科创中国

行业领域

电子信息技术,航空航天技术,高新技术改造传统产业,新一代信息技术产业,高端装备制造产业

需求背景

1. 辐射场环境监测需求：核辐射环境对人类健康和安全具有较高的风险，因此需要机器人进行辐射场环境监测。当代需求背景要求机器人能够根据已知的辐射场数据进行智能路径规划，以便在复杂未知的辐射场环境中执行任务，确保人员安全。

2. 动态自适应组网需求：在复杂辐射场环境中，机器人需要根据实时的辐射场数据进行动态自适应组网，以保持与其他机器人的通信和协同。当代需求背景要求机器人能够实现自主协同控制，通过智能的组网算法和通信机制，实现机器人之间的实时信息交流和协同工作。

3. 热点定位需求：在辐射场环境中，热点是指辐射强度较高的区域。定位热点对于辐射场环境的分析和处理非常重要。当代需求背景要求机器人能够根据辐射场数据，智能地定位辐射热点，以便进行进一步的侦察和处理。

4. 外部控制丧失容错需求：在复杂辐射场环境中，外部控制可能会受到干扰或丧失，例如通信中断或设备故障等。当代需求背景要求机器人能够具备一定的容错能力，即使在外部控制丧失的情况下，仍能够独立完成辐射侦察及其他任务，确保任务的顺利执行。

需解决的主要技术难题

创建一套自主协同算法，使机器人可根据已知辐射场数据进行智能路径规划、动态自适应组网、辐射场热点定位等功能，保证机器人在复杂未知核辐射环境中执行任务时，即使丧失外部控制，依然能够完成辐射侦察及其他任务。

功能要求

1. 辐射环境中的智能路径规划。在丢失外部通讯的情况下，机器人能够依靠算法智能决策路径，自主探索未知区域，完成任务。2. 动态自适应组网通讯。多机工作时，能够内部自适应动态组网，协同探测，共享数据，提升工作效率。3. 辐射热点定位。能够探测热点区域，判断辐射场强弱，定位放射源位置，并采取应对策略。

期望实现的主要技术目标

1.全局探索覆盖率，即探索未知区域的建模面积；2.探索速度，完成区域整体探测的时间。

在自主协同的同时，能够考虑辐射场的影响，减小强辐射场对机器人的影响。

需求解析

解析单位：“科创中国”北京交通大学智能机器人与系统专业科技服务团（北京交通大学） 解析时间：2023-11-14

刘阶萍

北京交通大学

教授

综合评价

根据所提供的需求描述，可以看出需求的主要目标是研究复杂辐射场机器人自主协同控制算法，以实现智能路径规划、动态自适应组网和辐射热点定位等功能。然而，需求描述在一些方面可能不够清晰，需要进一步澄清和详细说明。 需求描述中未明确提及具体的辐射场类型和环境条件，例如核辐射场、电磁辐射场等。这些细节对于算法设计和解决方案的制定都是至关重要的。 对于功能要求中的全局探索覆盖率和探索速度，并未给出具体的度量标准和要求。在技术研发中，需要明确如何衡量探索覆盖率和探索速度，并将其作为算法设计和优化的指标。 需求中提到在自主协同的同时，需要考虑辐射场对机器人的影响，但并未具体说明哪些影响因素需要考虑以及需要达到的效果。 对于实测要求，描述了在某辐射场区域进行多机协同实验，但未明确说明实验的具体目的和评判标准。 从产业发展的角度来看，解决复杂辐射场机器人自主协同控制算法的需求具有重大意义。这将提升机器人在核能、医疗、环境监测等领域中的应用能力，减小人类在辐射环境中的风险，提高工作效率和安全性。 考虑到该需求涉及复杂辐射场的机器人自主协同控制算法，可能需要跨行业专家的共同解决。这涉及到机器人技术、

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