毛涵丨西交硕博团队攻坚球形机器人,产品达到国际顶尖水准
毛涵,西安清创交智机器人科技有限公司智能全地形球形机器人项目负责人

毛涵丨西交硕博团队攻坚球形机器人,产品达到国际顶尖水准

人工智能 | 球形机器人 | 中国制造2025 | 博士生创业 2022-07-02

采编 / 吴悦

来源 / 人才头条

以下文章共有2511字,阅读约需8分钟


21世纪20年代,新一轮工业革命进入加速发展阶段,先进制造、智能制造成为各国大力布局的重点。其中,机器人是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。2021年,工信部、发改委等15个部门联合印发《“十四五”机器人产业发展规划》,提出到2025年我国成为全球机器人技术创新策源地、高端制造集聚地和集成应用新高地,实现机器人产业的高质量发展。

“十三五”期间,我国机器人产业年均复合增长率约15%,工业机器人应用领域已经覆盖52个行业大类,机器人产业营业收入突破1000亿元。然而,在市场营收增长迅速的同时,与世界先进水平相比,我国机器人产业仍存在着基础薄弱、技术积累不足、高端供给缺乏等问题,无一不需要攻关突破。

在高端供给缺乏方面,“球形机器人”是未来发展的一大方向,也是当下全球机器人领域研究的热点。西安清创交智机器人科技有限公司(以下简称“清创交智”)是背靠西安交通大学的一家高新智能制造企业,其智能全地形球形机器人项目团队业已开发出成熟的智能巡检机器人“智动博特”,它的技术水平领先全国,比肩国际一流产品,是我国机器人产业高端发展之路上的一大亮眼标志。


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“智动博特”球形机器人 图源/受访者


“智动博特”——工业巡检场景的高端机器人


在工业生产和矿产开发中,巡检对安全的保障极为重要。例如,2019年的江苏响水化工企业爆炸事故、2021年的安徽安庆经开区企业火灾事故和2022年的广东清远化工厂爆炸等事故,都是巡检不到位造成的惨痛深刻的教训。

在巡检方式上,传统的人工巡检方式误差大、效率低、成本高,已经不能满足巡检的要求。目前,许多工厂都已采用智能机器人为主、人工为辅的巡检机制。然而,国内现有的巡检机器人技术不完善,在防爆、运动、视觉等方面存在薄弱之处,低端产品竞争激烈,高端技术却是一片空白。


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“智动博特”在化工厂巡检 图源/受访者


“智动博特”正瞄准了普通巡检机器人的不足,通过结构创新设计和全景视觉智能感知,革新性地超越了国内外同类产品,成功跻身高端巡检机器人领域。就“智动博特”的重点突破,项目负责人、西交在读博士生毛涵先生进行了介绍:

第一, 在结构创新设计方面,与普通的通过轮子或履带进行驱动的移动机器人相比,“智动博特”采用新颖的球形设计,所有的运动结构都集成在球形体内,整体占地面积远小于同类产品,因此能够进入狭窄的位置进行巡检,例如化工厂的复杂管道区域。同时,正因为“智动博特”体积小,它通过团队首创的飞轮驱动系统,仅依靠与地面的单个接触点就能达到机器人灵活运动和增稳控姿双重效果。此外,产品还实现了自主导航/遥控控制、水陆双栖使用、密封结构防水隔爆、原地0转弯半径转向和可越障30cm以上的动能转换越障方式等领先技术。


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“智动博特”在化工厂应用 图源/受访者


第二, 在视觉感知技术方面,“智动博特”实现了全景视觉智能感知的布局,通过可扩展传感器和四只“智慧眼”,对动态图像进行实时拼接,拼接速度平均提高2.42倍,能够对工厂环境快速预警识别,并在后台同步显示“智动博特”周围360度的图像信息,把工厂中的仪表数据补充到后台,从而代替或辅助人工进行安全巡检。


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“智动博特”在水面运动 图源/受访者


总体而言,在与同类高端产品(包括美国的Guardbot和我国北京眸视科技有限公司的巡检机器人)的对比中,“智动博特”的精度、控制系统、视觉表现、在恶劣环境中的正常运转能力都十分优异,可以说达到了超越国内外同类产品的领先水准。


硕博学生团队坚持创新驱动,产学研结合矢志服务社会

“智动博特”全地形球形机器人项目团队由16名硕博生构成,成员都来自西安交通大学,包括机械工程专业、能源动力和金融等专业的研究生。项目依托西安交通大学机器人与智能系统研究所室的整合资源,在西交教授朱爱斌的指导下,通过3年时间的研发,以超千次实验和九十余次实地测试完成了四代技术迭代,打破了国外在高端巡检机器人产品上的技术壁垒,成功推出重摆飞轮系统智能全景识别巡检机器人。


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“智动博特”研发历程 图源/受访者


在知识产权方面,凭借雄厚的科研背景,秉持勇于开拓创新的攻坚精神,团队已授权发明专利30项、发表SCI等论文15篇,科研成果显著亮眼。同时,“智动博特”凭借其技术的先进性与产品的革新性,2019年来获得了丝绸之路机器人大赛特等奖、“科创中国”高端装备制造TOP5、中国机器人大赛冠军、微软创新杯一等奖和iCAN一等奖等众多荣誉。


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团队所获关注及荣誉(部分) 图源/受访者


就商业模式而言,团队坚持研、产、销一体化协同发展。在研发方面,团队6名核心成员重点研究攻关,与陕西省智能机器人重点实验室等三个国家级、省部级重点实验室深入合作。在销售方面,根据发展进程,采取前后期差异化策略,更好地满足市场需求、为社会服务。

目前,“智动博特”产品初步成熟,已经进入中试反馈阶段,计划2022年下半年完成中试,定型产品,建立产线,批量化生产并投入市场。虽然清创交智还没有产生实际的营收,但已经获得水木资本意向融资550万元,并和中国兵器工业某研究所等企事业签订了意向合同。


从实验室走向全球市场,未来发展大有可期

智能全地形球形机器人项目负责人毛涵先生2015年入读西安交通大学机械工程专业,目前博士二年级在读。早在2016年读本科时,毛涵就接触到了正处于初期筹备阶段的球形机器人项目。2019年升入研究生年级后,出于对球形机器人的兴趣和专业知识的契合,毛涵正式加入团队,并开始负责整个项目的科研及运营进程。

根据国家统计局发布的《2020-2025中国巡检机器人行业发展前景预测及投资战略研究报告》,2022年至2025年全球巡检市场份额迅速增长,到2025年,一般巡检市场与高端巡检市场的全球市场总量有望超过千亿,商业蓝海已经开启。

未来,“智动博特”巡检机器人将继续迭代发展,清创交智也将专注技术的突破,通过5年时间的发展,力争成为特种巡检领域的龙头企业,致力于成为新型球形机器人的开创者,推动中国智能机器人引领世界这一美好愿景的实现。

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