中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所主持研製出多種功能的智慧保潔水面機器人，以此基礎，並聯合相關公司，研製出無人控制的智慧保潔子母船裝置及系統，實現了水面保潔子母船系統的無人化、自動化和智慧化，提高了工作效率、減少了人工和成本。
固體所研製的無人控制的智慧保潔子母船裝置由1艘母船和2艘子船組成，子母船協同作業時可擴充套件作業面積超過30米。為解決3艘獨立的船體自主協同作業（特別是在無人控制模式下）的關鍵技術問題，研究團隊提出針對多目標協同的自適應PID控制方法及幾何逼近演算法，探究了子船自主控制、子母船協同的規劃路線逼近、溜邊逼近、自主巡航和障礙規避模式和方法，實現了水面保潔子母船系統的無人化、自動化和智慧化。
該子母船在實際作業時，可開啟河道逼近、河道中央行駛、河道靠邊單側逼近駛、自主巡航等作業模式，且作業模式可根據場景自由切換。為保障航行安全，無人作業的完整協同決策和控制模型包含感測器資訊採集、資訊處理、評估碰撞風險、開始避讓行動、恢復行使、有效性檢測和應急措施等。所有的作業模式均以母船為核心，在遵守一般航行原則和國際海上避碰規則（COLREGS）的前提下，科研團隊還開發了基於碰撞風險係數的動態避障決策系統。避障模式下，子母船會根據相遇的情況（即會面、交叉、超車），採取合理的避免碰撞措施如超車、跟隨、減速、停泊等，進而確保子母船編隊在受到水流、風力和縱向牽引力綜合擾動下仍保持編隊的整體隊形和各自位置。
與傳統方法相比，該無人子母船顯著提高了作業效率、作業速度和作業安全性，為水面保潔行業的無人化、自動化和智慧化升級換代提供技術。相關產品已在深圳、蘇州等地投入實際使用。
圖1.無人控制的智慧保潔子母船實際作業
圖2.水面保潔子母船協同控制系統
來源：中國科學院合肥物質科學研究院
