在數(shù)智時(shí)代，科技猶如蓬勃的朝陽(yáng)，充滿(mǎn)著無(wú)限生機(jī)，它在方方面面如春雨般無(wú)聲卻又深刻地影響并改變著我們的生活。智能機(jī)器人的出現(xiàn)，更是成為了這個(gè)時(shí)代的一個(gè)顯著標(biāo)志。它不僅是科幻片里的酷炫元素，而且已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)、應(yīng)急救援、醫(yī)療康復(fù)、養(yǎng)老等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

蘭州交通大學(xué)研制的國(guó)內(nèi)首臺(tái)隧道智能監(jiān)理機(jī)器人創(chuàng)新性地開(kāi)拓了機(jī)器人新的應(yīng)用場(chǎng)景，為工程領(lǐng)域帶來(lái)了全新的變革與突破。耐寒、耐高溫材料使其能夠防塵、防水，在西部高寒地區(qū)進(jìn)行無(wú)人化和全自主化的操作，工程人員即便遠(yuǎn)在數(shù)千公里之外，也能控制機(jī)器人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作。不但提高了監(jiān)理工作的效率，還保障了施工工人的安全。

從無(wú)到有 國(guó)有化率達(dá)到100%

“我們給隧道智能監(jiān)理機(jī)器人命名為‘天佑三號(hào)’，從名字就可以看出這款機(jī)器人已經(jīng)迭代到第三代了。”蘭州交通大學(xué)電信學(xué)院沈瑜教授介紹道，從2020年至今，為了更好地滿(mǎn)足川藏鐵路工程現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，機(jī)器人的硬件系統(tǒng)已經(jīng)迭代到第三代，硬件構(gòu)架從5米長(zhǎng)機(jī)械臂的車(chē)體結(jié)構(gòu)，進(jìn)化到人形結(jié)構(gòu)，材料也采用了耐寒耐高溫材料。軟件系統(tǒng)迭代到第五代，從初代的動(dòng)態(tài)平臺(tái)更新到現(xiàn)在的三維BIM實(shí)時(shí)建模系統(tǒng)，通過(guò)集成的多目機(jī)器視覺(jué)和傳感器系統(tǒng)，機(jī)器人能夠?qū)崟r(shí)生成隧道的3D模型，幫助監(jiān)理人員隨時(shí)察看施工進(jìn)度和結(jié)構(gòu)變化。

“隧道智能監(jiān)理機(jī)器人是專(zhuān)門(mén)為隧道工程建設(shè)期和運(yùn)營(yíng)期設(shè)計(jì)的，是國(guó)內(nèi)首臺(tái)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的監(jiān)理機(jī)器人，國(guó)有化率達(dá)到100%，已經(jīng)投入川藏鐵路隧道建設(shè)工程現(xiàn)場(chǎng)?！鄙蜩そ榻B道，智能監(jiān)理機(jī)器人不僅擴(kuò)大了機(jī)器人的使用新場(chǎng)景，更具有許多無(wú)可比擬的功能。第三代隧道智能監(jiān)理機(jī)器人基于最新的人工智能算法、邊緣處理器件、三維數(shù)據(jù)建模技術(shù)，能夠用機(jī)器人代替人工監(jiān)理，在現(xiàn)場(chǎng)提供網(wǎng)絡(luò)的情況下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)規(guī)劃路線、自動(dòng)駕駛、巡視、旁站、沉降監(jiān)控測(cè)量等功能。

“‘天佑三號(hào)’高170cm，從外形上看非常接近真人”，談起機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)，沈瑜難掩欣喜之情。為滿(mǎn)足西部高寒環(huán)境工程建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜環(huán)境下的路線規(guī)劃和定位，蘭州交通大學(xué)技術(shù)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)研發(fā)了360度無(wú)縫高空監(jiān)控系統(tǒng)，輔助攝像機(jī)的視頻可以拼接成廣角視頻，使監(jiān)理人員能夠全面、高效地觀察施工現(xiàn)場(chǎng)的著裝、施工行為和施工標(biāo)準(zhǔn)；沉降收斂系統(tǒng)搭載了自主設(shè)計(jì)的全自動(dòng)檢測(cè)沉降收斂?jī)x，能夠精確測(cè)量隧道多個(gè)截面的沉降收斂值，檢測(cè)精度能夠達(dá)到0.01mm；團(tuán)隊(duì)研究訓(xùn)練的輕量化智能目標(biāo)檢測(cè)算法群，能夠自動(dòng)識(shí)別現(xiàn)場(chǎng)的安全帽、施工機(jī)械、管棚、錨桿、二襯鋼筋等關(guān)鍵要素，提高監(jiān)理效率和安全性；研發(fā)的遠(yuǎn)程傳輸控制系統(tǒng)，工程人員可以在幾千里外控制機(jī)器人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作，調(diào)取數(shù)據(jù)；自主研發(fā)的即時(shí)定位與地圖構(gòu)建系統(tǒng)，使機(jī)器人可以自動(dòng)啟停、自動(dòng)充電、自動(dòng)規(guī)劃路線、自動(dòng)駕駛、自主傳輸。

