Gecko Robotics 使用最先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)來(lái)幫助修復(fù)關(guān)鍵設(shè)施——其中許多設(shè)施可以追溯到冷戰(zhàn)時(shí)期。

隨著發(fā)電廠、煉油廠和制造廠等重要設(shè)施的老化，基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)和更新正成為日益緊迫的問(wèn)題。擁有應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的技能的工程師肯定會(huì)有很大的需求。美國(guó)Gecko機(jī)器人公司，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種創(chuàng)新的基礎(chǔ)設(shè)施分析和維護(hù)方法。

Gecko機(jī)器人公司的首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人Jake Loosararian說(shuō)："在Gecko，公司的使命是保護(hù)今天最關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施，并幫助形成明天的基礎(chǔ)設(shè)施?！?/p>

Gecko Robotics Toka 4 機(jī)器人檢查鍋爐壁。圖片由 Gecko Robotics 提供。

Gecko制造的機(jī)器人可以爬墻，爬過(guò)天花板，并在當(dāng)今一些最重要的基礎(chǔ)設(shè)施中瀏覽管道：發(fā)電廠、煉油廠、制造廠、水電站大壩，甚至船舶和潛艇。這些機(jī)器人分析資產(chǎn)，了解其結(jié)構(gòu)的完整性，以預(yù)測(cè)它們何時(shí)會(huì)發(fā)生故障，并幫助從一開(kāi)始就防止故障的發(fā)生。"我們看到政府和商業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人在預(yù)測(cè)運(yùn)行電力、制造、石油和天然氣、市政、航空航天等部門的物理資產(chǎn)的故障方面進(jìn)行了努力。"Loosararian說(shuō)："然而，他們往往依靠的是冷戰(zhàn)時(shí)期發(fā)明的技術(shù)，因此他們的維修決策所依據(jù)的信息是不準(zhǔn)確的，或者是完全錯(cuò)誤的?？蛻粜枰⑾Ｍ褂弥С钟布能浖?，這樣他們就可以預(yù)測(cè)弱點(diǎn)、故障和維修，將他們從反應(yīng)性的位置轉(zhuǎn)移到主動(dòng)性的位置?！?/p>

使用機(jī)器人來(lái)檢測(cè)和預(yù)防基礎(chǔ)設(shè)施故障

Gecko的遙控機(jī)器人可以垂直和水平攀爬，使用磁鐵粘附在各種材料上。它們使用超聲波傳感器、定位傳感器、激光器和高清攝像頭來(lái)掃描磨損、腐蝕、裂縫、起泡和其他形式的退化。機(jī)器人還使用定位技術(shù)，準(zhǔn)確地指出問(wèn)題點(diǎn)在資產(chǎn)上的位置。機(jī)器人和Gecko的軟件平臺(tái)收集的數(shù)據(jù)可以在24小時(shí)內(nèi)產(chǎn)生一份準(zhǔn)確、詳細(xì)和有效的報(bào)告。這使設(shè)備運(yùn)營(yíng)商能夠跟蹤一段時(shí)間內(nèi)的磨損情況，預(yù)測(cè)何時(shí)會(huì)發(fā)生故障，并計(jì)劃何時(shí)進(jìn)行必要的維修--大大減少資產(chǎn)的停工期和生產(chǎn)損失。

安全、準(zhǔn)確、快速地收集數(shù)據(jù)

為了預(yù)測(cè)和防止資產(chǎn)故障，機(jī)器人需要收集數(shù)據(jù)。然而，這些部門的數(shù)據(jù)收集仍然經(jīng)常遵循冷戰(zhàn)時(shí)期的做法——這可能既耗時(shí)、危險(xiǎn)又不準(zhǔn)確。一名工人在懸空一百英尺的繩索末端懸吊著一個(gè)傳感器，無(wú)法收集到太多可靠的數(shù)據(jù)，將他們的生命置于危險(xiǎn)之中，并且無(wú)法從根本上解決問(wèn)題。

Gecko 發(fā)現(xiàn)需要快速安全地檢查基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)收集比傳統(tǒng)方法更多的數(shù)據(jù)。公司的解決方案：機(jī)器人和軟件。機(jī)器人檢查資產(chǎn)并創(chuàng)建覆蓋物理層的數(shù)據(jù)層——有時(shí)包含數(shù)百萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。該軟件分析和解釋這些數(shù)據(jù)，識(shí)別出可以在故障發(fā)生前修復(fù)的潛在問(wèn)題區(qū)域。

“我們對(duì)機(jī)器人所做的工作是為數(shù)據(jù)平臺(tái)奠定基礎(chǔ)，該平臺(tái)允許對(duì)最關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行完全透明和治理，并確保我們永遠(yuǎn)不會(huì)對(duì)橋梁倒塌、水電站大壩倒塌或停電感到驚訝”，Loosararian 說(shuō)。

機(jī)器人還能夠監(jiān)測(cè)排放并收集數(shù)據(jù)以確定減少這些排放的機(jī)會(huì)。

利用先進(jìn)制造快速開(kāi)發(fā)機(jī)器人

Gecko 使用先進(jìn)的制造技術(shù)來(lái)制造高度專業(yè)化的機(jī)器人。機(jī)器人的早期模型對(duì)有效載荷進(jìn)行單點(diǎn)聲學(xué)傳感和視覺(jué)檢查。該機(jī)器人由一個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊組成，該模塊具有釹稀土磁鐵。Gecko采用快速成型技術(shù)、3D打印、激光切割、計(jì)算機(jī)數(shù)控加工等方法，快速改進(jìn)其機(jī)器人模型，使其能夠承載更大的聲學(xué)傳感器有效載荷。

