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讓“核安全”更安全 滬高校學子研發(fā)出“會思考”的巡檢機器人
2024年11月29日 10:37   來源:中國新聞網(wǎng)  

  中新網(wǎng)上海11月28日電 (潘聰聰 許婧)提到核電站,大家往往最關(guān)心的都是安全問題。眾所周知,核電站是24小時不間斷運行的,設(shè)備運行的狀態(tài)、儀表參數(shù)的變化、數(shù)據(jù)趨勢的波動都需要時時高度關(guān)注。那有沒有全天候的“超人”,可以“代勞”完成這些日常巡盤巡檢工作?

  帶著這個思考,華東理工大學機械與動力工程學院6位碩博研究生組成創(chuàng)新團隊,在華東理工大學機械與動力工程學院副院長易建軍教授的指導下,研發(fā)了“面向核電站巡檢的具身智能機器人”,讓“核安全”更安全。這一項目在剛剛落下帷幕的第24賽季Robotex世界機器人大賽亞洲總決賽上,斬獲了亞洲創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)挑戰(zhàn)賽創(chuàng)新賽道總決賽亞軍。

  巡檢是預(yù)防事故發(fā)生的重要手段。而在核電站的運維管理中,傳統(tǒng)的人工巡檢不僅耗時耗力,還面臨著高輻射風險,傳統(tǒng)的巡檢機器人又大多功能單一,存在地形適應(yīng)性弱、復(fù)用性差等問題。

  項目團隊嘗試將技術(shù)與行業(yè)需求相結(jié)合搞創(chuàng)新,選擇了核電站具身智能機器人這一方向!熬呱碇悄芗夹g(shù)融合機器人是一個很有創(chuàng)新性的概念,具身智能雖然不是人類,但它可以在與環(huán)境的交互中學習技能,像人類一樣感知、理解、決策,模仿人絲滑地完成各種動作。”易建軍說。

  華東理工大學機械與動力工程學院6位碩博研究生組成創(chuàng)新團隊,研發(fā)了“面向核電站巡檢的具身智能機器人”,讓“核安全”更安全! ∪A東理工大學供圖
華東理工大學機械與動力工程學院6位碩博研究生組成創(chuàng)新團隊,研發(fā)了“面向核電站巡檢的具身智能機器人”,讓“核安全”更安全! ∪A東理工大學供圖

  巡檢,不僅在巡,更在檢。為此,團隊突破傳統(tǒng)巡檢機器人的設(shè)計思路,從輪式具身、融入大模型兩個方面進行創(chuàng)新,勇敢又能干的核電站“打工人”由此誕生——它運動靈活,可實現(xiàn)自主避障、跟蹤追蹤等功能,還有一雙善于“找茬”的“眼睛”和一個博聞強識的“大腦”,能讀取溫箱設(shè)備。

  “我們提出了多模態(tài)大模型技術(shù),通過融合圖像、語音、文本等多模態(tài)信息,提升機器人的場景理解和任務(wù)規(guī)劃能力!眻F隊成員葉杭博進一步解釋說,人的大腦就像是一個超級計算機,可以通過看、聽、摸來學習新事物,多模態(tài)大模型也是這樣。比如,想讓多模態(tài)大模型了解核電站是怎么工作的,就可以給它看核電站的照片,聽核電站的聲音,讀關(guān)于核電站的文章等。“這樣,它就能漸漸學會核電站的知識,像一個小孩子慢慢長大!

  有了會思考的“智慧大腦”,如何讓機器人“行動自如”?團隊通過構(gòu)建4D語義地圖,同時基于深度強化學習的運動控制技術(shù),讓機器人不但知道自己要“去哪”,更知道“該怎么去”。

  據(jù)團隊介紹,4D語義地圖可以使機器人模仿人類大腦去理解環(huán)境,為實現(xiàn)更高層次的智能化操作提供信息支持,堪稱“保姆級”地圖。如同教小孩學走路一樣,團隊成員通過基于深度強化學習的運動控制技術(shù),讓機器人不斷嘗試不同的動作!白龅煤,就給它獎勵,做得不好就不給,直到找到最好的方法,最終自己學會怎么在核電站里移動或工作!

  華東理工大學機械與動力工程學院6位碩博研究生組成的創(chuàng)新團隊成員始終保持積極協(xié)作、高效溝通,努力解決各種技術(shù)難題!  ∪A東理工大學供圖
華東理工大學機械與動力工程學院6位碩博研究生組成的創(chuàng)新團隊成員始終保持積極協(xié)作、高效溝通,努力解決各種技術(shù)難題!  ∪A東理工大學供圖

  此外,團隊還通過基于數(shù)字孿生的信息化監(jiān)督調(diào)度和抗輻射加固這一核心技術(shù),構(gòu)建了核電站的數(shù)字化模型,實現(xiàn)對設(shè)備狀態(tài)的實時監(jiān)控和故障預(yù)測。

  從概念設(shè)計到原型機測試,項目團隊終于在賽場上迎來了自己的“高光時刻”。這一設(shè)計不僅受到了大賽評委的高度評價,也堅定了大家繼續(xù)推進項目的信心,希望為核電站智能化巡檢提供新的解決方案。

  據(jù)介紹,多年來,項目成員所在的機械電子實驗室無人系統(tǒng)團隊,持續(xù)深耕移動機器人領(lǐng)域,圍繞相關(guān)技術(shù),迄今已申請并獲授權(quán)發(fā)明專利8項、發(fā)表高水平學術(shù)論文5篇,并取得多項軟件著作權(quán)。(完)

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編輯:王丹沁  

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