜合使用環(huán)節(jié)提供了能源互聯(lián)優(yōu)化平臺(tái),整合新能源產(chǎn)業(yè)鏈。基于混合儲(chǔ)能的能量云平臺(tái)包括以下三大系統(tǒng):
混合儲(chǔ)能系統(tǒng)可通過(guò)協(xié)同控制,可有效整合多種能源資源,起平抑波動(dòng)、削峰填谷和能量調(diào)度的作用,有助于打破風(fēng)電、光伏發(fā)電等接入和消納的瓶頸問(wèn)題,為其大規(guī)模利用提供了有效解決方案。同時(shí),混合能量存儲(chǔ)通過(guò)不同存儲(chǔ)媒質(zhì)的互補(bǔ)優(yōu)化,突破現(xiàn)行系統(tǒng)效率及壽命兩大瓶頸,系統(tǒng)能量回收效率提高20%,同時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)壽命提高100%。
可再生能源系統(tǒng)則通過(guò)風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物能等多種可再生能源的綜合利用,結(jié)合分布式可再生能源發(fā)電技術(shù),提高可再生能源轉(zhuǎn)換效率,實(shí)現(xiàn)智慧城市低碳目標(biāo)。
能量綜合管理系統(tǒng)是指智能城市以能源管理系統(tǒng)為中心,通過(guò)對(duì)家庭能源、建筑能源、電動(dòng)汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)等不同能源系統(tǒng)之間進(jìn)行信息控制交互,以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)區(qū)域能源效率的充分利用。
節(jié)能減排:燃料和排放均減少約10%
為降低汽車(chē)油耗和排放,我們可以在停車(chē)時(shí)關(guān)掉引擎,以避免不必要的空轉(zhuǎn)。在交通頻繁市區(qū)中行駛,駕駛者經(jīng)常啟停車(chē)輛,因此這策略非常有效。研究人員開(kāi)發(fā)了一套怠速啟停(ISS)系統(tǒng),能在需要時(shí)關(guān)閉及啟動(dòng)車(chē)輛的引擎。與其他混合動(dòng)力或純電動(dòng)系統(tǒng)相比,這種微混合動(dòng)力系統(tǒng)具有更高的成本效益。該系統(tǒng)具有兩個(gè)主要部分:
智能起動(dòng)控制器,它監(jiān)控車(chē)輛行駛速度、引擎轉(zhuǎn)速、加速和制動(dòng)的狀態(tài),獲取駕駛者動(dòng)作去控制引擎啟動(dòng)和停止運(yùn)行。
皮帶起動(dòng)及發(fā)電機(jī),負(fù)責(zé)啟停系統(tǒng)令啟動(dòng)馬達(dá)頻繁運(yùn)作。為了減少起動(dòng)該馬達(dá)的損耗,我們改用BSG通過(guò)皮帶啟動(dòng)引擎,隨后引擎帶動(dòng)BSG給電池充電,通過(guò)一體化高穩(wěn)定性的BSG取代傳統(tǒng)的啟動(dòng)馬達(dá)和發(fā)電機(jī)。
系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員告訴記者,在香港認(rèn)可的廢氣排放測(cè)功機(jī)上測(cè)試該系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示車(chē)輛加載該系統(tǒng)后,燃料消耗和二氧化碳排放量分別可減少至少9.2%和9.5%。