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激光灭蚊庭院星球大战开战在即——中国领先于世界的黑科技激光灭蚊炮及激光灭蚊机器人

2016.06.16

    由于近几年机器人、无人驾驶的热潮,作为它们的导航定位避障的核心传感器-激光雷达也备受关注。镭神智能是国内领先的激光雷达的高科技企业,镭神智能不仅开发出了可以让机器人、无人机、无人驾驶汽车自主移动的激光雷达以及相应的SLAM算法,还是国内首家研发出激光灭蚊炮以及全球首家研发激光灭蚊机器人的黑科技企业。目前,镭神智能的激光灭蚊炮和激光灭蚊机器人产品原理样机已经研发成功。镭神智能的激光灭蚊机器人采用自主研发的高精度激光雷达及SLAM算法进行定位导航,其中用于室内的激光灭蚊机器人采用基于三角测距原理开发的激光雷达进行导航定位,而在室外的则采用基于远距离探测的TOF(时间飞行法)激光雷达。激光灭蚊炮和激光灭蚊机器人可以从复杂的环境背景下对微小的多种目标(蚊子、苍蝇、蝗虫、蟑螂等)进行探测、识别、动态跟踪、锁定然后进行持续打击直到目标被彻底消灭。

 

    镭神智能创始人胡小波用微型国家激光导弹防御系统或者庭院里的星球大战系统来形容他们正在研发的产品,这个说法很贴切也很形象,从发现目标到锁定跟踪直至最后打击,除了功率不同,激光灭蚊炮、激光灭蚊机器人与激光反导弹系统的工作原理基本上是一样的,激光灭蚊炮是真正的黑科技,这个激光灭蚊系统的技术稍微做一些调整,激光器功率加大到合适程度,就可以用来打无人机,可以解决无人机黑飞的难题。

    激光灭蚊炮和激光灭蚊机器人打击蚊子、苍蝇、蝗虫、蟑螂这一先进技术代表了镭神智能在激光应用开发方面的全球独创性和领先性。从有文字记载的几千年历史以来,人类与蚊子的战争从来没有胜利过,非洲每年有上百万人死于蚊子叮咬引起的疟疾、登革热,巴西有400万人感染了寨卡病毒。随着未来镭神智能的激光灭蚊炮和激光灭蚊机器人的普及,这一历史即将被改写,进而由蚊子叮咬所引发的疟疾、登革热、寨卡等疾病将得到极大程度的控制。“这个是一个造福人类、功德无量的发明创造”胡小波如是说。

    实际上,早在2008年国外就已经有人尝试过。微软比尔盖茨基金会为了解决非洲蚊虫肆虐而引起的疾病的传播问题, 从2008年开始资助一个项目小组研发灭蚊激光炮。2010年2月,在加州长滩每年一度的TED会议上对这一装置进行了现场演示。2015年《时代周刊》将其评选为2014年改变人类历史进程的五十大发明之一。不过2年过去了,却不再有后续的消息出现。

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激光灭蚊过程

   

    激光灭蚊炮的其中一个核心的技术难点就是在灭蚊的同时不能造成家具或者衣物的损伤或者火灾, 同时对人体或者其它宠物不会造成伤害, 这就要严格控制激光器的输出功率,使其具备合适的强度,不能够让激光功率太大,但是又得能够通过持续照射蚊子等害虫,对蚊子等害虫产生累积的伤害来杀死蚊子,这就需要达到即使蚊子在飞行的过程之中,激光束也要能够一直持续打在蚊子身上, 蚊子直径不超过1mm,长度不超过4mm, 这么细小的目标,即使是静止的,激光束要在几米到几十米的距离能够打中已经是非常难了,更何况还要在蚊子运动过程中激光需要一直持续打在蚊子身上, 更是超级难的一个事情, 这就需要有非常精确的智能化目标探测、识别、跟踪、锁定、打击等技术, 除了复杂的算法以外,需要进行精密的光学系统设计和配备复杂的高速信号处理电路以及精密的机械结构,以及系统极高的实时性,其实现难度就某些技术方面相对而言,比国家导弹防御系统更难实现,所以说这个是真正的黑科技产品。

      

       胡小波表示要实现这一技术难度极高的民用项目,其中另外一个关键点就是成本控制,“微软那个原型机,方案不成熟、原理有局限性,应用受限,实用程度低;另外激光器、光学系统、高精度光电伺服跟瞄系统昂贵,所以到现在也一直没有推出实际的民用产品。”

 

       关于激光会对人眼造成一定伤害的质疑,胡小波表示这个不能纯粹从激光的功率上来考虑,像激光加工系统,小的功率几十瓦,大的功率几千上万瓦,也大规模的安全使用,另外即使是民用的激光投影电视,激光功率也是几十上百瓦,也要用到千家万户,重要的是要做好安全防护措施,镭神的激光灭蚊炮会利用先进的人脸识别技术,当激光束在追踪打击蚊子时,如果人突然闯入背景中,可以快速准确无误的识别出人脸,然后立刻停止发送激光束,确保激光不会照射到人眼或者宠物的眼睛。下图一为镭神激光灭蚊炮,图二为激光炮追踪模拟的蚊子,从发出激光到锁定目标的过程用时比较短,系统响应速度和实时性都要求非常高,这也是一大技术难点,因为蚊子飞行速度很快,要在这个时间标准上进行实时跟踪打击,这就对算法的要求比较高了。

 

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       对于成本问题和更多的技术细节,胡小波表示还不方便透露,产品会在明年年初正式推出。不过他表示,初期还是走商用市场,在一些医院、小区或工厂使用,或者是一些高端住宅区,等到后面成本降下来,大概要两三年会慢慢进入到普通家庭中去。其中图三和图四分别是镭神激光灭蚊炮和激光灭蚊机器人的产品原理样机谍照,从外观上可以看到它们的样子很酷,是不是已经迫不及待买回去一台了?

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        胡小波表示激光雷达在机器人、无人机、无人车等有很多应用,而谈到为何会想到要用激光来打蚊子。胡小波表示十几年前创业之时就有这方面的想法,只是那时候激光器还太贵,一台激光器几十万,激光雷达更贵,把这个东西做出来也没什么意义,另外技术方面需要很高的积累,如今镭神智能通过特殊的技术方案和独特的成本控制手段,已经可以实现激光灭蚊炮和激光灭蚊机器人的民用化。

 

 


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