據(jù)外媒Tech Xplore報(bào)道，百度機(jī)器人與自動(dòng)駕駛實(shí)驗(yàn)室（Research Robotics and Auto-Driving Lab，RAL）和美國(guó)馬里蘭大學(xué)帕克分校（University of Maryland, College Park）的研究人員昨日在《科學(xué)機(jī)器人（Science Robotics）》上宣布他們打造了一種新的自動(dòng)挖掘機(jī)系統(tǒng)（autonomous excavator system, AES）。

該系統(tǒng)可以讓挖掘機(jī)在沒有任何人工干預(yù)的情況下，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間自主物料裝載（material loading）作業(yè)，同時(shí)AES還能提供與經(jīng)驗(yàn)豐富的人工操作員相當(dāng)?shù)墓ぷ餍省?/p>

AES是世界上第一批可以落地現(xiàn)實(shí)的無(wú)人挖掘機(jī)系統(tǒng)之一，它可以讓挖掘機(jī)實(shí)現(xiàn)24小時(shí)以上不間斷作業(yè)。研究人員表示，它在提高挖掘機(jī)的安全性和生產(chǎn)力方面具有一定優(yōu)勢(shì)。

一、人手短缺，工作環(huán)境惡劣，挖掘機(jī)市場(chǎng)遇多重困境

挖掘機(jī)常應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、采礦和救援等領(lǐng)域。2018 年全球挖掘機(jī)市場(chǎng)規(guī)模為441.2億美元（約2850億人民幣），預(yù)計(jì)到2026年將增長(zhǎng)至631.4億美元。

目前，世界各地的建筑公司都面臨著大型機(jī)械熟練的操作員人員短缺難題。不僅如此，部分挖掘機(jī)的作業(yè)環(huán)境還是危險(xiǎn)或是有毒，這些環(huán)境會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員的健康和安全造成威脅，如中毒、塌方等挖掘事故。

目前，大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人都體型較小并且在較為穩(wěn)定的環(huán)境中工作，但是挖掘機(jī)類機(jī)器人不同。挖掘機(jī)常常需要在危險(xiǎn)環(huán)境條件下工作，這些機(jī)器人必須能夠自主識(shí)別目標(biāo)材料，避開障礙物，面對(duì)無(wú)法預(yù)估的作業(yè)環(huán)境。因此，研究人員正在尋求突破性解決方案來(lái)制造可以滿足這些需求的挖掘機(jī)機(jī)器人。

二、可運(yùn)行24小時(shí)以上，AES利用激光雷達(dá)、AI圖像實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)作業(yè)

隨著越來(lái)越多的人關(guān)注工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)駕駛汽車等領(lǐng)域，研究人員對(duì)AES等系統(tǒng)開展深入了研究。

AES系統(tǒng)通過(guò)準(zhǔn)確和實(shí)時(shí)的算法來(lái)自主感知環(huán)境、規(guī)劃路線和控制機(jī)械。其中，它的感知模塊集成了多個(gè)傳感器——包括激光雷達(dá)（LiDAR）、攝像頭和其它專用傳感器（proprioceptive sensors）。這些傳感器不但可以感知3D環(huán)境并識(shí)別目標(biāo)材料，而且它們還可以通過(guò)除塵神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（dedusting neural network）等先進(jìn)算法來(lái)生成清晰的圖像。