近日，由中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所余道洋團隊和聯合水務科技股份有限公司聯合研制的水環境智能運維機器人在湖北赤壁市金雞山公園楊家湖首航，助力實現水環境的科學化長效管理。
黨的十八大以來，以習近平同志為核心的黨中央高度重視生態文明建設，“綠水青山就是金山銀山”理念已深入人心，作為生態文明建設關鍵環節的水生態環境建設將是重中之重。受制于技術和裝備，現有的水生態環境修復多數是“頭痛醫頭、腳痛醫腳”，治標不治本，雖然短期內效果明顯，能夠實現水質快速達標，但破壞了生態。由于技術不成熟和工程項目的短期行為，部分修復項目已經出現了水體反彈等問題。特別是隨著國家集中治理大規模投資的減少，前期的集中整治可能會出現大量反彈。因此，如何提升水環境自我凈化能力，讓水質常態化達標不反彈，實現水域專業化、科學化、智慧化和自主化管理是現階段的迫切需求。
水環境智能運維機器人集合了基于水環境機器人硬件系統和智慧管理控制平臺系統，具有水質監測、生態監控、健康診斷、智慧養護、污染溯源、智能巡河、生態恢復、精準控制等功能。通過將人工智能和機器人技術與水生態環境綜合治理運維全體系軟硬件相融合，形成閉環系統，顯著提高了水環境運維效率、效果且降低了成本；進一步結合智慧管控系統平臺，實現了水體的科學化長效管理。該系統的關鍵技術包括：
(1)研發了全無人自主作業水面機器人GNC系統，解決了復雜環境下智能感知、導航避障等技術，實現高度智能化自主巡航。
(2)發展了水中污染物的原位檢測與深度解析方法，實現了水生態環境在線監測與時空動態分析，并開發了生物生態群落實時圖像采集與識別技術。
(3)開發了水面目標圖像自動監測與識別算法，實現對違禁人和物的精準甄別與預警。
(4)構建了水生態健康分析數學模型，對水體健康進行實時診斷分析和評價。
(5)具備狹窄復雜河道全天候無人化水面漂浮物自動保潔與養護功能。
(6)利用水面機器人自主追蹤、定位及溯源突發性水污染和偷排投放，實現數十種水中常見有機污染物分子基團的快速檢測、識別和溯源。
(7)在5G或高速網絡支持下，通過沉浸式圖像傳輸和VR眼鏡實現遠程沉浸式駕駛，實現遠程智能巡河。
(8)利用船載設備產生活性氧微納氣泡等殺滅藻類，氧化污染物，并結合微生物菌劑實現環境友好的水生態修復技術。
(9)基于人工神經網絡和PID閉環控制的水生態精準修復方案，融合軟硬件和管理決策，實現生態自凈和自適應修復系統。
水環境智能運維機器人首航后，中國科學院合肥物質科學研究院與聯合水務集團將繼續秉承開放合作的精神，深度加強產學研合作，為推動我國水務行業高質量發展而不懈努力，奮力譜寫智慧水務的新篇章，為我國水環境管理樹立新的標桿。
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