谷豐：讓無人機(jī)實(shí)用而智能

干思思

谷豐

從神秘軍用品到炫酷玩具，再到用于生產(chǎn)生活的實(shí)用性工具，一場關(guān)于無人機(jī)的變革，正在到來。而這一變革的到來，得益于眾多科研人員的攻堅(jiān)克難。來自中國科學(xué)院沈陽自動化所的研究員谷豐，正是這技術(shù)攻堅(jiān)者之一。

形成研究閉環(huán)，讓技術(shù)實(shí)用化

在南京理工大學(xué)讀了六七年書，等到要讀博士時(shí)，身為沈陽人的谷豐還是決定回到家鄉(xiāng)去。“振興東北戰(zhàn)略”的提出成為召喚他回鄉(xiāng)建設(shè)的號角。2007年，經(jīng)過激烈角逐，谷豐成為那年中國科學(xué)院沈陽自動化所機(jī)器人學(xué)研究室被錄取的六人之一。

雖然被稱為“空中無人飛機(jī)”，但本質(zhì)上來說，無人機(jī)技術(shù)屬于機(jī)器人學(xué)的一種，以嵌入式計(jì)算機(jī)為硬件核心，以自適應(yīng)控制為算法的飛控體系，是目前新型無人機(jī)技術(shù)發(fā)展的重大推力，也是其核心所在。如何促進(jìn)單機(jī)的智能飛行？如何實(shí)現(xiàn)多機(jī)的智能協(xié)同？如何提升無人機(jī)任務(wù)自主性？這是十余年來擺在研究人員面前的3個(gè)主要研究方向。

谷豐從博士期間就開始了多機(jī)器人智能協(xié)同的理論研究。2011年畢業(yè)后，他繼續(xù)留在了機(jī)器人學(xué)研究室，在理論研究方面，逐漸構(gòu)建起了多機(jī)器人主動協(xié)同理論框架。該框架充分考慮多特種機(jī)器人的應(yīng)用效能，將多機(jī)器人協(xié)同感知與協(xié)同控制決策統(tǒng)一到一個(gè)整體理論框架，從而有效提升其協(xié)同目的性和效率。多年來，其所在方向獲批了多項(xiàng)國家級重大、重點(diǎn)項(xiàng)目，發(fā)表三十多篇國際學(xué)術(shù)論文，并獲得遼寧省自然科學(xué)成果獎一等獎，同時(shí)獲批國內(nèi)外發(fā)明專利各十多項(xiàng)，在空中、地面、水面等無人平臺上都獲得了應(yīng)用推廣。

采用以應(yīng)用需求為引導(dǎo)，基礎(chǔ)理論研究、關(guān)鍵技術(shù)突破和示范應(yīng)用相結(jié)合的方式，形成閉環(huán)的研究過程，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的實(shí)用化，成為谷豐一直堅(jiān)持的科研特色。

“打鐵還需自身硬”，專啃硬骨頭

然而，隨著無人機(jī)技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室，谷豐意識到，繼續(xù)深挖無人機(jī)技術(shù)難點(diǎn)、進(jìn)一步拓展其應(yīng)用場景的必要性。自2016年起，谷豐開始了無人直升機(jī)系統(tǒng)的研制工作，其中，大載荷無人直升機(jī)系統(tǒng)的研發(fā)是他啃下的第一塊硬骨頭。

“我們接手時(shí)，該課題剛經(jīng)歷了一次比較大的挫折，導(dǎo)致開頭就比較艱辛。”此外，協(xié)調(diào)場地使用、尋找適合測試的天氣等也非易事。因?yàn)槿粘銮昂腿章浜蟮臍饬饕话惚容^穩(wěn)定，那段時(shí)間，谷豐和同事常常起早貪黑，凌晨3點(diǎn)便爬起來。等到太陽落山了，就著余暉又再次進(jìn)行試飛操作。在現(xiàn)場觀測試飛時(shí)，谷豐的心也始終懸著。“空中無人機(jī)沒有像地面和水面的平臺，一旦發(fā)生意外，就意味著墜毀。”“打鐵還需自身硬”，于是，在技術(shù)上進(jìn)行縝密地論證，在質(zhì)量上進(jìn)行嚴(yán)格管控，確保萬無一失，成為谷豐對團(tuán)隊(duì)和自己提出的高要求。

2017年，經(jīng)歷了艱難的研發(fā)過程后，大載荷旋翼無人機(jī)正式亮相。它在國內(nèi)首次成功實(shí)現(xiàn)了該噸位無人直升機(jī)的甲板自主起降、小型渦軸發(fā)動機(jī)適配飛行、高速大機(jī)動飛行等項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了飛行控制系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)等核心部件與技術(shù)的國產(chǎn)化，受到各方高度關(guān)注和廣泛報(bào)道。

此外，谷豐還曾主持研制通用型水面無人平臺，該平臺多次參與消防救災(zāi)示范演練，取得了顯著的社會效益。

攻堅(jiān)克難，延續(xù)自身科研特色，未來，谷豐將繼續(xù)朝著無人機(jī)發(fā)展的技術(shù)層級邁進(jìn)，為早日實(shí)現(xiàn)無人機(jī)技術(shù)的感知與交互而努力。