本報記者 張景陽

    近日，北京市的兩家科技發(fā)展公司與正在加緊建設(shè)的呼和浩特地鐵達成合作意向，共同成立地鐵隧道智能巡檢機器人應(yīng)用課題組，推進地鐵隧道智能巡檢機器人的市場推廣和技術(shù)完善。2020年,呼和浩特地鐵全面建成后，將成為國內(nèi)首個使用人工智能巡檢機器人進行安全巡檢的城市地鐵。

    與此同時，作為合作協(xié)議的企業(yè)方，北京天樂泰力科技發(fā)展有限公司和北京瑞途科技有限公司對外宣布，公司聯(lián)合研發(fā)的隧道智能巡檢機器人正式下線，已具備實際應(yīng)用能力，可進行產(chǎn)品化。研發(fā)團隊還為這款全球率先實現(xiàn)商用的機器人取了一個可愛的名字——“奔跑的兔子”。

    是什么樣的創(chuàng)意和技術(shù)造就了“奔跑的兔子”？它在隧道內(nèi)又將如何奔跑？

    你走你的 我做我的

    與地鐵同步運行不遺漏任何隱患

    在剛剛結(jié)束的北京國際城市軌道交通展覽會上，科技日報記者現(xiàn)場目睹了“奔跑的兔子”不知疲倦地在展廳軌道內(nèi)奔跑的場景，其靈動的運轉(zhuǎn)吸引了大批參展商和參觀者駐足觀看。“奔跑的兔子”外形并不像兔子，而是一個幾十公分見方的扁長形金屬車，擁有自己專用的軌道。

    “地鐵巡檢是城市軌道交通得以安全運行最為基礎(chǔ)和重要的保障，軌道的細(xì)微松動、落石墜物與列車的摩擦碰撞、隧道的滴冒滲漏，任何一個小細(xì)節(jié)的變化，都有可能引發(fā)重大事故。所以實現(xiàn)高效精準(zhǔn)、事無巨細(xì)的排查，就是我們研發(fā)智能巡檢機器人的初衷。”天樂泰力總經(jīng)理夏新建向記者介紹說。

    2017年，天樂泰力與北京瑞途科技有限公司合作，專門針對智能巡檢機器人的研發(fā)應(yīng)用成立團隊，致力于核心技術(shù)攻關(guān)和實驗測試，從立項到產(chǎn)品通過測試正式下線只用了一年多的時間，可謂高效。

    智能化是這種新產(chǎn)品的最大特點。天樂泰力公司機器人運營總監(jiān)崔寶洲告訴記者：“從隧道檢測技術(shù)層面來看，‘奔跑的兔子’可實現(xiàn)的范圍基本涵蓋了傳統(tǒng)人工檢測的范圍，比如限界入侵和異物入侵檢測，傳統(tǒng)的人工巡檢是無法在列車運行期間進行的。但是機器人有自己的專用軌道，可以將包括震動在內(nèi)的一切外界環(huán)境干擾排除，做到與地鐵運行同步工作，也就是說，你走你的，我做我的。這樣就實現(xiàn)了檢測過程與列車運行不相互干擾、同步進行。”

    機器人實驗數(shù)據(jù)顯示，對隧道內(nèi)墻體、鐵軌變形監(jiān)控和隧道壁面濕漬、裂紋檢測以及電纜溫度、三維建模的檢測實施，“奔跑的兔子”均可以實現(xiàn)等同于或高于人工檢測的效率和效果。

    “智能化產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，是啟發(fā)引導(dǎo)我們攻克技術(shù)難題、實現(xiàn)機器人產(chǎn)品化的主要推動力量?！毕男陆ㄕf，“以實現(xiàn)專為地鐵隧道安全研發(fā)、全天候智能化實時巡檢、人工智能專家系統(tǒng)故障判斷、大數(shù)據(jù)隧道病害趨勢預(yù)測這四大目標(biāo)為研發(fā)的基本要求，我們最終打造出了這款功能強大的智能機器人?！?/p>

    收集數(shù)據(jù) 智能判斷

    將技術(shù)集成的效果做到最大化

    事實上，這個小小的金屬車搭載了幾乎所有的智能化基礎(chǔ)技術(shù)。夏新建說：“我們的研發(fā)目標(biāo)就是將智能化技術(shù)與地鐵隧道巡檢要求緊密結(jié)合，將技術(shù)集成的效果做到最大化?！?/p>

