能抓捕、可除冰、会采摘 解锁机械人无限可能
从科幻电影走出来的球形机械人、能精准摘下荔枝的机械人、能高效除掉电缆覆冰的除冰机械人......这些有着超凡专业技能的机械人,正解锁各行各业的更多可能性,不仅能帮人类完成特殊领域的危险任务,还能提高工作效率。今期我们就来看看这些机械人是如何各显神通的吧!
智能球形机械人未来感十足 助力巡逻安保
上图这个好似科幻电影里走出来的智能球形机械人,今年在人气火爆的苏超(即江苏省城市足球联赛)赛场上亮相,协助安保巡逻。它拥有独特外形,根据特定任务和需求设计,属于“特种机械人”。
关于特种机械人,早在2021年发布的《“十四五”机器人产业发展规划》中,就强调了要推进特种机械人产品的研制和应用。如今,各类型的特种机械人已经应用到各行各业,例如安防机械人、危险环境作业机械人、卫生防疫机械人等。
作为特种机械人的一种,上文提到的这款智能球形机械人由浙江大学研发。虽然它的重量有160公斤,但运动性能也依然出色,最快时速为35公里每小时,能在两秒内提到最高速度。在运动控制方面,它能保持平衡前进,精确按照设定路线运动,并避开障碍物。
它具备安防巡逻、声波驱散、随行跟踪、辅助抓捕等功能,还能灵活适应各种实战场景。在巡逻工作中,由于球形设计和灵活的移动能力,这个水陆两栖的“大黑球”能到达很多传统巡逻设备无法到达的地方。
值得留意的是,本质上,它其实是一个智能的、移动的载具,不仅能运用于警队巡逻,而且可以根据不同场景的需要,再加挂不同的外部设备。例如,在机场给它加配高音喇叭,它就可以承担起驱鸟任务。
不仅功能多样,它还能适应恶劣环境、复杂地形地貌,在腐蚀性、放射性、易燃易爆等危险条件下也可以正常运行。
除冰机械人 高效解决电线覆冰隐患
特种机械人不单止有球形,它们外形各异,应用在各个专业领域,电力系统的除冰机械人也是其中之一。
为甚么要除冰?在高寒地区,冬季输电线路覆冰可能影响电力传输效率、导致线路短路,甚至可能因风力作用导致设备损坏或倒塌。覆冰也一直是电力系统面临的难题。
以往,高空人工除冰有较大安全隐患,而且效率较低。而除冰机械人则具有安全性高、效率高等优势,能有效解决电线覆冰难题。
近年来,四川电网使用“无人机+除冰机械人”,完成特高压输电线的除冰作业。大载重无人机用夹子将9.9公斤重的除冰机械人放在线路上,除冰机械人通过前段振动锤敲击和刀片切削等方式,将裹在电线上的厚冰块快速脱落。
这款除冰机械人能在电线上平稳实现上下坡、越障和制动,还能实时传输图像数据。仅仅15分钟,机械人就能将500米长的电线覆冰隐患全部消除,最大除冰速度为2公里每小时。
荔枝采摘机械人“精准出击” 解放果农双手
不仅在安防、应急等公共服务领域,各种身怀一技之长的机械人亦是农业领域的好帮手。
一直以来,荔枝采摘都是令果农倍感压力的环节,果农常常因为人手不够,且采摘期较短而来不及采摘。荔枝果实较小,容易被枝叶遮挡,在采摘技巧上也有诸多讲究。智能机械人能否取代人工进行采摘,大幅提升效率呢?
华南农业大学研发的荔枝采摘机械人,配备了六自由度机械臂搭配仿生柔性夹爪。荔枝采摘机械人最快10秒就能摘下一串荔枝,一天最高能摘1,000斤,一台机械人能代替两个人工作。而且,机械人工作效率不受高温闷热影响,能全天候工作。
荔枝采摘机械人不仅摘得又准又快、能长时间工作,还能实现全自动化操作。它具体是怎么自动工作的呢?
空中巡检的无人机,会将成熟果树的坐标数据发给机械人,机械人配备的自动导航装置和自动避障系统,让它能自主前往合适的果树位置,再自主判断荔枝的成熟程度以及决定能否采摘,采摘后放到指定果篮里。在这自主判断的过程背后,则是人工智能深度学习和大量的模型训练。
棉花激光打顶机械人 全球首款
除了南方的荔枝果园,在西北地区的棉花田里,也有机械人的身影——棉花打顶机械人。
“打顶”是甚么?棉花打顶,是为了打破棉花植株顶端的生长优势,让营养集中供给到侧枝生长的棉桃,从而提高棉花产量。
随着机械人的发展,这项农活也迈入了高科技时代。新疆大学联合新疆极目机器人科技有限公司,打造了全球首款搭载“固态激光雷达”的棉花打顶机械人,将棉花打顶机械人技术推向新高度。
这款棉花打顶机械人集传感器、机械视觉、激光控制技术于一体,能在移动过程中,快速准确地找到每一株棉花的顶尖位置,然后用大功率蓝光激光器瞬间产生的高温灼烧棉花顶芽。
相对于传统的机械切割、化学打顶等方式,激光打顶具有非接触、无损伤等优势,大大降低了对棉花植株其他位置的伤害。
经过多次田间测试,这款机械人对棉花顶芽的识别准确率高达98.9%,伤苗率小于3%,打顶合格率达到82%以上。它的作业效率可以达到每小时6至8亩,而且日夜均能工作,是人工作业效率的10倍以上。
2024年,中国特种机械人市场规模达到246亿元(人民币,下同),2025年将达到271亿元。
业内人士分析,特种机械人通过差异化竞争,能精准满足特定领域的需求,拥有巨大的应用潜力。特种机械人消费需求不断扩大,也为产业发展提供了广阔的市场空间。
随着机械人技术不断成熟,它们的应用领域不断扩宽,功能也愈发强大。未来,特种机械人有望在各类特定领域,继续成为人类解决复杂、危险问题的得力帮手。
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