發(fā)布時間：2020-03-24所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要：隨著計算機科學(xué)與技術(shù)等領(lǐng)域的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)化城市越來越明顯，人工智能技術(shù)已深入到我們的各個專業(yè)領(lǐng)域，智能機器人也應(yīng)運而生。一方面，將嵌入式技術(shù)、傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于智能機器人，智能化控制和管理各類傳感器的數(shù)據(jù)采
摘 要：隨著計算機科學(xué)與技術(shù)等領(lǐng)域的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)化城市越來越明顯，人工智能技術(shù)已深入到我們的各個專業(yè)領(lǐng)域，智能機器人也應(yīng)運而生。一方面，將嵌入式技術(shù)、傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于智能機器人，智能化控制和管理各類傳感器的數(shù)據(jù)采集、傳輸與分析，滿足人工對環(huán)境監(jiān)測平臺操作的簡單化、智能化的需求。另一方面，基于智能機器人的靈活性和無痛感，可以深入進(jìn)到湘西地區(qū)地形復(fù)雜的區(qū)域，實現(xiàn)對環(huán)境實時監(jiān)測化和高效率化。
關(guān)鍵詞：湘西地區(qū);環(huán)境監(jiān)測;智能機器人
1 項目的背景與意義
湘西地區(qū)是湖南省主要的欠發(fā)達(dá)地區(qū)、少數(shù)民族地區(qū)和生態(tài)脆弱地區(qū)，同時也是連接?xùn)|西部、聯(lián)接長江和華南經(jīng)濟(jì)區(qū)的樞紐區(qū)，具有突出的區(qū)位特征和重要的戰(zhàn)略地位。且由于湘西地區(qū)的山同脈，水同源，風(fēng)俗左近，旅游資源豐富，因此旅游業(yè)是湘西地區(qū)的重要經(jīng)濟(jì)來源。對于來游客來說，環(huán)境質(zhì)量的好與壞直接影響了旅行體驗，而游客的客流量也直接影響了湘西地區(qū)人民的經(jīng)濟(jì)收入。所以，對湘西地區(qū)的環(huán)境監(jiān)測不可忽視。
本文所研究的基于智能機器人對湘西地區(qū)的環(huán)境監(jiān)測，是將智能機器人與嵌入式技術(shù)、傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)聯(lián)合起來，對湘西地區(qū)的環(huán)境進(jìn)行實時監(jiān)測，節(jié)省人力物力，減小環(huán)境監(jiān)測的危險性，提高效率。湘西地區(qū)作為一個獨特的以旅游業(yè)為導(dǎo)向的地區(qū)，充分證明了生態(tài)環(huán)境對其的重要性。獨特地貌決定智能機器人將在湘西地區(qū)環(huán)境監(jiān)測中產(chǎn)生很大的價值，本項目的特色在于為湘西地區(qū)針對性的有規(guī)劃性的設(shè)計。而智能機器人作為湘西地區(qū)環(huán)境監(jiān)測的重要一員，將推動各旅游界的全新技術(shù)升級，向高科技世界邁向一大步，讓人的旅游視覺大大提升，有可能成為各旅游區(qū)的一大新景點。本次項目的設(shè)計及研究方向在全國乃至全世界都極具有代表性，其最終產(chǎn)生直接價值的方案具有極佳的移植性和參考性。
2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
目前研制中的智能機器人的智能水平不高，只能說是智能機器人的初級階段。在當(dāng)前智能機器人研究中有兩大重點問題：一是智能機器人的自主能力不強，即希望智能機器人進(jìn)一步獨立于人，具有更為友好的人機交互界面。二是智能機器人的適應(yīng)能力不高，這是就智能機器人與環(huán)境的關(guān)系而言，希望加強它們與環(huán)境之間的交互關(guān)系。現(xiàn)代智能機器人基本能按人的指令完成各種比較復(fù)雜的工作，如交戰(zhàn)、偵察、搜集情報、深海探索、搶險、服務(wù)等工作，模擬完成人類不能或不愿完成的任務(wù)，不僅能自主完成工作,而且能和人共同合作完成任務(wù)或在人的指導(dǎo)下完成任務(wù)，在不同的領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
在科技進(jìn)步的同時，環(huán)境問題也日益突出。在目前的環(huán)境監(jiān)測器中，便攜式監(jiān)測器已經(jīng)得到了一定的應(yīng)用，但大多數(shù)只是簡單的現(xiàn)場監(jiān)測，實際的監(jiān)測過程仍需操作員到現(xiàn)場監(jiān)督，無形中降低了工作的效率。不過，隨著科技的發(fā)展，環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展也越來越多樣化，針對不同地區(qū)的環(huán)境問題采取不同的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)是必然的。并且，隨著人們環(huán)境保護(hù)意識的增強，環(huán)境監(jiān)測管理體系也應(yīng)運而生，完善的環(huán)境監(jiān)測管理體系有助于促進(jìn)環(huán)境監(jiān)測走向科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、法制化。從世界角度來看，環(huán)境是全人類長久發(fā)展的基礎(chǔ)前提;從中國來看，環(huán)境問題影響著國民的生活幸福感，它也是促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的根本要素。所以，對環(huán)境進(jìn)行實時檢測必不可少。
