像大耗子的机器人在帮人类干“要命”的脏活!

出品|网易新闻

导语:你可能不知道,用来储存谷物的粮仓曾让不少人受伤甚至死去!

人们经常把粮食储存在农场粮仓中,粮食储存是农业生产过程中的重要一环。然而,在储存过程中由于管理不善和不利条件,我们损失了多达30%的谷物价值。更令人痛心的是,粮仓的危险还包括粮仓陷人事件,以及粮仓环境对农业工人造成的长期肺部损伤。

我国的现代化粮仓

在粮仓里工作有多危险?假如一个人意外掉进粮仓里,谷物只需几秒钟就能把人掩埋。2015年,安徽泗县的一家面粉厂就发生了粮仓陷人事故,6名原料清理作业人员被困粮仓,消防员花了10个小时营救,结果还是有2人不幸遇难。传统的粮仓作业都依靠人力,掉进粮仓是非常危险的事情,不仅有安全隐患,而且工作开展得也比较困难。

有没有办法能降低这一切的风险并提高工作效率?科技给了我们答案。

一、小小身躯承担“要命”脏活

这个像大耗子一样的东西,就是我们今天的主角。创造者叫它“谷物象鼻虫”,名字来源于经常肆虐于谷物之中的一种小昆虫——但是现在,它不仅不是个肆虐者,还摇身一变成为了人类的好帮手。

“谷物象鼻虫”的工作照

“谷物象鼻虫”的主要功能是保证谷仓安全与正常管理,包括平整谷物、检查谷物受损情况甚至带出谷物。它利用底部的螺旋钻推进,可以在谷仓顶上快速穿梭,通过重力来平整谷物,让我们可以操纵谷堆的形状。由此,我们可以把聚成一堆的谷物处理得平平整整,并且在需要的时候,它可以将谷物送入提取螺旋钻,把粮食从谷仓里取出来。此外,如果它被谷物掩埋,也可以自己挖出高达1.524米的谷物。最后,检查谷物受损也不在话下:它还能在谷物中挖掘并提前发现害虫或霉菌侵袭的地方,这解放了长期在粮仓内干活的农民,防止了肺病的发生。配置了散热装置的它,也不会在工作时自燃而发生无可挽回的事故。

遭到掩埋,破“谷”而出的粮仓机器人

相比于其他又大又笨重、难以移动的机器人来说,这一次出现的“谷物象鼻虫”外形较小,仅仅40*50厘米左右,呈流线型的它可以在谷仓里自由移动。因此,这一谷仓机器人也可以完成更加精细的操作,比如只把谷仓的特定范围弄平整。

二、精益求精跨越技术难关

那么“谷物象鼻虫”的技术难点在哪呢?

当它在谷物上移动时,谷物这样的“沉积物重力流”会给它的前进带来阻碍,这就需要巧妙的结构设计和一组强大的传感器和代码来保持机器人执行任务。

所谓的“沉积物重力流”是什么?你可以理解为在沙漠或沼泽中行走时的感觉——这也是为什么粮仓会出现“埋人”事件。细小且数量巨大的颗粒物聚集在一起,就形成了一种可怕的流体。对越野车有了解的朋友都知道,越野车有许多种特制轮胎,可以根据不同的地表来对症下药,有的是把轮胎表面做得粗糙,有的直接在轮胎上按了金属钉增加抓地力,这些方法对流沙类的地表都有不错的效果。可是,对在粮仓里工作的机器人来说,只把轮子表面做得粗糙只是能满足它在谷物上行走的需求,对于把谷物铺平这项工作来说,效率仍然很低。因此,创作团队选用了4个螺旋钻作为它的轮子,这样机器人可以以高速在谷物里穿行,也能在被埋时快速及时地把自己从谷堆里“钻”出来。除了结构设计,机器人身上还安装了可以监控实时状态的传感器来进一步保证在谷堆里能够顺利行驶。这机器看起来简单,但是创造一种可以在谷物流体表面上行驶的移动机器人的挑战真是非常艰巨。

“谷物象鼻虫”零件拆解图

其实,团队最初所搭建的测试版机器人就已经表现出良好的性能,可以正常执行一些基本的粮仓清理工作。而在此之后,他们便着手于丰富机器人的功能,并让机器人的工作更加智能化。为此,创作团队又用约一年时间搭建了一个粮仓机器人专属软件,经过数百小时的测试,终于让粮仓机器人升级成了智能的粮仓管家。

软件对机器人性能的提升主要体现在两个方面:其一,配合新安装的传感器,机器人学会了实时监控粮仓环境的温度、湿度,让农夫可以直观地看见粮仓里的情况;其二,软件让机器人能够更加有效地找到谷物堆里需要被推平的结构,并且通过感应力的分布,进一步保证了它能在如沼泽流沙一般的谷堆上来去自如。机器人的创作团队还表示,此后他们将继续着力于改进机器人的硬件结构和控制软件,让它可以实现更加复杂的谷仓管理任务。现在,“谷物象鼻虫”需要远程控制以保证工作。未来,这一机器人将实现完全自动:农夫只需要把机器人扔进谷仓,然后它就会按照设定的程式自己工作。此外,未来机器人还可能会有更多的数据采集功能,可以通过远程相机实时监控谷仓内状况。

“谷物象鼻虫”不仅有可能提高我们谷物供应的可持续性,还节省了金钱和生命。我们同样期待团队能够创造性能更加完善的谷仓机器人,让所有农夫能够告别清理粮仓的风险,智能化的红利能被每个人所享受。

三、不忘初心造福基础产业

正在进行测试的谷仓机器人

“其实做这个机器人最让自己有成就感的是我们这么做能帮到当地的农民!我们生在科技的时代,运用科技让人类的生活变得更方便更好,把机器人运用到一种高度。能这样为农民朋友们服务感觉真棒,看到农业可以获得创新很欣慰。我们这有一个13岁的孩子正在学习操控粮仓机器人,我的目标就是让他再也不需要拿起铲子(人工粮仓作业)。”创作团队说道。

中国作为排名前三的粮食出口大国,对粮食安全的重视程度可见一斑。粮食就像水和空气一般不可或缺,而为了保护好我们的“口粮田”,我国提出了可畏最严格的耕地保护制度,还实施了“藏粮于地,藏粮于技”的战略,这要求用现代的农业科技和物质装备来强化粮食安全的支撑。我国的粮仓机器人种类不在少数,比如山东淄博的自动巡航值班智能机器人、东北小伙发明的翻仓机和粮温3D模型等等。

中国黑龙江的玉米粮仓

结语:

随着科技的发展,也许在不久的将来,所有农场都能拥有这样的谷仓管理工具,这将对谷仓管理的安全与效率产生革命性的改变。

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