髒活累活它來幹,浙產“蜘蛛俠”機器人來了
(原標題:髒活累活它來幹,浙產“蜘蛛俠”機器人來了)
距離春節還有不過三十餘天,“人類史上最大規模遷移”春運,就將“火熱上演”。除了登上飛馳的高鐵,你會不會擡頭看看高鐵站的風景?
近日,中國科學院寧波材料技術與工程研究所(以下簡稱“寧波材料所”)計算機視覺團隊的科研人員們正在全國各地出差。其中一件關鍵大事,就是要爲高鐵站“美容”。
“這幾天我們帶着高空作業機器人,正在鄭州鐵路局現場針對高鐵風雨棚鋼結構立柱進行除鏽、噴漆維護測試工作。”寧波材料所智能無人系統和高端檢測裝備課題研究團隊高級工程師茹浩磊告訴記者,“高鐵風雨棚立柱多爲金屬材質,易受風吹日曬以及雨水的腐蝕,一旦外部塗層有損壞,會存在不同程度的安全隱患,我們的智能機器人能夠在高鐵風雨棚鋼結構立柱上全方位移動且可對立柱進行相應檢測、維護作業。”
只見工作人員們在地上“動動手指”,這位機器人“新同事”就開始爬上垂直的立柱,穩穩當當地對雨棚進行除鏽,沒一會兒,它就上到大約10米高的地方,進行進一步的清潔工作。
這樣能夠避免傳統維護方式的耗時長、佔用軌道、施工週期長等導致的停運問題。無需搭建傳統腳手架,不用承擔攀高的危險,正常人認知中的髒活累活,都能由這臺機器人輕鬆搞定。
高空作業機器人在高鐵風雨棚鋼結構立柱表面維護測試 受訪對象供圖
“這臺三輪曲面自適應清洗機器人搭載高清攝像頭、傳感器和課題組自主研發的缺陷識別軟件,”計算機視覺團隊負責人、研究員肖江劍介紹,“當它捕捉到高空鋼結構表面微小的漆面裂痕、鏽蝕等缺陷時,就會通過激光定位系統進行標記和數據回傳,便於後續的維修作業。”
接下來,機器人配備的定製化激光清洗頭,就可以實現相應位置,大面積的除漆、除鏽維護工作。
化工儲罐表面維護 受訪對象供圖
據瞭解,除了高鐵風雨棚鋼結構立柱應用場景,寧波材料所開發的3款機器人,磁力爬壁檢測機器人、三輪曲面自適應清洗化機器人和曲面自適應柔性履帶爬壁機器人,每一款都有自己的“工作場景”。比如船舶外板、大型儲罐、風電塔筒等各種不同材質、不同結構的工業裝置檢測、維修,爲國家交通、工業行業等領域升級,帶來前沿力量。
科幻電影中,擁有超能力的蜘蛛俠可以通過控制手腳靜電吸附在物體表面,並進行移動。現實生活中,寧波材料所研發的機器人也並不遜色。
“目前,市面上爬壁機器人大部分只能在小曲率壁面上穩定爬行,在大麴率壁面上就難以吸附,機器人曲面適應能力較差,” 茹浩磊表示,“團隊創新性提出了驅動與吸附一體化模塊與機身分離式結構。機器人可以根據不同曲度的場景,自適應調節兩個驅動模組之間的夾角,保證最大吸附力。”
也就是說,不管在各種不同柱形的彎曲作業場景中,“蜘蛛俠”機器人都能進行強有力的吸附和穩定爬行。
適應各種應用場景的高空作業機器人 受訪對象供圖
“我們想運用機器人進行替代的工作,是爲了減少人工操作的風險,並同時提高作業的效率,” 茹浩磊表示,“比如以往,惡劣天氣或高空懸掛作業時,人工事故率較高,引入機器人可以最大限度保障工作人員的安全。同時,傳統的人工巡檢施工週期長,高空作業頻繁上下,工作進度會受到限制,機器人就沒有‘會累’的煩惱。”
未來,在科研人員們的努力下,像這樣的機器人還將突圍到更多的行業領域中去。“我們將不斷提升極端環境下的穩定性。” 茹浩磊說,通過技術升級,它們將能適應更高曲率,或在強風和高溫等複雜條件下,依然能擁有良好表現,適配更多的工作場景。
智能無人系統和高端檢測裝備課題研究團隊 受訪對象供圖
此外,團隊還將結合人工智能和大模型技術,爲機器人配備自動分析、識別、自主決策的能力,進一步提升作業效率。
“目前,機器人在調試和升級研發的階段,到明年會有一場大規模應用的‘爆發’。我們相信,這些機器人將成爲更多行業高空作業的必備工具,爲智能製造和安全生產提供有力支持。” 茹浩磊說道。
寧波材料所計算機視覺團隊特種機器人與智能裝備課題組長期致力於高空作業機器人的研究工作。厚積薄發,憑藉先進的AI算法和多傳感器融合技術,近年來,課題組開始收穫豐碩的成果,爲各個行業領域提供可靠和高效的機器人解決方案。
在加快建設創新浙江,因地制宜發展新質生產力的關鍵時期,這是高能級科創平臺發揮科技創新引擎功能的一個例證。
懂科技、會創新的科創平臺是科技創新與產業創新深度融合的起點,促進科研成果更快“上架”,也需要更多像寧波材料所科創團隊這樣的科研人員們,和產業站在一起,用成果說話,以科技創新塑造發展新優勢。