具身智能机器人赋能矿业革新——深技大中德智能制造学院学子在山西开展智慧矿山实践

发布时间:2025-08-26 12:19   来源:大学生云报 | 黄昊婷   阅读 2.3万+一键复制本页标题和网址

报告总结

2025年7月,深圳技术大学中德智能制造学院机器人自主移动与操作实验室的“矿海明眸”团队,踏上了前往山西矿区的暑期“三下乡”社会实践征程。这支团队聚焦矿业安全生产的实际需求,带着自研的矿业巡检机器人深入千米井下,通过需求调研、实地测试、科普宣传等行动,将高校智慧融入矿业生产一线,为传统矿业转型升级注入科技活力。

“矿海明眸”团队以马淦副教授为指导教师,成员主要由在校研究生和本科生构成。团队长期围绕机器人在非结构化环境下行走和作业的基础科学问题与核心关键技术,开展具身智能机器人操作、机器人高动态行走、机器人全景感知等三个方面的理论方法与行业应用研究。目前,团队已获授权国家发明专利 9 项、国际发明专利 1 项(美国),获得国际发明奖 1 项、国际学术奖 1 项,发表 SCI/EI 论文 4 篇。其项目在 2025 年获得全国大学生课外学术科技作品竞赛省一等奖,且已成功作为国家级项目立项,为此次山西矿区的实践活动奠定了扎实的技术基础。

图为“矿海明眸”团队成员的合影 黄全斌 刘羽翔供图

板块一:千米井下显身手,智能巡检验真章

团队成员身着矿工服、头戴安全帽,深入山西某矿区井下巷道,开展实地调研。

直面巷道狭窄、粉尘密布、设备交错的复杂环境。通过细致调研,团队全面掌握了井下特殊工况对设备运行的具体影响,为自研矿业巡检机器人的实地测试奠定了基础。这款凝聚团队智慧的机器人,凭借搭载的高清摄像头、气体传感器和红外测温模块,能够自主沿轨道穿梭,精准捕捉瓦斯浓度、设备温度及巷道结构隐患等关键信息,成为高危区域巡检的 “智能尖兵”,有效降低人工巡检的安全风险。​

图为“矿海明眸”团队深入矿区开展实地调研   黄全斌 刘羽翔供图

在井下实战测试中,机器人稳定运行并实时传回多项精准数据,团队成员则结合现场环境特点,即时对机器人的运动算法、传感器灵敏度等设置进行调试优化。从实验室的理论设计到井下的实际应用,每一次参数调整都指向更贴合矿业生产需求的技术突破,不仅验证了设备在复杂工况下的可靠性,更让技术成果在与现场的碰撞中显露出优化空间,为后续迭代积累了宝贵的第一手井下数据。

此次井下实践,是团队将科研创新扎根产业一线的生动实践。通过亲身感受矿工工作环境的艰辛与安全需求的迫切,团队成员更深刻地理解了技术研发的意义——让智能装备真正成为守护矿工安全、提升生产效率的有力工具。而机器人在井下的稳定表现,也让 “科技赋能传统矿业” 从理念走向现实,为后续的技术完善与落地应用注入了信心。

板块校企协同探需求,靶向攻关解难题

团队与矿区企业技术人员开展深度座谈,围绕矿业巡检机器人的实际应用痛点展开针对性研讨。企业方结合长期井下作业经验,提出机器人在续航能力、抗粉尘性能、信号传输稳定性等方面的改进需求,尤其指出井下复杂电磁环境导致的数据延迟问题,为技术优化提供了精准方向。双方还就防爆外壳升级、模块化设计等细节交换意见,形成 “高校研发 + 企业实践” 的协同攻坚思路。

图为“矿海明眸”团队与矿区企业技术人员开展深度座谈   黄全斌 刘羽翔供图

团队专程走访一线矿工群体,通过面对面交流捕捉最真实的生产需求。矿工们坦言,人工巡检不仅需在狭窄巷道弯腰跋涉数小时,还面临有毒气体突发泄漏的安全风险。他们提出的“希望机器人能更灵活避障,遇到异常能即时报警”、“零件坏了最好能快速更换,不耽误生产”等朴素建议,成为技术迭代的重要依据。团队详细记录设备操作便捷性、维护成本控制等实际诉求,让研发方向更贴近矿山生产的现实场景。

