本報記者 程榕娟
通 訊 員 葉子怡
本報訊 控制舵機、檢測管道、傳送數據……小巧靈活的機器人鉆進管道“把脈問診”，通過無線通信實時傳達“病情”。近日，安慶師范大學師生研制的管道智能檢測機器人備受關注。相較于市面上的大部分管道檢測機器人僅支持管道狀態觀測，這個小“維修工”增加了管道缺陷位置的自動識別和主動定位，通過傳感器、攝像頭等設備獲取管道內部信息并實時傳出內部視頻影像，直觀反映破損、淤堵等情況，從而幫助工作人員“對癥下藥”。
目前，這個小“維修工”已拿下2023年第十八屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽“黑科技”專項賽國賽一等獎、2023年全國大學生機器人大賽工業機器人賽道三等獎，一項國際發明專利、一項國內發明專利、一項實用新型專利。該科研團隊也與安慶市長三角未來產業研究院達成合作，共同完成“揭榜掛帥”科技項目——面向管道爬行器基于視頻的管道內壁缺陷檢測與識別。
熟悉這項研發的人都知道，風光的背后是該校計算機與信息學院科研團隊一場長達五年的科研接力。該團隊目前由11個本科生組建而成，由艾列富教授、陳春生高級實驗師進行專業指導。自2019年創建至今，始終致力于研發管道檢測機器人，已拿下了國家級、省市級等各類獎項50余項。
2022年1月，該校智能科學與技術專業2021級學生劉勇琦從上一屆負責人手中接下“接力棒”，正式開始這段漫長的科研“接力長跑”。除了上課，其余時間團隊成員們總是待在實驗室里，跑代碼、測數據、寫報告……他們各司其職，不斷推進項目工作，合力解決了一個又一個“bug”。
談起研發管道智能檢測機器人的初衷，劉勇琦表示，“城市內很多管道尺寸狹小，難以人工作業，而市面上的大部分機器人僅支持管道狀態觀測，基本是由檢修人員依靠經驗來檢測管道內部情況，存在主觀不確定性。我們希望研究出新型管道智能檢測機器人，解決當下管道維修難的問題”。
據劉勇琦介紹，管道智能檢測機器人主要由機器人硬件裝置、攝像頭、超聲波傳感器、智能算法等組成。團隊在機器人研發過程中，基于樹莓派開發板和YOLO算法開發了缺陷檢測和識別等核心技術，“這些技術主要幫助我們檢測管道內壁的缺陷，正是有這些核心技術的‘加持’，智能檢測機器人在管道中才能‘如魚得水’。”劉勇琦表示。
“通過實地檢測，我們意識到攝像頭只能顯示管道的二維狀態，在實際維修中無法十分精確定位維修位置”。因此，在“挑戰杯”專項賽結束后，團隊馬不停蹄投入到新一輪的研發，進一步更新迭代產品功能。此次更新，團隊在機器人身上安裝了激光雷達，能夠對一定區域內進行三維建模，這項新技術也被應用在了參加2023年全國大學生機器人大賽上的升級版機器人上。
運動模塊控制、PC端可視化界面、目標檢測精準度……機器人研制過程中涉及課外知識，劉勇琦及其團隊成員只能成天泡圖書館“開小灶”，通過自學或請教指導教師來解決科研過程中的難題。“項目還有很多技術可以改進，比如提升主控平臺性能、縮小機器人內部體積等，這些都是我們接下來要攻克的難題。”他說。
2023年12月，“接力棒”再次交接，計算機科學與技術2022級學生周世翔“站”上“跑道”，帶領團隊繼續征戰。在之前的基礎上，周世翔團隊增加了車載雷達技術，安裝車載雷達后，機器人進入管道檢測到維修點，就能夠迅速建立三維模型，幫助維修人員更立體、精準地觀測管道狀態。
“我們打算把這項技術運用到古建筑保護中”。周世翔表示，團隊今后將不斷精進技術，拓展應用領域，結合安慶市古建筑眾多的特點，使用車載雷達掃描古建筑三維模型，將建筑現有狀態保存下來，以便后期有針對性地進行維護。“利用該原理，還可以把雷達安裝在無人機上，用于自然災害的損壞測繪”。周世翔坦言，希望團隊以后能一棒接一棒、一屆傳一屆，把屬于自己的這段科研路“跑”好。
來源：【安徽青年報】http://epaper.ahyouth.com/paperdetails.php?CurrPeid=2334&CurrSid=22578&newsid=64769
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