自动挖掘机系统的工作表现堪比人类

您是否曾经希望您可以在工作现场将您的设备“设置好，然后就不用管了”？如果您的回答是肯定的，那么您并不孤单，研究人员正在努力使这种幻想成为现实。

马里兰大学百度研究机器人和自动驾驶实验室 (RAL) 的研究人员推出了一种自动挖掘机系统 (AES)，这是首批在现实世界中部署的无人驾驶项目之一，可连续运行超过 24 小时。

据百度称，AES 可以在没有任何人为干预的情况下长时间执行物料装载任务，其表现“非常接近”经验丰富的人类操作员。

研究人员在 Science Robotics 中发表了他们的自动挖掘机系统方法论，该方法论可以带来行业领先的安全性和生产力优势。

通讯作者兼百度负责人 Liangjun Zhang 博士说，“这项研究带来了一种高效、稳健和通用的自主系统架构，使各种尺寸的挖掘机能够在现实世界中自主执行物料装载任务。”

百度在一份新闻稿中表示，挖掘机对于基础设施建设、采矿和救援应用来说至关重要，2018 年挖掘机的全球市场规模为 441.2 亿美元，预计到 2026 年将增长到 631.4 亿美元。

目前，随着过去两年新冠疫情的蔓延，全球建筑行业面临着包括重型机械操作员在内的熟练工作人员短缺的危机。

百度还指出，危险和有毒的工作环境，包括塌方、地面坍塌和其他事故，每年在美国造成约 200 人伤亡，并对现场工作人员的健康和安全产生其他影响。

百度表示，为了应对这些挑战和问题，建筑行业正在采用科学方法来开发自动挖掘机系统，该系统可以带来突破性的解决方案，并且随着其他机器人在制造、仓库和运输领域中的日趋广泛使用一样，成为一种趋势。

“我们的目标是利用我们强大且安全的平台，以及强大的人工智能和云计算能力来改变建筑行业。”百度首席技术官 Haifeng Wang 博士说道。

百度设计的挖掘机器人可在各种危险环境条件下工作，识别目标物料、避开障碍物、应对不可控环境，并在恶劣的天气条件下持续运行。

AES 使用实时算法进行感知、规划和控制，同时采用了一种新的架构，将这些能力整合到自主操作中。该系统的模块化设计可以有效地应用于各种尺寸的挖掘机，包括 6.5 吨和 7.5 公吨紧凑型挖掘机、33.5 公吨标准挖掘机和 49 公吨大型挖掘机。

百度通过与一家领先的设备制造公司合作，将该系统部署在一个垃圾处理场来测试 AES 的效率，这是一个对自动化有强烈需求的有毒有害的现实世界场景；该系统能够在没有任何人为干预的情况下连续运行超过24 小时。

据百度称，AES 已在冬季天气条件下进行了测试，该系统使一台小型挖掘机每小时挖掘 67.1 立方米，与传统的人类机手相当。

“AES 可以长期稳定可靠地运行，而人类操作员的表现可能并不会一直这样稳定，”Zhang 博士说。

百度表示其研究人员将继续完善 AES 的核心模块，并进一步探索可能存在极端天气或环境条件的场景。