兰州交通大学创新性开拓机器人应用新场景

　　原标题：兰州交通大学创新性开拓机器人应用新场景

　　中国甘肃网7月12日讯 据兰州日报报道 在数智时代，科技犹如蓬勃的朝阳，充满着无限生机，它在方方面面如春雨般无声却又深刻地影响并改变着我们的生活。智能机器人的出现，更是成为了这个时代的一个显著标志。它不仅是科幻片里的酷炫元素，而且已经在工业生产、应急救援、医疗康复、养老等领域广泛应用。

　　兰州交通大学研制的国内首台隧道智能监理机器人创新性地开拓了机器人新的应用场景，为工程领域带来了全新的变革与突破。耐寒、耐高温材料使其能够防尘、防水，在西部高寒地区进行无人化和全自主化的操作，工程人员即便远在数千公里之外，也能控制机器人进行现场操作。不但提高了监理工作的效率，还保障了施工工人的安全。

　　从无到有 国有化率达到100%

　　“我们给隧道智能监理机器人命名为‘天佑三号’，从名字就可以看出这款机器人已经迭代到第三代了。”兰州交通大学电信学院沈瑜教授介绍道，从2020年至今，为了更好地满足川藏铁路工程现场应用，机器人的硬件系统已经迭代到第三代，硬件构架从5米长机械臂的车体结构，进化到人形结构，材料也采用了耐寒耐高温材料。软件系统迭代到第五代，从初代的动态平台更新到现在的三维BIM实时建模系统，通过集成的多目机器视觉和传感器系统，机器人能够实时生成隧道的3D模型，帮助监理人员随时察看施工进度和结构变化。

　　“隧道智能监理机器人是专门为隧道工程建设期和运营期设计的，是国内首台拥有完全自主知识产权的监理机器人，国有化率达到100%，已经投入川藏铁路隧道建设工程现场。”沈瑜介绍道，智能监理机器人不仅扩大了机器人的使用新场景，更具有许多无可比拟的功能。第三代隧道智能监理机器人基于最新的人工智能算法、边缘处理器件、三维数据建模技术，能够用机器人代替人工监理，在现场提供网络的情况下实现自动规划路线、自动驾驶、巡视、旁站、沉降监控测量等功能。

　　“‘天佑三号’高170cm，从外形上看非常接近真人”，谈起机器人的优势，沈瑜难掩欣喜之情。为满足西部高寒环境工程建设现场复杂环境下的路线规划和定位，兰州交通大学技术团队设计研发了360度无缝高空监控系统，辅助摄像机的视频可以拼接成广角视频，使监理人员能够全面、高效地观察施工现场的着装、施工行为和施工标准；沉降收敛系统搭载了自主设计的全自动检测沉降收敛仪，能够精确测量隧道多个截面的沉降收敛值，检测精度能够达到0.01mm；团队研究训练的轻量化智能目标检测算法群，能够自动识别现场的安全帽、施工机械、管棚、锚杆、二衬钢筋等关键要素，提高监理效率和安全性；研发的远程传输控制系统，工程人员可以在几千里外控制机器人进行现场操作，调取数据；自主研发的即时定位与地图构建系统，使机器人可以自动启停、自动充电、自动规划路线、自动驾驶、自主传输。

　　前景广阔 智能监理机器人大有可为

　　“2021年9月，我们成功地将隧道智能监理机器人从实验室应用到了实际的隧道建设现场，应用主要集中在高空旁站和全方位监控两个方面，通过现场验证，机器人表现出色，完全满足了我们的应用需求。”沈瑜认为，从目前的情况来看，隧道智能监理机器人确实展现出了巨大的潜力， 随着技术的进一步发展和完善，预计未来几年内这种机器人会逐步进入量产阶段。机器人在施工现场可以持续、精确地进行监控和巡视工作，大大减少了人为误差和疏漏。然而，完全代替人工监理可能还需要一段时间。

　　沈瑜解释，虽然机器人在重复性高、危险性大的工作中具有明显优势，但复杂的现场情况和应急处理依然需要人工的判断和决策能力，倾向于人机协作模式：机器人承担基础、重复性的监控任务，而人工则负责综合判断和决策。

　　与持续演进的技术相得益彰的，是不断更新的应用场景。谈及第三代机器人还可能应用到哪些领域，沈瑜成竹在胸，“第三代机器人不仅能用在西部高寒地区铁路隧道监理，还能够用在铁路隧道、公路隧道运营期的智能检测，矿山的智能监测当中，充分代替人工巡检，降低人工成本，减少安全危害因素。”

　　扎根西北 数智赋能机器人应用新场景

　　创新之道，唯在人才。沈瑜所在的兰州交通大学电信学院深知此理，对学生工程创新能力的培养极为重视，积极与甘肃省众多企业构建起深度合作关系，大力推动智能产品的实际应用以及向市场的转化。在智能产品研发和架构领域，学院更是坐拥多个国家级与省级的实验教学示范中心、创新实验区以及教学团队，这些平台为智能产品的研发提供了坚实的技术支撑和创新环境。

　　“我们团队先后为各铁路局开发牵引变电站智能巡检机器人、铁路接触网智能检测传感器、基于灾害监测的无线通信系统，立足行业优势，有效推动了交通智能化、无人化产业的发展，用持续的产品研发、科技创新为我国新质生产力高质量发展和甘肃省强省会行动蓄势赋能。”作为兰州交通大学人工智能数字化装备技术团队的带领人，沈瑜动情地说，这一路走来离不开兰州交通大学对未来产业和新兴产业相关学科及团队建设的大力支持。

　　扎根西北，服务西部建设二十年。沈瑜带领的人工智能数字化装备技术团队在智能交通、智能机器人、智能装备制造、智能检测、数字经济、企业数字化转型等方面，攻克了多个技术瓶颈和核心问题，为甘肃、四川、北京等地10余家企业提供技术服务，研发10余种智能化产品在30多家企业推广使用。依托兰州交通大学的交通行业特色，将教学、科研、人才培养与服务甘肃经济发展紧密相连，培养高层次硕博人才30多名，培训各类技术人才5000余人，培养了一支建设甘肃、致力于智能检测装备研发的创新团队，为我国西部地区人工智能技术及经济发展提供了重要的科学动力。

　　兰州日报社全媒体记者 刘宝丽