機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)模塊被設(shè)計(jì)成彼此獨(dú)立自主地工作，這樣它就可以在困難的地形上行駛而不會(huì)失去對(duì)表面的抓地力。這些機(jī)器人甚至可以在水下運(yùn)行，并根據(jù)水的不同聲學(xué)特性來(lái)收集準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

Loosararian 說(shuō)：“機(jī)器人底盤(pán)頂部的傳感有效載荷經(jīng)過(guò)專門設(shè)計(jì)，可以根據(jù)實(shí)際的輪廓或資產(chǎn)進(jìn)行大量模塊化。你可能在管道內(nèi)，你可能在平坦的墻上，你可能在 300 英尺高的空中，你必須確保你能夠收集到良好的信號(hào)......但你也必須確保有良好的與機(jī)器人的附著力?！?/p>

該公司還使用機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)訓(xùn)練機(jī)器人如何快速處理和分析聲學(xué)信號(hào)，并就腐蝕等因素造成的現(xiàn)有已知缺陷進(jìn)行訓(xùn)練，因?yàn)橛袛?shù)百種不同的腐蝕機(jī)制可能會(huì)影響基礎(chǔ)設(shè)施。Gecko 使用其軟件創(chuàng)建資產(chǎn)的數(shù)字雙胞胎，其中包括其健康和完整性的表示。預(yù)測(cè)算法是內(nèi)部設(shè)計(jì)的，不僅使用來(lái)自機(jī)器人的數(shù)據(jù)，還使用來(lái)自其他客戶的數(shù)據(jù)集和現(xiàn)有的物理學(xué)知識(shí)，以解釋基礎(chǔ)設(shè)施可能在何處、如何以及何時(shí)發(fā)生故障。

Gecko 的大部分快速迭代都是在部署機(jī)器人進(jìn)行分析的基礎(chǔ)設(shè)施的位置上完成的——這是一種與設(shè)計(jì)機(jī)器人的傳統(tǒng)方法截然不同的方法。“我認(rèn)為大多數(shù)機(jī)器人專家的謬誤是我們喜歡在受控環(huán)境中設(shè)計(jì)東西?！盠oosararian 說(shuō)：“這與 Gecko 最初創(chuàng)造機(jī)器人的方式相反。我們通過(guò)創(chuàng)造可能不那么漂亮但實(shí)用的東西來(lái)創(chuàng)造機(jī)器人。然后我們幾乎每天都在客戶現(xiàn)場(chǎng)試用這些設(shè)計(jì)?！?/p>

Gecko 的方法依賴于快速原型制作。識(shí)別現(xiàn)場(chǎng)故障、在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)更新并讓機(jī)器人快速返回現(xiàn)場(chǎng)有助于促進(jìn)改進(jìn)和解決問(wèn)題。這使公司不僅能夠快速響應(yīng)客戶的需求，而且能夠適應(yīng)市場(chǎng)的變化。

“一開(kāi)始，我們?cè)谑褂媒饘僦跋仁褂盟芰匣蚰静?，只是為了在?shí)際使用更昂貴的材料制造任何東西之前測(cè)試機(jī)械設(shè)計(jì)理念?！盠oosararian 說(shuō)：“我們必須確保我們的平臺(tái)具有高度的模塊化，以便我們可以在客戶現(xiàn)場(chǎng)快速更改機(jī)器人的配置，以確保我們能夠在一個(gè)完全不適合機(jī)器人的環(huán)境中實(shí)際工作存在于?！?/p>

修復(fù)和振興基礎(chǔ)設(shè)施正在成為世界各地的優(yōu)先事項(xiàng)。作為回應(yīng)，Gecko 正在使用現(xiàn)代技術(shù)來(lái)識(shí)別問(wèn)題并促進(jìn)解決老化基礎(chǔ)設(shè)施的問(wèn)題。

Loosararian 說(shuō)：“將先進(jìn)的預(yù)測(cè)軟件與機(jī)器人和傳感器等技術(shù)相結(jié)合是使我們的基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)代化的方法。最有前途的技術(shù)是那些能夠進(jìn)入人類無(wú)法進(jìn)入的危險(xiǎn)但關(guān)鍵的地方，并且可以收集有關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施、建筑物、橋梁和其他資產(chǎn)的重要數(shù)據(jù)的技術(shù)。最有前途的新基礎(chǔ)設(shè)施將與許多已經(jīng)安裝的系統(tǒng)一起建造。我們發(fā)現(xiàn)，工程師們熱衷于尋找解決現(xiàn)實(shí)世界問(wèn)題的方法，并且很高興投入到彌合清潔能源未來(lái)差距的艱苦工作中?！?/p>

Loosararian 說(shuō)：“將先進(jìn)的預(yù)測(cè)軟件與機(jī)器人和傳感器等技術(shù)相結(jié)合是使我們的基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)代化的方法。最有前途的技術(shù)是那些能夠進(jìn)入人類無(wú)法進(jìn)入的危險(xiǎn)但關(guān)鍵的地方，并且可以收集有關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施、建筑物、橋梁和其他資產(chǎn)的重要數(shù)據(jù)的技術(shù)。最有前途的新基礎(chǔ)設(shè)施將與許多已經(jīng)安裝的系統(tǒng)一起建造。我們發(fā)現(xiàn)，工程師們熱衷于尋找解決現(xiàn)實(shí)世界問(wèn)題的方法，并且很高興投入到彌合清潔能源未來(lái)差距的艱苦工作中?！?/p>