前景廣闊 智能監(jiān)理機(jī)器人大有可為

“2021年9月，我們成功地將隧道智能監(jiān)理機(jī)器人從實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用到了實(shí)際的隧道建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)用主要集中在高空旁站和全方位監(jiān)控兩個(gè)方面，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，機(jī)器人表現(xiàn)出色，完全滿(mǎn)足了我們的應(yīng)用需求?！鄙蜩ふJ(rèn)為，從目前的情況來(lái)看，隧道智能監(jiān)理機(jī)器人確實(shí)展現(xiàn)出了巨大的潛力， 隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和完善，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年內(nèi)這種機(jī)器人會(huì)逐步進(jìn)入量產(chǎn)階段。機(jī)器人在施工現(xiàn)場(chǎng)可以持續(xù)、精確地進(jìn)行監(jiān)控和巡視工作，大大減少了人為誤差和疏漏。然而，完全代替人工監(jiān)理可能還需要一段時(shí)間。

沈瑜解釋?zhuān)m然機(jī)器人在重復(fù)性高、危險(xiǎn)性大的工作中具有明顯優(yōu)勢(shì)，但復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)情況和應(yīng)急處理依然需要人工的判斷和決策能力，傾向于人機(jī)協(xié)作模式：機(jī)器人承擔(dān)基礎(chǔ)、重復(fù)性的監(jiān)控任務(wù)，而人工則負(fù)責(zé)綜合判斷和決策。

與持續(xù)演進(jìn)的技術(shù)相得益彰的，是不斷更新的應(yīng)用場(chǎng)景。談及第三代機(jī)器人還可能應(yīng)用到哪些領(lǐng)域，沈瑜成竹在胸，“第三代機(jī)器人不僅能用在西部高寒地區(qū)鐵路隧道監(jiān)理，還能夠用在鐵路隧道、公路隧道運(yùn)營(yíng)期的智能檢測(cè)，礦山的智能監(jiān)測(cè)當(dāng)中，充分代替人工巡檢，降低人工成本，減少安全危害因素?！?/p>

扎根西北 數(shù)智賦能機(jī)器人應(yīng)用新場(chǎng)景

創(chuàng)新之道，唯在人才。沈瑜所在的蘭州交通大學(xué)電信學(xué)院深知此理，對(duì)學(xué)生工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)極為重視，積極與甘肅省眾多企業(yè)構(gòu)建起深度合作關(guān)系，大力推動(dòng)智能產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用以及向市場(chǎng)的轉(zhuǎn)化。在智能產(chǎn)品研發(fā)和架構(gòu)領(lǐng)域，學(xué)院更是坐擁多個(gè)國(guó)家級(jí)與省級(jí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)以及教學(xué)團(tuán)隊(duì)，這些平臺(tái)為智能產(chǎn)品的研發(fā)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐和創(chuàng)新環(huán)境。

“我們團(tuán)隊(duì)先后為各鐵路局開(kāi)發(fā)牽引變電站智能巡檢機(jī)器人、鐵路接觸網(wǎng)智能檢測(cè)傳感器、基于災(zāi)害監(jiān)測(cè)的無(wú)線通信系統(tǒng)，立足行業(yè)優(yōu)勢(shì)，有效推動(dòng)了交通智能化、無(wú)人化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，用持續(xù)的產(chǎn)品研發(fā)、科技創(chuàng)新為我國(guó)新質(zhì)生產(chǎn)力高質(zhì)量發(fā)展和甘肅省強(qiáng)省會(huì)行動(dòng)蓄勢(shì)賦能。”作為蘭州交通大學(xué)人工智能數(shù)字化裝備技術(shù)團(tuán)隊(duì)的帶領(lǐng)人，沈瑜動(dòng)情地說(shuō)，這一路走來(lái)離不開(kāi)蘭州交通大學(xué)對(duì)未來(lái)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)學(xué)科及團(tuán)隊(duì)建設(shè)的大力支持。

扎根西北，服務(wù)西部建設(shè)二十年。沈瑜帶領(lǐng)的人工智能數(shù)字化裝備技術(shù)團(tuán)隊(duì)在智能交通、智能機(jī)器人、智能裝備制造、智能檢測(cè)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)、企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型等方面，攻克了多個(gè)技術(shù)瓶頸和核心問(wèn)題，為甘肅、四川、北京等地10余家企業(yè)提供技術(shù)服務(wù)，研發(fā)10余種智能化產(chǎn)品在30多家企業(yè)推廣使用。依托蘭州交通大學(xué)的交通行業(yè)特色，將教學(xué)、科研、人才培養(yǎng)與服務(wù)甘肅經(jīng)濟(jì)發(fā)展緊密相連，培養(yǎng)高層次碩博人才30多名，培訓(xùn)各類(lèi)技術(shù)人才5000余人，培養(yǎng)了一支建設(shè)甘肅、致力于智能檢測(cè)裝備研發(fā)的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，為我國(guó)西部地區(qū)人工智能技術(shù)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了重要的科學(xué)動(dòng)力。

蘭州日?qǐng)?bào)社全媒體記者 劉寶麗

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