人机并肩工作 科幻场景变为现实
导读： 本报记者 朱晓波 日前，机器人与人类并肩工作的科幻场景，在巴西的淡水河谷矿区变为现实。淡水河谷投资研发出可协助员工开展维护作业的各型号机器人，帮助员工远离危险的作业环境，推动企业成为采矿行业的安全标杆
朱晓波
日前，机器人与人类并肩工作的科幻场景，在巴西的淡水河谷矿区变为现实。淡水河谷投资研发出可协助员工开展维护作业的各型号机器人，帮助员工远离危险的作业环境，推动企业成为采矿行业的安全标杆。近年来，淡水河谷高度重视矿山员工作业安全问题，一方面加大资金投入修复已有矿山，另一方面加大科技研发力度，确保矿山员工作业安全。淡水河谷将安全性、可靠性、低碳议程以及创造共享价值作为战略重点。
据《中国冶金报》了解，淡水河谷目前在矿山主要应用的机器人有3款。其中，检测服务机器人（ROSI）和洞穴机器人（SpeleoRobot）由淡水河谷技术研究所采矿部研发制成，外形酷似手推车；另一款机器人是该公司从国际供应商处采购的ANYmal机器人，别名为“小狗”。
洞穴机器人
助力密闭环境中的无人化操作
淡水河谷技术研究所（ITV）成立于2010年，设有一个专门从事机器人、无人机和人工智能运营解决方案研发的部门。2015年，淡水河谷洞穴研究部启动了洞穴机器人项目。2016年，ITV与米纳斯吉拉斯联邦大学（UFMG）合作接管了这一项目。洞穴机器人是一款带有摄像头和照明系统的遥控机器人，能在崎岖不平的地面上行走（如图1）。洞穴机器人的设计初衷是通过绘制运营区附近的洞穴地图，帮助淡水河谷洞穴研究员开展研究工作。
图1 洞穴机器人即将开展检测作业。
2017年，ITV科研人员开始尝试将洞穴机器人应用到其他作业场景中，例如检测人员难以进入的密闭环境。目前，洞穴机器人已在巴西米纳斯吉拉斯州、圣埃斯皮里图州和帕拉州等超过15个不同的服务场景中得到应用。洞穴机器人具有智能运动系统，可以根据不同地形自动更换轮组、踏板或支架，感应系统支持高分辨率检测、三维地图生成及其他模块化功能。
最近，淡水河谷技术研究所将其开发的部分机器人感知模块交付给了美国国家航空航天局（NASA）。此外，该研究所正在制造的3款同型号机器人，将被应用到淡水河谷位于帕拉州的铜矿山，以及位于圣埃斯皮里图州维多利亚市和米纳斯吉拉斯州伊塔比拉市的铁矿山，主要负责磨机、管道及其他密闭环境的检测工作。
检测服务机器人高效率采集样本
2017年，淡水河谷技术研究所与里约热内卢联邦大学（UFRJ）合作研发出检测服务机器人。作为淡水河谷运营区的检测工具，检测服务机器人被用来检测传送带。淡水河谷为检测服务机器人配备了一个能够在运营环境中灵活操作的机械臂，它可以重新定位传感器，并在人工难以触及的地方采集样本，提高工作效率。目前，检测服务机器人的研发工作已经进入测试阶段。
“这些机器人由淡水河谷员工自主研发，并不断升级。”淡水河谷技术研究所研究员古斯塔沃·佩辛（Gustavo Pessin）表示，“机器人的研发工作是开放性的，所有研发成果都可以通过利用淡水河谷现有资源，不断升级出新的功能。”
“小狗”机器人保障作业安全
淡水河谷计划从瑞士ANYbotics公司采购四足机器人——ANYmal机器人。这款机器人此前已被应用于其他行业，目前正在进行采矿作业的适用性调整。今年上半年，淡水河谷位于米纳斯吉拉斯州伊塔比拉市的高英矿区（Cauê）完成了ANYmal机器人的概念验证测试，测试所取得的成功促使淡水河谷确定了购买这款机器人的决心。在测试过程中，ANYmal机器人围绕平台移动，并成功克服了上下楼梯等障碍（如图2）。它绘制并展示了检测区域的数字地图，进行了路线规划，确定了前进方向，完成了对特定物体和仪器的聚焦，传输了图像，并通过测温装置记录了热图像等。
图2 “小狗”机器人与操作专员合影。
使用机器人作业不仅可以实现远程操作并提高工作效率，还可以最大程度地避免工作人员进入危险区域。淡水河谷表示，这款机器人将在高英矿区执行磨矿设备检测和三维地图绘制任务。除了可以让员工工作得更安全，“小狗”机器人还有望减少停工次数，降低维护成本，提高检测结果和采集数据的可靠性，从而更好地对资产运营情况加以实时控制。
《中国冶金报》（2021年9月3日 02版二版）
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