近日，华中科技大学丁烈云院士团队在中国工程院院刊主刊Engineering上发表了题为Construction Robotics in Extreme Environments: From Earth to Space（极端环境建造机器人：从地球到太空）综述论文。土木与水利工程学院尤轲博士为本文第一作者，丁烈云院士、周诚教授为共同通讯作者。

当前，新一轮科技革命和产业变革深入发展。科学研究向极宏观拓展、向极微观深入、向极端条件迈进、向极综合交叉发力，成为当今世界科技前沿的发展趋势。随着深空、深海、深地探测、绿色低碳高质量发展等国家战略的实施，我国在极端环境建造领域面临一系列新的科学技术难题。其中，极端环境建造机器人技术因能满足高危险性作业、高重复性劳动和高精度操作需要，同时提高建造效率和安全性，被世界各国机器人战略列为重点发展方向。

极端环境建造机器人是指能够在各种极端环境中无人/自主执行复杂工程建造任务的机器人，包括危险作业环境，如工程爆破作业、工程拆除作业、灾后救援作业和受限空间作业等。极端环境包括污染有害环境如粉尘污染环境、固废污染环境和核污染环境等，恶劣自然环境如深地、深海、深空为代表的“三深”极端环境等。面向极端环境的建造机器人关键科学和技术挑战是什么，如何实现极端环境下建造机器人的灵巧本体机构、实时环境感知、自主运动规划和智能决策控制，受到了学术界的广泛关注与讨论，已成为智能建造和智能机器人交叉领域的研究前沿。

极端环境建造机器人的典型应用与关键技术

团队系统梳理与总结了从地球到太空极端环境中的建造机器人关键科学技术及研究进展，分析了极端环境建造机器人面临的危险作业环境、污染有害环境、“三深”极端环境等典型应用场景，阐明了极端环境建造机器人四大关键技术性能，即本体机构、环境感知、运动规划和决策控制等；重点凝练了目前极端环境建造机器人面临的关键科学技术挑战，包括如何在非结构化、欠观测手段、多目标约束等条件下确保机器人作业的有效性、安全性和可靠性；展望了在从地球到太空的多种极端环境中建造机器人的未来研究方向，包括仿生机构设计，多模态数据融合、自主运动规划、智能控制决策等，提出了智能建造和智能机器人交叉领域的前沿发展趋势。

该工作得到了国家重点研发计划项目（2023YFB3711300, 2021YFF0500300）、中国工程院战略研究与咨询项目（2023-XZ-90, 2023-JB-09-10），国家自然科学基金（72171092, 71821001）和湖北省自然科学基金杰青项目（2021CFA091）的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.eng.2024.11.037