
机器人产业近几年在深圳火起来,近期受关注的是能上刀山下火海的特种机器人,它们或者用于替代人力安保助力公共安全,或者可以帮人类实现分身术,或者能在危险环境代替人类工作。
身份:巡检机器人
发明者:中智物联
能力:充电3小时,可值守20小时
在熙攘的人群中逛街,不经意间就会与巡检机器人偶遇。细心市民会发现,深圳会展中心展厅近期多了两台坦克外形的机器人,这是隶属于中国安防集团的中智物联研发的巡检机器人,目前在会展中心试用。
这款巡检机器人长1.1米,宽0.6米,高0.5米,顶部装有红外摄像仪的机械臂可伸缩,最高可达1.6米高处。摄像头可360度旋转,车身四周暗藏4个红外摄像头,无论白天黑夜,均能传回清晰影像。此外,它还实现了智能操作,有自主导航与远程操控相结合的双模式控制系统。
巡检机器人平均时速可达30公里。为什么不设置更高速度范围?中智物联研究院机器人中心主任林天麟博士介绍,巡检机器人要在人潮拥挤的环境中工作,首要原则是不能危及人类安全,在其它方面技术成熟后,才能设置更高速度。
巡检机器人主要用于替代人力安保,最大优势在于不会疲劳,且视频可作为证据保存。充电3小时,巡检机器人可运行超过20小时。而红外摄像机比人眼可视范围更大,在黑夜也能发挥很大作用。
中智物联研发的巡检机器人系列,还包括工业巡检机器人、巡检无人机、水上巡检机器人,覆盖了海陆空域的需求,未来可从海陆空对环境实行全方位监控,后台操作者可能只有一位,这样的超级保安,是不是大大节省了人力?
身份:替身机器人
发明者:中智物联
功能:帮助人类实现分身术
老板远在海外,想看一眼公司员工有没有努力干活,不需乘十几小时的航班飞来,用机器人就可随时随地实现。中智物联研发的替身机器人已在其总部使用。
走进深圳智慧广场C座,前台一个1.6米高的机器人缓缓走来,人类外形,金属外壳。头部是一台显示器,可根据来访者的头部左右转动,相当于一台可移动的即时视频通话器。两条机械手臂可模拟人类的简单动作。
林天麟介绍,替身机器人可自主避障,感知对面人类的动作,可选配人脸识别模块,根据商务、会展等不同场合需求,还可加入二维码识别、名片识别等功能。此外,它还可以在电源不足时自行寻找充电桩。
其实,它的应用范围还可以更广,包括养老院陪聊、商场前台咨询等。“我们正在研究给替身机器人二代安上‘手掌’,让它可以拿起水杯,与人握手。”林天麟说,替身机器人的发展方向会越来越像真人。
身份:核电站机器人
发明者:中科华核电技术研究院
功能:替代人类工程师,无惧核放射
深圳机器人协会专家介绍,特种机器人是除工业机器人之外、用于非制造业并服务于人类的各种机器人总称。相比装卸核燃料,上刀山下火海简直就是小菜一碟,人们使用的核电能源有特种机器人的一份贡献。中广核大亚湾基地有20多种机器人,他们主要与核燃料组件、反应堆压力容器、核主泵、蒸汽发生器等设备相关。因核电站具有辐射,这里的许多机器人都是专属核电站使用。
核反应堆容器换料机器人
3月24日,在中科华核电技术研究院(中广核集团全资子公司)实验基地,几个特种机器人正在工作。这个基地身兼核电技术研发与培训功能,为让研发和培训效果更好,按照1:1比例建设。“除了没有放射性,其他布局就跟核电站的反应堆一样。”研究院辅助设备研究所所长吴凤岐介绍,这也是国内第一个完备的核电技术研发、实验基地。
要说基地里最大的机器人,非“装卸核燃料机器人”莫属,也称为“反应堆换料机器人”。这个外观像龙门架一样的庞然大物,横跨反应堆压力容器。吴凤岐介绍,它是反应堆专用的装卸核燃料组件的机器人,通过转运机器人从核燃料厂房把一个燃料组件装进反应堆,或者从反应堆把乏燃料组件卸出运到核燃料厂房贮存。
