隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展，在工業(yè)4.0以及智能制造2025規(guī)劃背景下，機(jī)器人領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足發(fā)展，市場(chǎng)潛力不斷釋放，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷發(fā)展壯大。在煤礦、非煤礦山以及化工、油田、冶金等領(lǐng)域，由于作業(yè)環(huán)境危險(xiǎn)，作業(yè)環(huán)節(jié)容易引發(fā)生產(chǎn)事故，往往會(huì)造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。智能且靈活的防爆機(jī)器人可以在人少、危險(xiǎn)及復(fù)雜的環(huán)境中工作，輔助作業(yè)人員完成執(zhí)行巡邏、排險(xiǎn)以及防爆等任務(wù)，可以探測(cè)具有潛在危險(xiǎn)或人員無(wú)法進(jìn)入的區(qū)域，降低了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，加強(qiáng)了作業(yè)人員的安全保護(hù)，也可以有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度和企業(yè)運(yùn)維成本，具有重要的社會(huì)作用。

　　一、防爆機(jī)器人的主要應(yīng)用

　　防爆機(jī)器人是一個(gè)復(fù)雜的人工智能系統(tǒng)，機(jī)器人可以劃分為機(jī)器人本體機(jī)械與結(jié)構(gòu)、電控系統(tǒng)、電源管理系統(tǒng)、智能硬件系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、認(rèn)知系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、機(jī)器人操作系統(tǒng)、音視頻結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)、邊緣計(jì)算系統(tǒng)、云計(jì)算系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)以及各類(lèi)應(yīng)用系統(tǒng)等。此外還包括各類(lèi)人工智能算法，如紅外熱成像檢測(cè)、氣體泄露檢測(cè)、火焰檢測(cè)、噪音檢測(cè)、表計(jì)識(shí)別、各類(lèi)物體檢測(cè)與識(shí)別等上百種算法等。

　　防爆機(jī)器人有自主巡邏、一鍵到達(dá)以及手動(dòng)控制等多種工作模式，廣泛應(yīng)用于電力電廠、核電站以及化工油田等領(lǐng)域的易燃易爆、有毒化工及輻射等危險(xiǎn)工作場(chǎng)所、危險(xiǎn)品生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)等場(chǎng)景。防爆機(jī)器人借助多種傳感器及智能識(shí)別算法，每天按計(jì)劃執(zhí)行巡邏值守任務(wù)，按時(shí)趕往值守點(diǎn)，值守過(guò)程實(shí)時(shí)巡視周邊環(huán)境，實(shí)時(shí)采集周邊視頻數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，保存到本地并同時(shí)傳輸至后臺(tái)系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)可實(shí)時(shí)報(bào)警到機(jī)器人管理后臺(tái)和用戶(hù)的移動(dòng)終端，報(bào)警信息可根據(jù)級(jí)別上報(bào)至后臺(tái)監(jiān)控中心不同的管理人員進(jìn)行應(yīng)急處理。機(jī)器人可以完成自動(dòng)巡邏、值守站崗、表計(jì)識(shí)別、危險(xiǎn)源識(shí)別、溫度測(cè)量、震動(dòng)測(cè)量、異常報(bào)警以及事件處理等工作任務(wù)。借助防爆機(jī)器人管理平臺(tái)的自主巡邏和智能識(shí)別功能，提高了電力電廠、核電站以及化工油田的信息化和智能化管理水平。

　　二、防爆機(jī)器人的發(fā)展難題

　　一款機(jī)器人的成熟需要?dú)v時(shí)2至3年之久，在這個(gè)過(guò)程中，如果技術(shù)的選擇不具備前瞻性，基本上產(chǎn)品出廠就意味著落伍或被淘汰。但如果技術(shù)選擇過(guò)于前瞻，可能3至5年，機(jī)器人產(chǎn)品也無(wú)法走向成熟，容易錯(cuò)過(guò)市場(chǎng)機(jī)遇。目前防爆機(jī)器人的做法一般是選擇較為成熟的技術(shù)，支持市場(chǎng)占有的同時(shí)快速進(jìn)行產(chǎn)品迭代升級(jí)，保證技術(shù)優(yōu)勢(shì)。高新興機(jī)器人的做法是銷(xiāo)售一代，在研一代，預(yù)研一代，現(xiàn)在市面上出售的產(chǎn)品是我們過(guò)去兩年的研發(fā)成果，我們?cè)谘械氖敲骱竽甑漠a(chǎn)品，而預(yù)研的是未來(lái)五年的技術(shù)。

　　目前市面上的防爆機(jī)器人可以簡(jiǎn)單分為操控型和巡檢型。操控型是指需要使用控制設(shè)備對(duì)防爆機(jī)器人進(jìn)行控制，如果沒(méi)有工作人員在后臺(tái)進(jìn)行控制，防爆機(jī)器人將無(wú)法工作。比如防爆機(jī)器人的控制需要借助光纜作為通訊介質(zhì)，可以減少延時(shí)和提高處理效率。但是在較為復(fù)雜的環(huán)境中，光纜容易卡住，工作人員無(wú)法通過(guò)操控機(jī)器人來(lái)協(xié)助防爆機(jī)器人脫困，無(wú)法解決實(shí)際問(wèn)題。巡檢型機(jī)器人是目前市面上應(yīng)用較廣的防爆巡檢機(jī)器人。防爆巡檢機(jī)器人可以代替工作人員在危險(xiǎn)、復(fù)雜的環(huán)境下完成設(shè)備及環(huán)境的日常巡檢任務(wù)，減輕巡檢人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低巡檢過(guò)程中存在的安全隱患，提升巡檢質(zhì)量。

