人工智能在電力巡檢機(jī)器人研發(fā)創(chuàng)新中的探索與實踐！
2024-3-29新聞
相較于其它產(chǎn)品，電力巡檢機(jī)器人研發(fā)創(chuàng)新過程有什么特點(diǎn)？需要考慮哪些因素？
我國發(fā)電、用電和傳輸端設(shè)備規(guī)模迅速增長，電網(wǎng)運(yùn)維管理作業(yè)量日漸繁重，電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)管控和運(yùn)維管理面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。電力巡檢機(jī)器人，不僅實現(xiàn)了對電力線路的全天候無死角檢測，還能有效避免人工巡檢過程中可能出現(xiàn)的安全風(fēng)險，為電力作業(yè)高效運(yùn)作提供了可靠保障。在去年人工智能浪潮帶動下，電力巡檢機(jī)器人可以結(jié)合AI大模型，對電力系統(tǒng)特定數(shù)據(jù)進(jìn)行智能識別和分析，快速定位故障點(diǎn)等異常情況并及時報警，提高電力行業(yè)的安全性和穩(wěn)定性。
電力行業(yè)巡檢作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，電力巡檢機(jī)器人在研發(fā)創(chuàng)新過程中需要考慮以下四種因素。第一，機(jī)器人應(yīng)具備強(qiáng)大的移動導(dǎo)航能力，自主識別和規(guī)劃巡檢路徑并在移動過程中實時避障。第二，機(jī)器人的視覺檢測能力至關(guān)重要，通過搭載多種傳感器和攝像頭，可實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的高精度圖像對比檢測。第三，機(jī)器人的數(shù)據(jù)處理能力也是核心之一，包括對各種形態(tài)數(shù)據(jù)的采集、識別、判斷與決策，如環(huán)境數(shù)據(jù)（溫濕度、聲音、電磁場強(qiáng)度等）和安全數(shù)據(jù)（防跌落、外力破壞、人員入侵、火源等）。第四，電力巡檢機(jī)器人的安全可靠能力同樣重要，由于可能面臨惡劣天氣等自然因素影響，機(jī)器人需要具備堅固可靠的特點(diǎn)，在各種復(fù)雜環(huán)境下正常完成作業(yè)。
圖1 通過惠普Z4 G5臺式工作站進(jìn)行設(shè)計
在進(jìn)行電力巡檢機(jī)器人研發(fā)創(chuàng)新過程中，如何更好地融入人工智能、機(jī)器視覺等新興技術(shù)？
智能項目經(jīng)理
研發(fā)創(chuàng)新過程中，一方面需要從電力巡檢機(jī)器人的數(shù)據(jù)分析、通信傳輸、接口能力方面入手，通過配備更加豐富的“感知系統(tǒng)”，使其能夠收集到更多的數(shù)據(jù)。這里我們既會從軟件上進(jìn)行升級，使其更好地完成精準(zhǔn)控制和數(shù)據(jù)傳輸；也包括增加硬件傳感器和機(jī)械臂，讓機(jī)器人能夠自主導(dǎo)航，適應(yīng)室內(nèi)外如隧道等多種不同環(huán)境。
另一方面，隨著電力巡檢機(jī)器人在邊緣端處理數(shù)據(jù)能力的提升，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動可以完成控制與驅(qū)動、圖像處理、語音采集與處理、專家系統(tǒng)分析與決策等。例如通過數(shù)據(jù)主動調(diào)節(jié)運(yùn)動軌跡和攝像頭拍攝角度、引導(dǎo)機(jī)械臂，使其擁有主動糾偏能力。此外，基于模型對數(shù)據(jù)的進(jìn)行進(jìn)一步分析，一旦發(fā)現(xiàn)問題或存在隱患，可以在第一時間做出判斷，讓數(shù)據(jù)充分釋放價值。
在具體的電力巡檢機(jī)器人研發(fā)創(chuàng)新過程中，主要的難點(diǎn)有哪些？又是如何克服的？
智能項目經(jīng)理
實際規(guī)劃過程中，我們碰到的難點(diǎn)問題主要包括以下三點(diǎn)：
首先，電力巡檢機(jī)器人設(shè)計過程需要進(jìn)行大量的仿真分析工作，對工作站的圖形處理能力要求極高。解決這一難題時，通過惠普Z4 G5臺式工作站搭載的NVIDIA RTX A5000專業(yè)顯卡，輕松完成了巡檢機(jī)器人結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、空氣動力學(xué)、碰撞、安全性以及總體性能的分析模擬，也對電力巡檢機(jī)器人的外形結(jié)構(gòu)和組成材質(zhì)進(jìn)行了優(yōu)化。
其次，對各種軟件對迭代后的電力巡檢機(jī)器人進(jìn)行測試時，其中涉及到多款軟件，需要確保各種軟件應(yīng)用的兼容性。惠普工作站擁有21,000+軟硬件組合認(rèn)證的廣泛合作生態(tài)，能夠保證各種軟件的兼容適配，不會出現(xiàn)軟件導(dǎo)致電腦無法響應(yīng)的現(xiàn)象。
最后，人工智能構(gòu)建分析模型過程中，需要完成數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)訓(xùn)練與可視化呈現(xiàn)等工作。惠普Z4 G5臺式工作站搭載英特爾至強(qiáng)W5-2455X高性能處理器，數(shù)據(jù)處理效率大幅度的提高，典型訓(xùn)練時間可以從數(shù)天減少到數(shù)小時，或從數(shù)小時減少到數(shù)分鐘，具體取決于數(shù)據(jù)集的規(guī)模。
圖2 通過惠普Z4 G5臺式工作站進(jìn)行空氣動力學(xué)仿真
圖3 通過惠普Z4 G5臺式工作站進(jìn)行巡檢機(jī)器人結(jié)構(gòu)測試與優(yōu)化
您認(rèn)為未來電力巡檢機(jī)器人的演進(jìn)方向是什么？一臺高性能的工作站能發(fā)揮哪些優(yōu)勢？
智能項目經(jīng)理
隨著電網(wǎng)逐漸向高自動化以及高可靠性方向發(fā)展，電力巡檢機(jī)器人市場需求將呈現(xiàn)出多樣化特點(diǎn)。首先，用戶可以針對變電站、輸電線路、電網(wǎng)桿等不同電網(wǎng)設(shè)備采集更多數(shù)據(jù)，完成基于場景的應(yīng)用創(chuàng)新，例如結(jié)合無人機(jī)完成高空檢測等。其次，未來電力巡檢機(jī)器人將與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，實現(xiàn)與其他設(shè)備的信息互聯(lián)互通及相互協(xié)作。最后，機(jī)器人未來在巡檢過程中可以實現(xiàn)巡檢現(xiàn)場、集控中心乃至與外部專家遠(yuǎn)程協(xié)同，并在巡檢同時獲得專家指導(dǎo)。
從研發(fā)設(shè)計的角度，我認(rèn)為惠普Z4 G5臺式工作站無論是內(nèi)存、顯卡還是CPU、GPU都具備高效的工作狀態(tài)和卓越的性能，為設(shè)計人員提供了極佳的操作體驗。我們部門一致認(rèn)為惠普Z4 G5臺式工作站擁有的高性能、高穩(wěn)定性和高可靠性能夠讓我們專注創(chuàng)新，更快地完成產(chǎn)品設(shè)計和人工智能應(yīng)用。
圖4 電力巡檢將走向智能化、數(shù)字化
