德国高校研发采矿机器人 安全省钱两不误

矿工一直承担着世界上最辛苦和最危险的工作之一。几个世纪以来，矿井下的坍塌、爆炸等矿难不断威胁着矿工的生命安全。他们面临的不仅是危险的作业环境，还有矿井下的酷热、潮湿和缺氧等恶劣条件。随着地表矿产资源的逐渐枯竭，矿井需要不断向地下延伸，最深处的矿井已经到达地下四千米，相当于十座帝国大厦的深度。

随着采矿工作的危险系数不断攀升，采矿机器人技术应运而生。来自德国弗莱贝格工业大学的Mining-ROX项目，最近推出了一款名为Julius的机器人，这款机器人不仅大大提高了采矿效率，降低了成本，更极大地提升了采矿作业的安全性。

那么，Mining-ROX项目究竟是何方神圣呢？

Mining-ROX是由德国弗莱贝格工业大学主导的一项研发项目，这所高校拥有全欧洲唯一一个开展此类研究并拥有教学矿井的资质。该项目的研发团队致力于利用自动化机器人进行采矿作业，以替代人类从事危险的工作，这些机器人还可以在矿难中发挥救援作用。

这个项目是德国萨克森州机器人项目（ROX）的一部分，ROX是德国多所高校合作开展的，旨在将服务机器人应用于非结构化的环境中。德累斯顿工业大学的兄弟项目Teaching Robots in Saxony（T-ROX）在今年以Team WEIR的身份进入了kuka Innovation Award at Hannover Messe的决赛。

Mining-ROX项目目前拥有两个机器人：Alexander和Julius，它们都是以德国著名科学家的名字命名的。

Alexander是一个四轮驱动的电动移动平台，基于ClearPath robotics Husky打造，配备了ROS Indigo系统。它拥有两个激光扫描器、照明系统、以太网摄像机和RGB-D摄像机，为矿井勘探提供了强大的技术支持。

Julius也是四轮驱动电动移动平台，基于Innok机械车打造，同样使用了ROS Indigo系统，但装备相对较少。它拥有一个UR5操控器和Robotiq三指抓握器，能够在矿井中进行各种操作。

针对“未来的采矿业中，机器人有多重要”这个问题，我们采访了TU Freiberg的Bernhard Jung教授。

Bernhard Jung教授表示，像Julius这样的自动化机器人对未来的采矿业来说非常重要。矿井下的工作环境极其恶劣，随着矿井深度不断增加，环境将变得更加艰苦。机器人可以前往人类难以到达的地方，收集数据，操作设备，大大提高了工作效率，同时也降低了人类面临的风险。

目前，Julius已经被用于多种勘探场景。它可以陪伴调查员下井，搬运重物，收集感应数据。它还可以在危险系数极高的矿井，如矿难现场、废弃矿井或无人矿井中进行勘探。

Bernhard Jung教授还表示，Alexander和Julius两款机器人肩负的研究目标不同。他们希望Julius在矿井中扮演移动控制器的角色，收集感应数据，进行自动分类，并操作手持设备。而Alexander则是用于井下3D测绘的移动机器人，配备有多个摄像机和激光雷达传感器，为采矿作业提供精确的地图数据。Robotiq专访：为何Bernhard Jung教授为Julius机器人选择了Robotiq三指抓握器？

采访者：Bernhard Jung教授，您为何选择了Robotiq的三指抓握器来配合Julius机器人？

Bernhard Jung教授：我们正在寻找一款具有多功能性并且能够抓住各种形状物体的抓握器。由于预算有限，我们的选择范围确实有限。但这款机器人需要能够抓取如XRF-scanner等人类使用的扫描设备，这就需要一款像手一样的抓握器。Robotiq的三指抓握器因其灵活性及强大的抓握能力成为我们的最佳选择。而且，这款抓握器在地下采矿环境中还能抵抗酸水的腐蚀，这无疑是一个巨大的优势。

采访者：您使用的是ROS Indigo系统来控制Julius机器人，那么ROS的兼容性是否影响了您对抓握器的选择？

Bernhard Jung教授：是的，ROS的兼容性对我们选择抓握器有着重大影响。我们的所有控制软件，包括移动机器人平台、UR5机械臂以及抓握器都是基于ROS系统。如果没有ROS的兼容支持，我们可能不会选择Robotiq的抓握器。

采访者：UR5的协作性对采矿机器人来说真的重要吗？

Bernhard Jung教授：UR5的轻量级设计对于有效载荷和电量有限的移动机器人来说确实非常重要。但更重要的是它的安全性。我们之所以在Julius机器人中选择UR5，是因为它的安全系统已经通过了T?V的认证，这为我们提供了重要的安全保障。

采访者：关于Mining-RO项目和Julius机器人，您们的下一步计划是什么？

Bernhard Jung教授：我们还有很多计划。对于Julius，我们计划在一个废弃矿井内建立无线通讯网络。而Mining-ROX项目，我们希望能够探索移动机器人扫描的3D矿井模型的其他用途，比如为矿工和救援团队开发定制的VR训练模拟器等。我们希望能够充分发挥这款机器人的潜力，并探索更多的可能性。