3 智能機器人的主要技術(shù)
智能機器人是第三代機器人，這種機器人帶有多種傳感器, 能夠?qū)鞲衅鞯玫降男畔⑦M(jìn)行融合，能夠有效的適應(yīng)變化的環(huán)境，具有很強的適應(yīng)能力、學(xué)習(xí)能力和自治功能。
3.1 系統(tǒng)遠(yuǎn)程智能遙控技術(shù)。由無線終端和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)組成，以微處理器為核心進(jìn)行信號檢測，通過搭建無線通訊網(wǎng)絡(luò)對智能機器人遠(yuǎn)程下達(dá)環(huán)境監(jiān)測的指令。
3.2 路徑規(guī)劃技術(shù)。將現(xiàn)有的定位與導(dǎo)航技術(shù)添加到智能機器人的算法中，根據(jù)攝像頭所拍攝到的地理環(huán)境，智能機器人通過路徑規(guī)劃算法得出最優(yōu)路徑，節(jié)省時間，提高效率。
3.3 傳感器技術(shù)。這是智能機器人中最重要的一項技術(shù)。利用溫度傳感器、濕度傳感器、二氧化碳傳感器將空氣中的信息轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù)，傳輸?shù)娇刂婆_進(jìn)行數(shù)據(jù)整合分析，對空氣質(zhì)量進(jìn)行實時監(jiān)測。利用土壤溫濕度傳感器和 PH 傳感器實時監(jiān)測土壤質(zhì)量。利用水溫傳感器、氧氣傳感器和 PH 傳感器對水源質(zhì)量進(jìn)行實時監(jiān)測。
期刊推薦：《機器人技術(shù)與應(yīng)用》本雜志是由國家高技術(shù)計劃(863計劃)機器人技術(shù)主題專家組和兵器工業(yè)第210所主辦，公開發(fā)行的科技刊物，國際機器人聯(lián)合會會員單位，在國內(nèi)自動化領(lǐng)域享有很高的聲譽，國外亦有一定的影響。本刊主要報道工業(yè)自動化和機器人領(lǐng)域的相關(guān)理論、技術(shù)與應(yīng)用等方面的最新進(jìn)展情況，涵蓋面廣，集知識性與趣味性于一體，具有很強的技術(shù)性和可讀性。
4 智能機器人在湘西地區(qū)環(huán)境監(jiān)測中的實際應(yīng)用
近年來，湘西地區(qū)出現(xiàn)的粉塵污染、水土流失、洪澇災(zāi)害等生態(tài)災(zāi)害頻率加大，實質(zhì)上是生態(tài)環(huán)境被破壞的結(jié)果，而湘西地區(qū)以旅游景區(qū)眾多聞名，是一個以旅游業(yè)為主導(dǎo)的地區(qū)，優(yōu)美的旅游環(huán)境才能吸引更多的游客。而生態(tài)災(zāi)害的頻發(fā)嚴(yán)重制約了其經(jīng)濟(jì)發(fā)展，所以，智能機器人的應(yīng)用對湘西地區(qū)的環(huán)境監(jiān)測和環(huán)境保護(hù)尤為重要。
在空氣質(zhì)量上，湘西地區(qū)需要有一個良好的空氣環(huán)境才能更加吸引游客，帶動其經(jīng)濟(jì)發(fā)展。所以空氣質(zhì)量的監(jiān)測是必要的。以無人機為代表的“空中機器人”利用空中和地面結(jié)合的控制系統(tǒng)實現(xiàn)影像的自動拍攝，提供高分辨率的影像地圖，供后期制作處理成污染正視地圖和三維實景地圖，獲取第一手污染數(shù)據(jù)、環(huán)境影響情況和環(huán)保執(zhí)行情況，縮減了人工實地找尋污染源的時間以及減少了人力資源的浪費，有利于政府及相關(guān)部門對空氣質(zhì)量的優(yōu)化、治理大氣污染做出及時的調(diào)整。
在水源質(zhì)量上，水是生命之源，只有清澈無污染的水源才能養(yǎng)育出如此秀美且吸引游客的山川和熱情好客的苗族人，所以水源質(zhì)量的監(jiān)測必不可少。以無人船為代表的“水面機器人”等設(shè)備具有續(xù)航時間長，在線監(jiān)控能力強、可探測水面下排污的特點，具備智能化的分析處理數(shù)據(jù)能力，可自動生成采集報告和污染濃度分布圖，水面污染源回溯定位能力精準(zhǔn)，執(zhí)法精確度高，數(shù)據(jù)采集時間、采集地點、氣候條件等數(shù)據(jù)自動保存，數(shù)據(jù)生成后無法修改，便于標(biāo)準(zhǔn)化管理。也減少了人力、物力、時間的浪費，有利于相關(guān)部門更準(zhǔn)確及時的治理和解決水污染。
在土壤質(zhì)量上，由于湘西地區(qū)特殊的地理環(huán)境，使之孕育了多種特色植物，如中華石杉、蛇足石杉、伏地卷柏、光葉山黃麻等具有藥用價值的植物，所以，湘西地區(qū)的土質(zhì)監(jiān)測也是必不可少的。我國在土質(zhì)監(jiān)測方面主要還是依靠人力，采樣效率、密度、檢測效果都很低，而通過因地制宜研制出的智能土壤采樣機器人則可以克服這些缺點，節(jié)省人力物力，提高效率。
因為湘西地區(qū)復(fù)雜的地理特性以及特殊的經(jīng)濟(jì)來源，智能機器人的投入使用對湘西地區(qū)的環(huán)境監(jiān)測來說必不可少，也是科技發(fā)展的大勢所趨。