    崔寶洲以工作程序為主線，介紹了機器人的核心技術(shù)集成：“首先是多傳感器識別技術(shù)。‘奔跑的兔子’搭載了眾多的高精度傳感器，能夠第一時間探測到隧道內(nèi)的實時信息，將信息傳遞到專家系統(tǒng)做出判斷，包括高清相機、激光雷達、溫度檢測的紅外熱像儀等。這種技術(shù)搭載，有效實現(xiàn)了機器人進行限界入侵探測、隧道內(nèi)異物檢測、電纜溫度檢測等重要工作的順利完成?！?/p>

    崔寶洲表示，“奔跑的兔子”所進行的巡檢，并不是簡單的數(shù)據(jù)收集，而是以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)基于專家系統(tǒng)的智能判斷。例如利用高清相機拍攝圖像進行快速拍攝，判斷隧道里的裂紋。他解析道：“隧道內(nèi)的裂紋在機器人眼中是一塊灰度比較深的區(qū)域，但是灰度區(qū)域也有可能是電纜或者別的什么東西，這時專家?guī)炀蜁τ跋褡龀雠袛?，整個過程不需要時間，是實時的?！?/p>

    “如果說檢測和數(shù)據(jù)收集比較容易，那么最難的就是根據(jù)檢測數(shù)據(jù)實現(xiàn)趨勢預(yù)判，”夏新建說，“只有實現(xiàn)這個目標(biāo)，我們的機器人才可稱為真正的智能機器人。”

    對此，研發(fā)團隊緊抓數(shù)據(jù)庫建立的完善，實現(xiàn)機器人基于大數(shù)據(jù)的趨勢性分析功能?！氨热缯f隧道的微小變形，一兩次的檢測判斷不出安全隱患，但是隨著檢測數(shù)據(jù)的累加匯總和更新，智能系統(tǒng)就會得出準(zhǔn)確的趨勢判斷從而排除隱患?！贝迣氈拚f。

    人機配合 節(jié)省勞力

    代替人類在黑暗中洞察一切

    對于地鐵智能巡檢機器人，我國著名機器人專家、北京航空航天大學(xué)教授宗光華曾評價說：“地鐵隧道智能巡檢機器人是世界軌道交通在地鐵隧道安全檢測與預(yù)警領(lǐng)域的新理念、新思路，是機器人在地鐵隧道領(lǐng)域的創(chuàng)新式應(yīng)用。地鐵隧道智能巡檢機器人的問世，預(yù)示著地鐵軌道交通運維領(lǐng)域開始進入智能化時代?！?/p>

    有調(diào)查數(shù)據(jù)顯示：北京市全市軌道交通的安全巡檢員超過一萬人，這就意味著每天都有上萬人穿行在龐大的隧道網(wǎng)絡(luò)中從事著暗無天日的巡檢工作，同時，人工檢測永遠(yuǎn)無法排除由于疏忽大意帶來的安全隱患。

    而人工智能巡檢機器人的介入，則可以彌補這一缺陷，并極大節(jié)省人工，實現(xiàn)人機配合、安全無死角的檢測效果?！氨热鐧C器人介入巡檢后，工人可以待命，機器人發(fā)現(xiàn)了需要人工進行修復(fù)的故障，就可以準(zhǔn)確帶著工人找到故障點，這就大大節(jié)省了人工，還可以互相彌補巡檢細(xì)節(jié)的不足?！碧鞓诽┝Χ麻L劉春梅說。

    目前，實現(xiàn)了產(chǎn)品化的智能化巡檢機器人已經(jīng)開始了市場推廣，并成為軌道交通運營維護領(lǐng)域智能時代的開路先鋒。劉春梅告訴記者：“將智能化技術(shù)融入到巡檢設(shè)備中，是我們一次重要的創(chuàng)新實踐，但一次性取代人工巡檢顯然是不切實際的，我們還要從減輕人工工作壓力和強度開始，逐步進行技術(shù)積累和探索；我們將以核心技術(shù)為動力，推動產(chǎn)品進入礦井、公鐵隧道、巨型倉庫等更多領(lǐng)域，讓‘奔跑的兔子’成為人們在黑暗中洞察一切的眼睛，為智能化、無人化的發(fā)展加上多彩的一筆?！?/p>

［本文轉(zhuǎn)自《科技日報》2018年 6 月 29 日第 6 版。］