从外观看,换料机器人在固定轨道运行,但它并不是固定轨迹机器人。“因为在反应堆里面每个燃料位置都是不一样的,装一次或卸一次料时所有的位置都要走到,而且要将燃料精确地装到那个位置。”吴凤岐说,正常燃料装卸时要求误差在3毫米以内,换料机器人可以做到0.1毫米。
据了解,换料机器人在2011年就完成了研发,2013年投入使用,其技术水平即使在国际上也比较领先。“甚至比国外的还好一点。”吴凤岐说,研发时他们参考了国外设备,比如在核电设备上非常专业的美国西屋公司和法国RELL公司的设备等。
开关反应堆容器顶盖机器人
该基地还有另一个环形大家伙———开关核反应堆容器顶盖机器人,常称“整体螺栓拉伸机器人”,用于装卸反应堆压力容器顶盖的螺栓。压力容器装着核燃料组件,高温高压高辐射,为保证容器密闭,须将其最顶部的螺栓紧固。
容器顶部舱盖分布着58颗螺栓,每个都有一人多高,材料特殊,重500多斤,人类不可能拧得动,这就是螺栓拉伸机器人的最大功用,它可以在开盖或扣盖时一次把所有螺栓拧开。
听起来就是个机器,为何还称之为机器人?因它还有独特的智能体系。吴凤岐介绍,它拧螺栓与常规做法不同。压力容器螺栓太重,如果直接放进螺孔,两者纹路必然互相接触挤压,机器人的作用就是不让螺栓与螺纹贴着,而是先拉起,让两者间留有缝隙,然后顺着方向旋到位置就算拧紧了。拆卸时也一样,须先把螺栓拉起,这种功能叫做重量补偿。“如果压力容器螺纹损坏的话就非常麻烦,这么重要的设备,在核电站60年寿命期是不能换的。”吴凤岐说,而在使用时,螺栓与螺母必须清洗干净才能装。
螺栓拉伸机器人2014年9月研发成功,由中科华核电技术研究院自己设计。吴凤岐说,反应堆压力容器开关盖仅在换料大修时进行,一般18个月才做一次,因此螺栓拉神机器人一年才用一两次。
虽然使用频率不高,但因功能强大,无论是换料机器人还是螺栓拉伸机器人都造价不菲,每个价格都以千万元计。不过,这些机器人与其他产品一样,也要进入市场参与竞标。这种机器人目前主要在广西防城港核电站、阳江核电站、大亚湾核电站使用。
在整体螺栓拉伸机器人出现以前,用的是分体拉伸器,一次只能拧三四个螺栓。现在只需三四个小时就能做完的事,以前需要两三天。
除了上述两类,核电站还有“多功能水下爬行机器人”,个头不大,专门用于清理反应堆水池掉落的一些配件和杂物。它可以在高放射性的反应堆水池底水平行走、自由转向,携带不同执行机构完成不同任务,具备耐辐射高清摄像能力和视觉信号实时传输、处理功能。
机器人时代何时到来,取决于企业创新动力
在2015中国(深圳)IT领袖峰会上,深圳市科创委主任陆健发布了《深圳IT产业发展报告》。这份报告特地提到,深圳将加快智能装备和机器人产业向高端发展。据科创委统计,去年深圳规模以上电子制造业产品产值达到13829亿,是全国的1/7左右,同比增长10.9%。这里面有机器人产业的一份功劳。政策支持以及市场的庞大需求,引来了大批资本的投入。面对激烈的市场竞争,保持公司的创新能力尤为重要。随着技术日渐成熟,机器人的应用领域正不断扩大,但技术成熟需要一个过程。中智物联的林天麟博士认为,人们误以为机器人无所不能,但目前的技术还未达到这一程度,技术的发展要经历人机融合的过程。为实现高级智能机器人的目标,每家科技企业都投入了大量研发资金用于新技术的开发。如果企业、市场一直保持这种创新动力,机器人时代也许很快就能到来。