【項目動态】深蘭新一代認知智能(néng)巡檢平台 獲遼甯創新創業大賽一等獎

鞍山是東北地區最大的鋼鐵工業城市、中國(guó)第一鋼鐵工業城市，有著(zhe)“共和國(guó)鋼都(dōu)”、“中國(guó)鋼鐵工業搖籃”的美譽。曆經(jīng)20多年改革開(kāi)放的洗禮，鞍山老工業基地重新煥發(fā)了青春。而第四次工業革命的代表産物“人工智能(néng)”更爲鞍山注入了能(néng)量，將(jiāng)傳統工業引入了智能(néng)化軌道(dào)，開(kāi)啓了又一新篇章。

疫情高峰期，深蘭科技仍未停下腳步，堅信中國(guó)必勝的同時，一邊輸出AI産品防疫抗疫，一邊推進(jìn)人工智能(néng)在全國(guó)各地的落地。新近成(chéng)立的深蘭科技（鞍山）有限公司，便是深蘭在工業智能(néng)化布局上的重要戰略舉措之一。

日前，作爲鞍山的新成(chéng)員，深蘭科技（鞍山）有限公司在鞍山市科學(xué)技術局舉辦的鞍山創新創業大賽中脫穎而出後(hòu)，随即作爲鞍山企業的代表，參加了“第九屆中國(guó)創新創業大賽（遼甯賽區）暨第八屆遼甯創新創業大賽行業賽”，深蘭“新一代認知智能(néng)巡檢平台”獲得初創組第一名。

得知獲獎之後(hòu)，鞍山電視台第一時間趕到深蘭科技（鞍山）有限公司，采訪了本次項目負責人深蘭科學(xué)院認知智能(néng)研究所所長(cháng)曹東博士，鞍山全媒體以《深蘭（鞍山） 用科技創新代表鞍山叫(jiào)響全國(guó)》爲題，進(jìn)行了詳盡報道(dào)。

該項目最适用的就是傳統制造業這(zhè)類廠區、園區較大環境較爲複雜的場景，解決了人工巡檢工作強度大、效率低、成(chéng)本高，以及在惡劣氣候條件存在的風險隐患的痛點，將(jiāng)爲鞍山乃至遼甯工業帶來可期的變革。

新一代認知智能(néng)巡檢平台

在工業生産環境中存在廣泛的巡檢巡查需求，傳統人工巡檢方式存在勞動強度大、工作效率低等不足，同時人工檢測的數據無法準确、及時地接入管理信息系統；在高原、缺氧、寒冷等地理條件或惡劣天氣條件下，人工巡檢存在較大安全風險，缺乏有效的巡檢手段；巡視工作量大、巡檢到位率無法保證；未來專業領域勞動力稀缺、成(chéng)本高的問題日顯突出。

在此背景下，本創新項目适用于全地形巡檢巡查環境，如礦山、變電站、園區、化工廠、油氣廠等特殊複雜和危險生産環境，也可以應用于國(guó)防，刑偵，消防等多個領域；圍繞智慧園區、智能(néng)安防等領域，開(kāi)發(fā)多模融合場景的視覺解決方案。實現新一代認知智能(néng)巡檢平台，大幅提升人工智能(néng)行業應用領域的廣度和深度，賦能(néng)工業智能(néng)化水平，以工業領域智能(néng)化升級改造爲切入點推進(jìn)“新基建”項目加速落地。

新一代認知智能(néng)巡檢平台，适用于全地形環境的巡檢巡查，如礦山、變電站、園區、化工廠、油氣廠等特殊複雜和危險生産環境，基于認知智能(néng)算法進(jìn)行巡回檢查，有效降低安全事(shì)故的發(fā)生。

使用四足機器人作爲硬件平台，搭載多種(zhǒng)傳感器，基于5G/wifi遠程控制，适應多種(zhǒng)路況；既具有多場景複雜地形的行動靈活性，又具有實時場景視覺理解、認知推理的新一代機器智能(néng)。基于多目深度感知視覺系統，構建3D實時地圖與導航系統，實現了動态障礙物感知、全局定位等功能(néng)。四足機器人結構緊湊、帶有人機交互軟件，使得操控變得非常簡單。可以進(jìn)行礦山、化工廠、油氣廠等工業危險區域作業，包括溫度/氣體監測、聲音異常感知、儀表掃描、未知區域探索、已知路線巡邏，并且能(néng)夠輔助人工進(jìn)行危險作業。

新一代認知智能(néng)巡檢平台包括兩(liǎng)方面(miàn)技術支撐：認知智能(néng)算法平台，以及四足智能(néng)體運動學(xué)與動力學(xué)技術創新；自主創新的認知智能(néng)核心算法與技術創新包括：

1、3D視覺認知智能(néng)與推理算法；在智能(néng)感知基礎上，實現視覺語義理解、知識表示、小樣(yàng)本學(xué)習和聯想推理；以認知圖譜爲實現手段，實現決策和推理。

2、認知智能(néng)領域的視覺場景之語義理解、推理和自主學(xué)習，融合多模态學(xué)習；基于自然語言處理和TTS語音合成(chéng)技術，實現流暢人機對(duì)話；認知智能(néng)無人值守管理系統，視覺檢測智能(néng)感知與認知系統。

