湖北
近日，第十八届 “挑战杯” 广东大学生课外学术科技作品竞赛激战正酣。广州航海学院师生团队携 “三栖智巡 —— 基于多模态运动控制的极端环境智能巡检机器人” 项目参赛，斩获广东省省银奖，充分彰显了学校在科技创新领域的强大实力以及师生们积极探索、勇于创新的精神。
当今时代，科技发展日新月异，巡检机器人的需求在全球范围内不断攀升，其应用领域也日益广泛，包括海上风电巡检、安全救援、石油化工、地下矿洞、轨道交通等众多关键基础设施行业。然而，现有机器人在应对复杂多变的巡检任务时，存在诸多不足，比如防碰撞能力有限、跨介质能力差以及在极端环境中的稳定性和可靠性不佳等问题，难以满足海上风电、船舶结构、海上油气平台等跨介质结构的全面巡检需求，这在很大程度上制约了巡检效率的提升，也为相关行业的发展带来了诸多挑战。
国家对科技创新和产业升级高度重视，相继出台一系列政策扶持机器人技术的发展。2025 年《政府工作报告》提出，要推动商业航天、低空经济等新兴产业的安全健康发展。《“十四五” 规划和 2035 年远景目标纲要》也明确指出，要推动机器人产业创新发展，将特种机器人列为重点发展方向，强调技术研发要与场景应用相结合。
广州航海学院张拉结构实验室积极响应国家政策，在刘瑞伟、苏满佳、杨皓宇老师的悉心指导下，学生带头人肖冰瀛带领参赛团队紧密围绕科技创新与国家战略，经过深入研究与不懈探索，创新性地提出了 “三栖智巡” 机器人项目。该项目集防碰撞与多模态运动能力于一体，采用多传感器融合技术，实现了水 - 陆 - 空跨介质作业，有效解决了现有探测机器人在防碰撞性能、搜索效率等方面的痛点，为极端环境探测工作提供了高效、稳定的解决方案，有力推动了巡检机器人产业向高效化、智能化、场景化方向发展。
“三栖智巡” 机器人基于六杆张拉整体结构与密封舱的刚柔耦合防碰撞骨架，以四旋翼为动力系统，成功研发出水 - 陆 - 空三栖的多模态控制算法。其独特的三栖跨介质结构设计与创新性的控制技术，不仅提升了机器人的防碰撞性能，还实现了多模态运动的平滑切换，满足了不同环境下的巡检需求，有效降低了人工巡检的工作量与安全风险，同时增强了巡检的准确性与可靠性，为巡检机器人产业的发展注入了新的活力。
在项目推进过程中，团队成员们克服了重重困难，从最初的设计构思到最终的样机制作与测试，每一个环节都凝聚着他们的智慧与汗水。为了实现机器人的多模态运动控制，团队成员们深入研究了多种控制策略，经过反复的实验与调试，最终成功开发出了一套融合串级 PID 飞行控制策略、ADRC 跨介质控制策略、滑模滚动策略的控制系统，确保了机器人在不同介质中的稳定运动。同时，为了提升机器人的环境感知能力，团队采用了多传感器数据融合技术，使机器人能够更加精准地获取周围环境信息，从而实现高效探测。
目前，“三栖智巡” 机器人已申报国家专利 9 项，其中发明专利 5 项（已授权 1 项、进入实审阶段 4 项），实用新型专利 4 项（已全部授权），软件著作权 1 项，还获得了全球科技查新报告。此前，团队还荣获第十五届国际先进机器人及仿真技术大赛一等奖、第二十五届中国机器人及人工智能大赛全国总决赛一等奖（全国第三）、第十四届 “全国大学生机器人科技创新交流营暨机器人大赛” 全国二等奖等多项国家级、省级荣誉。在本次第十八届 “挑战杯” 广东大学生课外学术科技作品竞赛中，“三栖智巡” 机器人项目凭借其创新性和实用性，成功获得省银奖，这一成绩不仅是对团队项目成果的高度认可，也体现了广州航海学院在科技创新教育方面的显著成效。
“三栖智巡” 机器人在社会价值方面也具有显著贡献。通过整合海陆空三栖探测功能，它降低了人工巡检的风险与成本，为保障关键基础设施的安全运行提供了有力支持；在应急救援场景中，能够快速进入复杂危险环境进行探测与数据收集，为救援决策提供关键依据，从而挽救更多生命；在军事领域，其高环境适应性与多介质运动能力使其能够执行侦察、运输等多样化任务，增强军事行动的灵活性与安全性。众多用户及合作伙伴在试用和了解该机器人后，纷纷给予了高度评价，认为其有望成为未来巡检与探测任务中的 “得力助手”。
广州航海学院师生团队在 “挑战杯” 竞赛中取得的优异成绩，充分展示了学校在科技创新领域的强大实力，也体现了师生们积极响应国家政策、勇于创新的精神风貌。未来，“三栖智巡” 机器人有望在更多领域得到广泛应用，为推动产业升级和社会发展贡献重要力量。
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