人工智能驱动的机器人挖掘机在现场接受指令

如果能给挖掘机一套CAD图纸，然后让它自动开工，并且知道它能按照指令精确到毫米级，那会怎么样？你能想象能节省多少时间、金钱和人力吗？

总部位于瑞士的 Gravis Robotics 公司正在开发一种可安装在单个挖掘机上的模块，使挖掘机能够在作业现场导航并根据需要执行任务，而无需人类操作员在场。

像这样的技术越来越常见，无人驾驶机器的概念在许多建筑行业的顶级展会上都有展示，例如宝马展、Conexpo展和Intermat展。

Gravis Robotics 的首席业务发展官 Neil Woodfin 最近出席了在葡萄牙里斯本举行的欧洲租赁协会 (ERA) 大会，他在会上谈到了公司将机器人的精确性、安全性和效率带到当今工作场所的计划。

源自“狗”

Gravis Robotics 是瑞士苏黎世联邦理工学院机器人实验室的衍生公司，该实验室由 Marco Hutter 教授领导，他带领 25 名博士生开发人工智能软件，最初是为四足机器人“狗”设计的。这些“四足机器人”可以探索环境并返回 3D 地图。（可以参考波士顿动力公司的“Spot”。）

伍德芬说：“马尔科决定将那款软件应用到挖掘机上。我们现在有了一个可以安装在驾驶室顶部的机器人模块。机器人模块内部有一个配备摄像头的中央处理器，可以提供360度全景视野，还有一个激光雷达。”

挖掘机上的传感器使机器能够感知臂架、铲斗和斗杆的位置。激光雷达（LIDAR）用于测量机器在现场的位置，而全球导航卫星系统（GNSS）传感器则为机器提供GPS参考坐标。因此，机器能够在作业间隙自主导航。

伍德芬解释说：“机器人模块会学习操作挖掘机，并在挖掘时始终力求实现铲斗100%的装载率。它能够利用人工智能软件来适应挖掘过程中遇到的各种复杂环境。”

他补充道：“我们非常擅长挖掘。经过所有这些研发工作，我们计划在7月份之前将机器人挖掘机投入建筑工地使用。届时，我们就能真正了解我们能够取得的成果，这些成果涵盖生产力、安全性、可持续性和可预测性等方面。”

指导挖掘工作

挖掘机是如何知道该做什么的？

伍德芬解释说，一旦机器人模块安装到挖掘机上，它就开始学习如何操作机器。“然后你可以上传需要挖掘的CAD图纸，”他说。“我们还会提供一个放在驾驶室内的触摸屏平板电脑，你可以直接用手指在现场画出要挖掘的沟槽位置。你可以输入沟槽的深度和宽度，然后挖掘机就会根据这些信息进行挖掘。”

伍德芬解释说，也可以简单地将铲斗放到地面上，然后推断出要挖掘的区域的尺寸。

“例如，如果你要扩建房屋，你可以把铲斗放到地面上，然后说：‘我希望从铲斗接触地面的位置开始，所有地方都比地面低250毫米。’然后，挖掘机就会显示一个网格，标出所有比地面低250毫米的地方，以及所有高于或低于这个高度的地方。挖掘机随后就会按照你把铲斗放在地面上设定的高度进行挖掘。”

使用 Gravis 模块的唯一机器前提条件是电液系统。

伍德芬说：“如果挖掘机没有电液系统，我们就给它装上一个电液控制阀。然后把模块插到CAN总线系统上。所以它需要有现代化的电子系统，我们才能把它连接到该系统上。”

他补充道：“如果挖掘机没有惯性测量单元（IMU）传感器，我们会将其安装到挖掘机上。除此之外，其余部分都包含在我们安装在挖掘机上的屋顶自动化控制套件中。”

Gravis 目前正与六家 OEM 厂商合作，其中一家是现代/Develon，这是在 2024 年 1 月于拉斯维加斯举行的 CES 展会上宣布的合作关系的一部分。

伍德芬说：“我们正在与他们合作，实现挖掘机的自动化。我们与其他制造商合作过10吨级的挖掘机，但我们主要合作的是20吨级的挖掘机，因为这是业内最流行的挖掘机尺寸级别。”…