机器人知多点|能抓捕 可除冰 会采摘 解锁机器人无限可能!

撰文︰晨希
导读
机械人现今已广泛应用到生活服务、工业生产、救援救灾等领域,涵盖机械臂、人形机械人、机械狗等形态。它的核心技术日新月异,发展迅速,具有巨大的潜力。你知道多少种机械人?机械人可以应用在哪些场景?就让“当代中国”网站“话你知”!

  从科幻电影走出来的球形机器人、能精准摘下荔枝的机器人、能高效除掉电缆覆冰的除冰机器人......这些有着超凡专业技能的机器人,正解锁各行各业的更多可能性,不仅能帮人类完成特殊领域的危险任务,还能提高工作效率。今期我们就来看看这些机器人是如何各显神通的吧!

智能球形机器人未来感十足 助力巡逻安保

2025年6月,苏超赛场上,扬州公安在赛事安保中使用水陆两栖的智能球形机器人。(网上图片)

  上图这个好像在科幻电影里走出来的智能球形机器人,今年在人气火爆的苏超(即江苏省城市足球联赛)赛场上亮相,协助安保巡逻。它拥有独特外形,根据特定任务和需求设计,属于“特种机器人”。

  关于特种机器人,早在2021年发布的《“十四五”机器人产业发展规划》中,就强调了要推进特种机器人产品的研制和应用。如今,各类型的特种机器人已经应用到各行各业,例如安防机器人、危险环境作业机器人、卫生防疫机器人等。

  作为特种机器人的一种,上文提到的这款智能球形机器人由浙江大学研发。虽然它的重量有160公斤,但运动性能也依然出色,最快时速为35公里每小时,能在两秒内提到最高速度。在运动控制方面,它能保持平衡前进,精确按照设置路线运动,并避开障碍物。

  它具备安防巡逻、声波驱散、随行跟踪、辅助抓捕等功能,还能灵活适应各种实战场景。在巡逻工作中,由于球形设计和灵活的移动能力,这个水陆两栖的“大黑球”能到达很多传统巡逻设备无法到达的地方。

球形机器人外部可以加挂不同设备。图为浙江省温州市警方与球形机器人一起巡逻。(网上图片)
球形机器人可以在水中前进,实现两栖作业。(图片来源:央视新闻截图)

  值得留意的是,本质上,它其实是一个智能的、移动的载具,不仅能运用于警队巡逻,而且可以根据不同场景的需要,再加挂不同的外部设备。例如,在机场给它加配高音喇叭,它就可以承担起驱鸟任务。

  球形机器人不仅功能多样,还能适应恶劣环境、复杂地形地貌,在腐蚀性、放射性、易燃易爆等危险条件下也可以正常运行。

除冰机器人 高效解决电线覆冰隐患

  特种机器人不单止有球形,它们外形各异,应用在各个专业领域,电力系统的除冰机器人也是其中之一。

  为什么要除冰?在高寒地区,冬季输电线路覆冰可能影响电力传输效率、导致线路短路,甚至可能因风力作用导致设备损坏或倒塌。覆冰也一直是电力系统面临的难题。

  以往,高空人工除冰有较大安全隐患,而且效率较低。而除冰机器人则具有安全性高、效率高等优势,能有效解决电线覆冰难题。

人工高空除冰要在严寒大风天气下应对高空坠落、触电等危险。(图片来源:视觉中国)

  近年来,四川电网使用“无人机+除冰机器人”,完成特高压输电线的除冰作业。大载重无人机用夹子将9.9公斤重的除冰机器人放在线路上,除冰机器人通过前段振动锤敲击和刀片切削等方式,将裹在电线上的厚冰块快速脱落。

除冰机器人用冲击、切削等方式高效除冰。(图片来源:CCTV)

  这款除冰机器人能在电线上平稳实现上下坡、越障和制动,还能实时传输图像数据。仅仅15分钟,机器人就能将500米长的电线覆冰隐患全部消除,最大除冰速度为2公里每小时。 

荔枝采摘机器人“精准出击” 解放果农双手

  不仅在安防、应急等公共服务领域,各种身怀一技之长的机器人亦是农业领域的好帮手。

  一直以来,荔枝采摘都是令果农倍感压力的环节,果农常常因为人手不够,且采摘期较短而来不及采摘。荔枝果实较小,容易被枝叶遮挡,在采摘技巧上也有诸多讲究。智能机器人能否取代人工进行采摘,大幅提升效率呢?

荔枝采摘机器人能精准剪下一串串荔枝。(网上图片)

  华南农业大学研发的荔枝采摘机器人,配备了六自由度机器臂搭配仿生柔性夹爪。荔枝采摘机器人最快10秒就能摘下一串荔枝,一天最高能摘1,000斤,一台机器人能代替两个人工作。而且,机器人工作效率不受高温闷热影响,能全天候工作。

  荔枝采摘机器人不仅摘得又准又快、能长时间工作,还能实现全自动化操作。它具体是怎么自动工作的呢?

  空中巡检的无人机,会将成熟果树的坐标数据发给机器人,机器人配备的自动导航装置和自动避障系统,让它能自主前往合适的果树位置,再自主判断荔枝的成熟程度以及决定能否采摘,采摘后放到指定果篮里。在这自主判断的过程背后,则是人工智能深度学习和大量的模型训练。

荔枝采摘机器人剪下荔枝后可以准确放入果篮内。(网上图片)
荔枝采摘机器人的机器臂具有六个自由度,能灵活转向。(网上图片)

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棉花激光打顶机器人 全球首款

  除了南方的荔枝果园,在西北地区的棉花田里,也有机器人的身影——棉花打顶机器人。

  “打顶”是什么?棉花打顶,是为了打破棉花植株顶端的生长优势,让营养集中供给到侧枝生长的棉桃,从而提高棉花产量。

  随着机器人的发展,这项农活也迈入了高科技时代。新疆大学联合新疆极目机器人科技有限公司,打造了全球首款搭载“固态激光雷达”的棉花打顶机器人,将棉花打顶机器人技术推向新高度。

棉花激光打顶机器人结合新疆特有的棉花种植模式,能适应复杂环境下的田间作业场景。(网上图片)

  这款棉花打顶机器人集传感器、机器视觉、激光控制技术于一体,能在移动过程中,快速准确地找到每一株棉花的顶尖位置,然后用大功率蓝光激光器瞬间产生的高温灼烧棉花顶芽。

  相对于传统的机器切割、化学打顶等方式,激光打顶具有非接触、无损伤等优势,大大降低了对棉花植株其他位置的伤害。

棉花激光打顶机器人用激光精准灼烧棉花顶芽。(网上图片)

  经过多次田间测试,这款机器人对棉花顶芽的识别准确率高达98.9%,伤苗率小于3%,打顶合格率达到82%以上。它的作业效率可以达到每小时6至8亩,而且日夜均能工作,是人工作业效率的10倍以上。

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  2024年,中国特种机器人市场规模达到246亿元(人民币,下同),2025年将达到271亿元。

  业内人士分析,特种机器人通过差异化竞争,能精准满足特定领域的需求,拥有巨大的应用潜力。特种机器人消费需求不断扩大,也为产业发展提供了广阔的市场空间。

  随着机器人技术不断成熟,它们的应用领域不断扩宽,功能也愈发强大。未来,特种机器人有望在各类特定领域,继续成为人类解决复杂、危险问题的得力帮手。

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