據(jù)外媒Tech Xplore報道，百度機器人與自動駕駛實驗室（Research Robotics and Auto-Driving Lab，RAL）和美國馬里蘭大學帕克分校（University of Maryland, College Park）的研究人員昨日在《科學機器人（Science Robotics）》上宣布他們打造了一種新的自動挖掘機系統(tǒng)（autonomous excavator system, AES）。

該系統(tǒng)可以讓挖掘機在沒有任何人工干預(yù)的情況下，實現(xiàn)長時間自主物料裝載（material loading）作業(yè)，同時AES還能提供與經(jīng)驗豐富的人工操作員相當?shù)墓ぷ餍省?/p>

AES是世界上第一批可以落地現(xiàn)實的無人挖掘機系統(tǒng)之一，它可以讓挖掘機實現(xiàn)24小時以上不間斷作業(yè)。研究人員表示，它在提高挖掘機的安全性和生產(chǎn)力方面具有一定優(yōu)勢。

一、人手短缺，工作環(huán)境惡劣，挖掘機市場遇多重困境

挖掘機常應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、采礦和救援等領(lǐng)域。2018 年全球挖掘機市場規(guī)模為441.2億美元（約2850億人民幣），預(yù)計到2026年將增長至631.4億美元。

目前，世界各地的建筑公司都面臨著大型機械熟練的操作員人員短缺難題。不僅如此，部分挖掘機的作業(yè)環(huán)境還是危險或是有毒，這些環(huán)境會對現(xiàn)場操作人員的健康和安全造成威脅，如中毒、塌方等挖掘事故。

目前，大多數(shù)工業(yè)機器人都體型較小并且在較為穩(wěn)定的環(huán)境中工作，但是挖掘機類機器人不同。挖掘機常常需要在危險環(huán)境條件下工作，這些機器人必須能夠自主識別目標材料，避開障礙物，面對無法預(yù)估的作業(yè)環(huán)境。因此，研究人員正在尋求突破性解決方案來制造可以滿足這些需求的挖掘機機器人。

二、可運行24小時以上，AES利用激光雷達、AI圖像實現(xiàn)全自動作業(yè)

隨著越來越多的人關(guān)注工業(yè)機器人、自動駕駛汽車等領(lǐng)域，研究人員對AES等系統(tǒng)開展深入了研究。

AES系統(tǒng)通過準確和實時的算法來自主感知環(huán)境、規(guī)劃路線和控制機械。其中，它的感知模塊集成了多個傳感器——包括激光雷達（LiDAR）、攝像頭和其它專用傳感器（proprioceptive sensors）。這些傳感器不但可以感知3D環(huán)境并識別目標材料，而且它們還可以通過除塵神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（dedusting neural network）等先進算法來生成清晰的圖像。