图为“矿海明眸”团队走访一线矿工群体 黄全斌 刘羽翔供图

这场双向沟通打破了实验室与生产一线的壁垒:企业的工程经验帮助高校技术落地 “去理想化”,矿工的实操反馈让科研更具人文温度。通过梳理研讨与调研成果,团队明确了加装应急报警模块、优化易损件结构等改进路径,为机器人从“可用”向“好用”升级奠定基础,也让科技赋能矿业的过程更精准、更高效。

板块:化工场区试锋芒,智能巡检拓新局

除矿区外,团队还走进山西某化工厂区,将矿业巡检机器人拓展应用至化工生产场景,开展跨领域实地测试。化工厂区管道密集、易燃易爆气体多、部分区域高温高压的环境特点,对设备的防爆性能、气体检测精度及抗干扰能力提出了更高要求。团队结合厂区布局,重点测试机器人在复杂管道间的自主导航能力,以及对有毒有害气体、设备泄漏点的快速识别效率。​

图为“矿海明眸”团队走进山西化工厂区黄全斌 刘羽翔供图


测试过程中,机器人凭借升级后的防爆外壳和高精度传感器,顺利完成了对反应釜、输送管道等关键设备的巡检任务,实时传回的气体浓度数据与设备温度参数,与厂区现有监测系统结果高度吻合。

图为“矿海明眸”团队的矿业巡检机器人    黄全斌 刘羽翔供图

此次化工厂测试是团队探索机器人跨领域应用的重要尝试。通过实践发现,矿业巡检机器人的核心技术可迁移至化工安全监测领域,只需针对不同场景特点进行模块优化,便能满足多元化的工业巡检需求。这一突破不仅拓宽了技术的应用边界,也为高校科研成果服务多行业安全生产提供了新思路。​

板块科技宣传进街区,校地互动暖人心

团队的宣传活动分为两站展开。第一站在中心街,成员们搭建起简易展台,将矿业巡检机器人实物摆在显眼位置,吸引了不少居民驻足。大家围着机器人,询问它在井下的工作细节,团队成员用通俗的语言讲解其如何监测瓦斯浓度、排查设备隐患,让“智能巡检保障安全”的理念深入人心。同时,成员们也向大家介绍了学校在智能装备领域的科研方向,展现学校服务产业的实力。​

第二站,团队带着机器人走进幼儿园,开展“小小工程师”互动活动。在幼儿园老师组织孩子们围坐成圈后,成员们先通过绘本故事讲解矿工叔叔的工作环境和机器人的作用,再拿出机器人演示其移动、避障功能。在这个过程中,成员们耐心解答孩子们提出的问题,并用贴纸奖励积极互动的小朋友,让科技的种子在孩子们心中悄悄发芽。

图为“矿海明眸”团队带着机器人与孩子们互动     黄全斌 刘羽翔供图

从中心街的科普宣传到幼儿园的童趣互动,团队用不同方式传递科技温度。街头的交流让矿区群众直观感受到智能装备对产业的改变,幼儿园的活动则以孩子们易于接受的方式播撒科学兴趣的种子。这场双向互动不仅拉近了高校与地方的距离,更让 “科技服务生活” 的理念渗透到不同年龄层,为校地之间搭建起温暖的情感纽带。

(总结)

此次山西三下乡活动,团队通过井下测试矿业巡检机器人、与矿区各方深入交流、拓展机器人在化工厂的应用场景,以及在中心街和幼儿园开展科普宣传等一系列实践,不仅验证了自研机器人在复杂工况下的性能,收集到大量技术优化信息,让更多人认识到科技对传统产业转型升级的推动作用及学校的科研实力,更让团队成员深刻体会到理论与实践结合的重要性,明白科研需扎根实际、服务社会的道理,未来团队将带着这些经验持续完善技术,让科研成果更好地服务产业发展与社会需求,以青春之力续写新篇。​


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审定:黄昊婷    责编:赵旭 + 投诉举报

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