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，機器人領(lǐng)域取得了長足發(fā)展，市場潛力不斷釋放，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，作業(yè)環(huán)節(jié)容易引發(fā)生產(chǎn)事故，往往會造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。智能且靈活的防爆機器人可以在人少、危險及復(fù)雜的環(huán)境中工作，輔助作業(yè)人員完成執(zhí)行巡邏、排險以及防爆等任務(wù)，可以探測具有潛在危險或人員無法進入的區(qū)域，降低了作業(yè)風(fēng)險，加強了作業(yè)人員的安全保護，也可以有效降低勞動強度和企業(yè)運維成本，具有重要的社會作用。

　　一、防爆機器人的主要應(yīng)用

　　防爆機器人是一個復(fù)雜的人工智能系統(tǒng)，機器人可以劃分為機器人本體機械與結(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)、認知系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、機器人操作系統(tǒng)、音視頻結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)、邊緣計算系統(tǒng)、云計算系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)以及各類應(yīng)用系統(tǒng)等。此外還包括各類人工智能算法，如紅外熱成像檢測、氣體泄露檢測、火焰檢測、噪音檢測、表計識別、各類物體檢測與識別等上百種算法等。

　　防爆機器人有自主巡邏、一鍵到達以及手動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工作場所、危險品生產(chǎn)、倉儲等場景。防爆機器人借助多種傳感器及智能識別算法，每天按計劃執(zhí)行巡邏值守任務(wù)，按時趕往值守點，值守過程實時巡視周邊環(huán)境，實時采集周邊視頻數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，保存到本地并同時傳輸至后臺系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常情況時可實時報警到機器人管理后臺和用戶的移動終端，報警信息可根據(jù)級別上報至后臺監(jiān)控中心不同的管理人員進行應(yīng)急處理。機器人可以完成自動巡邏、值守站崗、表計識別、危險源識別、溫度測量、震動測量、異常報警以及事件處理等工作任務(wù)。借助防爆機器人管理平臺的自主巡邏和智能識別功能，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、防爆機器人的發(fā)展難題

　　一款機器人的成熟需要歷時2至3年之久，在這個過程中，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)選擇過于前瞻，可能3至5年，機器人產(chǎn)品也無法走向成熟，容易錯過市場機遇。目前防爆機器人的做法一般是選擇較為成熟的技術(shù)，支持市場占有的同時快速進行產(chǎn)品迭代升級，保證技術(shù)優(yōu)勢。高新興機器人的做法是銷售一代，在研一代，預(yù)研一代，現(xiàn)在市面上出售的產(chǎn)品是我們過去兩年的研發(fā)成果，我們在研的是明后年的產(chǎn)品，而預(yù)研的是未來五年的技術(shù)。

　　目前市面上的防爆機器人可以簡單分為操控型和巡檢型。操控型是指需要使用控制設(shè)備對防爆機器人進行控制，如果沒有工作人員在后臺進行控制，防爆機器人將無法工作。比如防爆機器人的控制需要借助光纜作為通訊介質(zhì)，可以減少延時和提高處理效率。但是在較為復(fù)雜的環(huán)境中，光纜容易卡住，工作人員無法通過操控機器人來協(xié)助防爆機器人脫困，無法解決實際問題。巡檢型機器人是目前市面上應(yīng)用較廣的防爆巡檢機器人。防爆巡檢機器人可以代替工作人員在危險、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強度，降低巡檢過程中存在的安全隱患，提升巡檢質(zhì)量。

　　同時，履帶式底盤的防爆巡檢機器人越野性能好，可以實現(xiàn)爬坡、越障以及跨溝等動作，且不易打滑，但是履帶式底盤的耗電量大、不靈活，在狹窄的區(qū)域內(nèi)無法實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎等敏捷動作。如圖1所示，基于越野級別底盤的輪式防爆巡檢機器人可以滿足復(fù)雜路況現(xiàn)場對機器人的行走要求，這也是未來的發(fā)展方向。

　　三、5G使能防爆機器人

　　一直以來，防爆機器人的研究與落地通常存在高清視頻難以實時回傳、遠程遙控難以同步、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。防爆機器人行業(yè)持續(xù)被看好的同時，競爭格局也持續(xù)處于動態(tài)變化中，而5G網(wǎng)絡(luò)則加劇了這種變化，為防爆機器人的發(fā)展打開了無限空間。

　　根據(jù)高新興機器人公司近幾年部署的巡邏機器人和防爆機器人項目現(xiàn)場情況來看，通過自建的WiFi以及3G、4G方式組網(wǎng)，以此實現(xiàn)大數(shù)據(jù)、大范圍傳輸?shù)慕ㄔO(shè)使用成本極高，同時由于節(jié)點及影響因素較多，容易造成后續(xù)維護及查找問題困難加倍。部分對網(wǎng)絡(luò)安全要求高的場景，比如部隊、核電等場景需要高安全的網(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的高帶寬支持機器人4K高清視頻+4路2K高清的同步傳輸?？梢灶A(yù)見的是，5G網(wǎng)絡(luò)的費用也相對較低，是未來防爆機器人部署的最佳網(wǎng)絡(luò)方案。利用5G網(wǎng)絡(luò)的高帶寬和低延時可保障現(xiàn)場高清圖像的實時傳送，滿足在危險或有害健康等環(huán)境下使用防爆機器人進行遠程控制的要求。同時指揮系統(tǒng)與監(jiān)控設(shè)備之間既可以通過5G網(wǎng)通信，也可以建立直連通信。

　　邊緣計算的價值相當(dāng)于對數(shù)據(jù)在本地進行計算后，減少云端計算時間，以此實現(xiàn)快速響應(yīng)。在5G網(wǎng)絡(luò)的使能下，邊緣計算的結(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告。同時，防爆機器人的識別功能在本地執(zhí)行，可以實時展示作業(yè)環(huán)境和作業(yè)環(huán)節(jié)的識別和分析結(jié)果，使整個作業(yè)任務(wù)都可動態(tài)展示。

　　防爆機器人的使用可以預(yù)防安全事故，提高正常作業(yè)和管理的自動化和智能化水平。防爆機器人想要取得長足發(fā)展，必須進一步提高市場競爭力，加強核心技術(shù)的研發(fā)，前瞻性地進入新技術(shù)前沿領(lǐng)域，更快地支持中國制造2025進程的推進。

　　作者：柏林  廣州高新興機器人有限公司