智能机器人当起硬核“助教”
一线探访
缩尺模型、实训机器手臂、人工智能综合实验箱，在一些高校实验室里，机器人不再局限在冰冷的工厂车间，而是摇身一变成为实践教学设备，给学生们“上起课”来。
8月12日，记者来到湖南大学土木工程学院桥梁安全与韧性全国重点实验室，参观了其智能建造实验室，以第一视角感受通过机器人“助教”学习知识的一天。在这里，高科技与传统土木建造相遇，碰撞出教学和实践的精彩“火花”。
直观 多个关键核心技术通过一个案例展现
“同学们，在智能建造中，要实现机器人自主作业，需要通过传感器让机器人进行感知，利用激光扫描进行定位，编程预设指令进行路径规划并通过算法让机器人进行协同控制。”在实验室的课堂上，王同学等仔细聆听老师对于专业的讲解，知识点单听起来有点生涩难懂。
实验室里，一台智能焊接机器人正根据指令灵活地伸展、旋转、绑扎，一套动作一气呵成，机械臂的使用、小车导航、自动避障、路径规划在这里一目了然，王同学也深刻理解了课堂上老师那段话的真正含义，更深入直观地了解了其中的原理。
把“感知、定位、路径规划、协同控制”等关键技术及其基本原理归纳起来通过一个案例进行演示，是这个实验室推行的一种实验教学范式。记者看到，多台实验设备在这里充当了“助教”的角色，比如钢筋绑扎机器人、焊接机器人、轨枕检测机器人等。该实验室学科带头人、土木工程学院教授邓露认为，这样的方式，能够让学生亲身体验智能建造行业的新技术，激发他们主动学习的兴趣，自主升级专业技能。
升级 花费4年打造智能建造先进实验室
规划路径、精准定位、调试算法，2022级博士生许绍鹏正调试实验室新研发的一台智能钢筋绑扎机器人。记者看到，原本规模庞大且复杂的真实建造场景被合理的缩尺模型所替代，而机器人“听得懂指令、看得懂图像、能分析决策、会执行动作”。
“如果没有这些机器人设备，我们可能只能在软件中做一些仿真试验，在把技术应用于工程实践之前还需要根据场景进一步验证。但是有了这些真实的机器人设备以后，我们的算法和技术就可以直接得到验证。”许绍鹏说。
据了解，该实验室主要任务是利用最新技术解决土木工程领域的实际难点和痛点问题，助力传统的土木工程行业向人工智能方向转型升级。如今，实验室发展已逐渐获得行业的认可，今年上半年已有多家领域内头部企业和兄弟院校前来交流访问。
如何将传统土木工程与现代化人工智能相结合？这成为该实验室长期探索的问题。
2020年，该实验室便瞄准智能化方向进行攻关，并且不断升级。“开发智能建造机器人和相应的教学机器人，需要运用机械工程、人工智能、自动化控制等方面的专业知识，将我们的最新研究成果通过机器人展示出来。”邓露表示，在教学机器人平台的研制上，实验室决定与湖南比邻星科技有限公司（简称“比邻星科技”）合作，“专业的事情交给专业的团队来做，目前比邻星科技与我们合作的第一款教学设备就是砌砖机器人，这一设备基本能够把这个领域最基础也是最核心的技术示范出来。”
提速 原来需要半个月才能解决，现在只要半天
各式各样的机器人陈列在宽敞明亮的展厅内，一台迷你机械臂的灵活“舞姿”吸引了记者的注意，只见它时而弯曲成各种角度，时而迅速翻转手腕，在比邻星科技的展厅内，记者看到比邻星科技最新成果——六轴机械臂的演示。
“这款产品专门为高校科研而生，结构设计、电路原理设计、上位机软件算法、底层运动控制算法等全部开源，这种全方位的开源，能够帮助高校教师开展软硬件层面的各类科研开发工作。”比邻星科技技术副总监李艳斌向记者介绍，这意味着机器人的核心技术和软件框架将全面开放，“我们希望通过这种方式，让教学科研人员不仅知道如何使用机器人，更能深入理解其背后的原理与逻辑，实现从‘知其然’到‘知其所以然’的跨越。”
记者了解到，与比邻星科技联手后，邓露负责的实验室将升级成智能化创新实验室，包含“多相机3D视觉引导工作平台”“高精度智能移动平台”“往复式深度感知与抓取机器人”三套在智能建造行业具有深度应用的设备。
“比邻星科技能协助我们解决在智能建造机器人教学及科研过程中遇到的一些问题并实现优化。”邓露表示，与比邻星科技合作后，他深刻感受到了团队在机器人研发方面的提速，“曾经就有一次这样的情况，比邻星科技利用机器人专业知识，只花了半天时间就理顺了我们团队需要花费半个月才能解决的一个重要问题。”
我的新身份
智能化教学机器人
集多专业知识、前沿科技、学生技能实训与故障运维于一体的智能化教学设备，相当于把工厂里的制造生产线“搬进”大学课堂，使得课程教学、实验实训、运维管理、自动化生产紧密结合，使学生在校期间就能研究、掌握真实作业现场所需的技术能力，助力培养高质量复合型人才。
记者手记
曾经，高校的土木工程专业升级成智能建造专业被诟病，不少人认为这只是“换汤不换药”的改名而已。但是，从传统土木实验室到智能化实验室，从传统土木工程专业到被智能教学设备赋能的智能建造专业，记者看到了土木工程走向智能建造的底气与信心。
在这样的智能化实验室里，人工智能、机器视觉、智能制造等专业实验设备将不断提升学生的创新能力、动手能力、就业竞争力，助力学生顺利实现从大学实验室到实际工作岗位的过渡，更为其未来步入社会、踏入职场奠定坚实基础。
全面自动化无疑已成为未来大多数产业发展的总趋势，可以预见，未来“危繁脏重”的工作，将逐步被机器人取代。
来源：长沙晚报 长沙市工信局