　　同時(shí)，履帶式底盤(pán)的防爆巡檢機(jī)器人越野性能好，可以實(shí)現(xiàn)爬坡、越障以及跨溝等動(dòng)作，且不易打滑，但是履帶式底盤(pán)的耗電量大、不靈活，在狹窄的區(qū)域內(nèi)無(wú)法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎等敏捷動(dòng)作。如圖1所示，基于越野級(jí)別底盤(pán)的輪式防爆巡檢機(jī)器人可以滿(mǎn)足復(fù)雜路況現(xiàn)場(chǎng)對(duì)機(jī)器人的行走要求，這也是未來(lái)的發(fā)展方向。

　　三、5G使能防爆機(jī)器人

　　一直以來(lái)，防爆機(jī)器人的研究與落地通常存在高清視頻難以實(shí)時(shí)回傳、遠(yuǎn)程遙控難以同步、網(wǎng)絡(luò)安全保障不足以及本體算力不足等難題。防爆機(jī)器人如要發(fā)揮更大的作用，網(wǎng)絡(luò)配置的發(fā)展必不可少。5G的加載應(yīng)用則很好地解決了上述疑問(wèn)。防爆機(jī)器人行業(yè)持續(xù)被看好的同時(shí)，競(jìng)爭(zhēng)格局也持續(xù)處于動(dòng)態(tài)變化中，而5G網(wǎng)絡(luò)則加劇了這種變化，為防爆機(jī)器人的發(fā)展打開(kāi)了無(wú)限空間。

　　根據(jù)高新興機(jī)器人公司近幾年部署的巡邏機(jī)器人和防爆機(jī)器人項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)看，通過(guò)自建的WiFi以及3G、4G方式組網(wǎng)，以此實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)、大范圍傳輸?shù)慕ㄔO(shè)使用成本極高，同時(shí)由于節(jié)點(diǎn)及影響因素較多，容易造成后續(xù)維護(hù)及查找問(wèn)題困難加倍。部分對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全要求高的場(chǎng)景，比如部隊(duì)、核電等場(chǎng)景需要高安全的網(wǎng)絡(luò)傳輸，自建網(wǎng)絡(luò)的方式則安全性不足。

　　5G網(wǎng)絡(luò)具有覆蓋范圍大、安全性高、穿透能力強(qiáng)以及數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定等特性，將大幅降低難度與建設(shè)成本。5G的高帶寬支持機(jī)器人4K高清視頻+4路2K高清的同步傳輸?？梢灶A(yù)見(jiàn)的是，5G網(wǎng)絡(luò)的費(fèi)用也相對(duì)較低，是未來(lái)防爆機(jī)器人部署的最佳網(wǎng)絡(luò)方案。利用5G網(wǎng)絡(luò)的高帶寬和低延時(shí)可保障現(xiàn)場(chǎng)高清圖像的實(shí)時(shí)傳送，滿(mǎn)足在危險(xiǎn)或有害健康等環(huán)境下使用防爆機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的要求。同時(shí)指揮系統(tǒng)與監(jiān)控設(shè)備之間既可以通過(guò)5G網(wǎng)通信，也可以建立直連通信。

　　邊緣計(jì)算的價(jià)值相當(dāng)于對(duì)數(shù)據(jù)在本地進(jìn)行計(jì)算后，減少云端計(jì)算時(shí)間，以此實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)。在5G網(wǎng)絡(luò)的使能下，邊緣計(jì)算的結(jié)算速度也得到提升，消除了上傳圖像數(shù)據(jù)耗時(shí)造成的延遲，從而降低了系統(tǒng)延遲，也意味著工作人員可以更快地看到更加高清的視頻和其他分析報(bào)告。同時(shí)，防爆機(jī)器人的識(shí)別功能在本地執(zhí)行，可以實(shí)時(shí)展示作業(yè)環(huán)境和作業(yè)環(huán)節(jié)的識(shí)別和分析結(jié)果，使整個(gè)作業(yè)任務(wù)都可動(dòng)態(tài)展示。

　　防爆機(jī)器人的使用可以預(yù)防安全事故，提高正常作業(yè)和管理的自動(dòng)化和智能化水平。防爆機(jī)器人想要取得長(zhǎng)足發(fā)展，必須進(jìn)一步提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，加強(qiáng)核心技術(shù)的研發(fā)，前瞻性地進(jìn)入新技術(shù)前沿領(lǐng)域，更快地支持中國(guó)制造2025進(jìn)程的推進(jìn)。

　　作者：柏林  廣州高新興機(jī)器人有限公司