推动机器人和无人机的前沿

无论是爬进狭小的空间,还是从空中飞来,还是在偏远的地方自主工作,GE全球研究中心正在开发的最新机器人都专注于提高人类的安全性和情报收集能力。

在GE Global Research的一个室外测试场地,一架无人机绕着一座小塔飞行,以创建资产的3D模型。
在GE Global Research的一个室外测试场地,一架无人机绕着一座小塔飞行,以创建资产的3D模型。

自20世纪60年代以来,通用电气一直处于机器人发展的前沿,当时该公司开始研究一种名为哈迪曼(Hardiman)的动力外骨骼,旨在使穿戴者轻松地抬起1500磅的重物。

在最近访问位于纽约州尼斯卡尤纳的通用电气全球研究中心时,我有机会看到了通用电气在机器人技术方面的一些最新发展——在一个比以往任何时候都更令人兴奋的技术领域承担了一系列全新的任务。

摩尔定律、增材制造、传感、计算机视觉、人工智能和其他技术的进步共同创造了一个充满可能性的世界。通用电气全球研究中心机器人技术突破领导者约翰•利兹表示:“他们开辟了许多我们五年前甚至无法想象的用例。”“你如何让这些东西以协作的方式一起工作?”

通用电气有一些想法。例如,微型机器人可以进入非常小的空间,在飞机发动机或燃气轮机内部进行现场检查和修复,可以这么说,这是机械的微创手术。或者爬行器可以通过磁性攀爬墙壁来检查罐壁。

通用电气正通过今年早些时候由GE风投推出的Avitas系统将其中一些概念付诸实践。“它来自于我们在机器人技术方面的工作;我们从零开始打造的东西,”利兹说。

Lizzi说,在石油和天然气、交通和能源行业的关键基础设施检查中,人类戴着背带仍然是当今最先进的技术。相反,Avitas将机器人技术、人工智能和预测分析相结合,创建3D目标检测,使资产检查更容易、更快速。就在九月,Avitas宣布与英伟达合作以及它的人工智能超级计算机,通过人工智能训练的无人机和爬行器来提供检查服务。

这些自动和半自动机器人配备了传感器,可以收集数据,然后发送到通用电气Predix软件上的云平台,在那里可以对数据进行分析,并与其他类型的数据结合起来,例如维护或监管记录,以及地质或天气数据。Lizzi指出,无人机上的小型计算机也可以用于边缘分析。“在某些方面,无人机可以被视为一种边缘设备,”他说。

精炼厂和照明炉是非常适合这些检查服务的环境类型的很好的例子。无人机可以非常接近热资产——例如,在检查期间保持照明弹的运行,而不是不得不关闭它们几天,让它们冷却到足以供人类检查人员使用。通过使用红外摄像机和附加在机器人上的其他传感技术,检查也得到了改进。

Avitas工程团队继续与位于尼斯卡尤纳的GE全球研究中心密切合作,在那里,我在GE研究中心的室外测试场地获得了无人机技术的演示。通用电气全球研究院航空机器人系统高级研究科学家Judy Guzzo评论说,考虑到工作中结合的所有技术,这需要一个多元化的团队。她说,该团队包括计算机视觉、硬件工程、软件工程、机器人技术等方面的专家。

Guzzo表示,研究人员共同开发了首个自主3D检查平台,其价值定位是快速自动检查资产,并将人类排除在循环之外。她说:“我们已经做了很多工作来实现这个过程的自动化。”

GE全球研究公司航空机器人系统首席科学家Shiraj Sen解释说,无人机首先生成资产的3D模型,然后实现有针对性的3D检查,专门针对检查人员想要的数据进行归零。

请看本文底部的视频,该视频演示了无人机在GE研究院的测试现场创建一个小塔的3D模型,包括森对无人机如何创建模型的解释。

Sen说,目前,这项技术只能建立特定资产的模型,但最终可以推广到整个资产舰队。Lizzi说,该团队最终还希望将无人机的功能扩展到视线之外,但这更多地取决于美国联邦航空管理局(FAA)放宽监管,而不是技术本身。

遥控机器人

在通用电气的新锻造实验室,当我有机会参观时,它才开放了几天,工程师们正在研究另一个与人机协作有关的项目。通用电气首席机器人和自主系统工程师John Hoare解释说,与人类和机器人在装配线上并肩工作的协作机器人不同,通用电气的远程机器人演示展示了人类和机器人在远距离上一起工作的可能性。

锻造实验室目前的项目有一个移动机器人,它可以打开一个阀门,比如说,一个海上石油平台,由一个人在控制室里操作。“在某种程度上,这是一种物理的远程呈现,”霍尔说。“机器人有传感器和对那个世界的了解。所以感觉就像那个人在那里一样。”

使用这种技术的主要原因是使人们远离危险地点,或减少前往偏远地区的需要。Hoare说,尽管通用电气正在研究阀门转向,但这一概念也可以应用于其他任务。

人类继续扮演智能决策的角色,拥有不同技能的多个人可以在同一个虚拟环境中一起工作。但研究人员正在开发机器人,让它自己完成更多的工作。

霍尔说:“我们正努力让机器人拥有越来越多的自主权。”“人类向机器人展示如何完成一项任务,然后机器人可以做更多的事情。今天机器人能做的比昨天多一点。我们不可避免地想要达到机器人完全自主的地步。”

Hoare说,这项技术不仅可以帮助人们免受伤害,还可以提高对资产的了解。他解释说,在远程地点进行资产检查可能每两年才进行一次,因为派人出去的费用很高。“但如果有一个常驻机器人,也许它可以每周检查资产。它将获得更多关于该资产的数据。”

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