3、多目深度感知視覺系統，基于零樣(yàng)本學(xué)習的道(dào)路特征識别四足智能(néng)體高精度定位技術；實現了全景高精地圖重建、道(dào)路特征識别，自動構建3D實時地圖與自主導航系統；智能(néng)聯動預警系統，5G實時遠程通信系統。

4、實現零次/少次學(xué)習行爲識别框架，通過(guò)以端到端方式結合知識圖譜，直接和整體地建模行爲、屬性關系，使用圖卷積網絡建模依賴關系。

5、限定園區場景的可解釋深度網絡的三維場景感知與理解，利用深度強化學(xué)習技術分析三維場景内隐含先驗知識，指導場景感知與理解。

技術創新

1、實現了四足智能(néng)體的小樣(yàng)本深度模型視覺推理與認知智能(néng)，利用行爲-屬性關系區分新的行爲類别，實現了基于屬性方法在實際場景中推廣到任意零樣(yàng)本類别；

2、采用行爲名稱的知識表示建模語義空間中的行爲--行爲關系，解決了語義嵌入空以隐式方式表示行爲-行爲關系不足的問題，實現了從視頻的輔助邊信息獲益的算法創新；

3、限定場景可解釋深度網絡的三維場景感知與理解，利用深度強化學(xué)習技術分析三維場景隐含先驗知識，指導場景感知與理解，實現了場景語義分割、三維目标檢測等複雜技術。

4、基于圖空時網絡關鍵技術，實現了動目标軌迹預測和行人行爲預測關鍵技術的突破。

5、四足智能(néng)體力控技術對(duì)關節複合控制的技術創新，實現了3軸姿态與位置全控。

産品結構創新

以四足智能(néng)體作爲硬件平台，構造“認知智能(néng)四足智能(néng)體”，既具有多場景複雜地形的行動靈活性，又具有實時場景視覺理解、認知推理的新一代機器智能(néng)。設置有“多目深度感知視覺系統”和“視覺裡(lǐ)程計相機”，構建3D實時地圖與導航系統，實現了動态障礙物感知、全局定位等功能(néng)。四足智能(néng)體的産品結構創新，确保其在多種(zhǒng)複雜地面(miàn)環境顯著優于輪式機器人。

産品工藝創新

我們通過(guò)自主研發(fā)電機、電機驅動器、減速器、主控、傳感器等，顯著提升四足智能(néng)體集成(chéng)度及性能(néng)，降低整機成(chéng)本及重量。使用力控技術對(duì)每個關節進(jìn)行力和位置的複合控制，以實現對(duì)整機的力控而獲得卓越的運動性能(néng)。采用精簡的機械結構來降低制造難度，并且提高機器的可靠性。在結構、動力性能(néng)、運動性能(néng)等方面(miàn)都(dōu)取得較好(hǎo)水平。

産品性能(néng)

本産品運動電驅動仿生性能(néng)卓越，作爲新一代足式機器人移動平台，整機由12台高性能(néng)伺服電機組成(chéng)。使用力控技術對(duì)每個關節進(jìn)行力和位置的複合控制，能(néng)實現3軸姿态與位置全控，能(néng)左右側移、原地轉彎、匍匐前行、上下坡或台階，對(duì)不規則地形有強适應性。最大負載10㎏，最大行走速度2m/s，最大續航時間5h，抗幹擾能(néng)力強。

使用效果的顯著變化

1、本系統适用于全地形安保巡檢環境，如園區、變電站、化工廠，油氣廠等特殊複雜場景；

2、礦山巡檢中的礦井現場環境複雜，足式智能(néng)體較傳統的四輪式和履帶式有著(zhe)無與倫比的優勢，其在複雜環境中具有更高的機動性；

3、在可解釋性深度神經(jīng)網絡模型的支撐下，對(duì)認知智能(néng)場景進(jìn)行白盒調試，有效提升認知智能(néng)場景智能(néng)分析的準确率；

4、解決了人工巡檢存在較大安全風險、巡視工作量大、巡檢到位率等突出問題。

1、重點應用于礦山巡檢，礦井現場環境複雜，空氣溫濕度、瓦斯濃度等環境參數以及回采工作面(miàn)狀态直接影響礦井人員安全。人工直接作業造成(chéng)事(shì)故頻發(fā)，智能(néng)巡檢平台進(jìn)行巡回檢查，有效降低安全事(shì)故的發(fā)生。

2、使用認知智能(néng)四足機器人進(jìn)行化工廠、油氣廠等工業危險區域作業，包括聲音異常感知、儀表掃描、未知區域探索、已知路線巡邏，适應多種(zhǒng)路況，可輔助人工進(jìn)行危險作業。

3、巡邏預警，在事(shì)故和特殊情況下可實現特巡和定制性巡檢任務，實現遠程在線監測，實現運維智能(néng)化。可自由切換無軌導航和軌迹導航，大容量攝像内容本地儲存，實時同步雲存儲，智能(néng)巡檢及分析。

4、認知智能(néng)四足智能(néng)體可以用做全地形安保巡檢機器人，未來還(hái)能(néng)用于地震火災等危險場景下全地形勘探搜救，更可以作爲家庭護理機器人。