我國(guó)科研人員最新研發(fā)的一款人工智能驅(qū)動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)，成功在核聚變反應(yīng)堆內(nèi)部完成了一項(xiàng)最復(fù)雜關(guān)鍵的維護(hù)任務(wù)，定位精度達(dá)到0.1毫米級(jí)。這項(xiàng)由中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院取得的突破，直接攻克了"軸孔裝配"這一重大難題 —— 該操作在部件更換過(guò)程中極為常見(jiàn)卻極其耗時(shí)。

研究人員在新發(fā)表的研究中表示："定期維護(hù)對(duì)保障聚變裝置持續(xù)運(yùn)行至關(guān)重要。該過(guò)程需完成大量遠(yuǎn)程操作，既包括大型結(jié)構(gòu)件搬運(yùn)，也涉及螺栓等微型部件裝配。"通過(guò)深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù)，新系統(tǒng)模仿人類手眼協(xié)調(diào)機(jī)制來(lái)引導(dǎo)機(jī)器人。論文指出："與傳統(tǒng)方法不同，我們提出的新型深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法融合了二維相機(jī)與力/力矩傳感器的數(shù)據(jù)。"該方法規(guī)避了先進(jìn)3D傳感器在反應(yīng)堆強(qiáng)輻射、光滑金屬反光環(huán)境中的可靠性難題，是推動(dòng)聚變裝置維護(hù)自動(dòng)化的重要進(jìn)展。

未來(lái)諸如國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)等裝置都需要定期進(jìn)行高難度維護(hù)。當(dāng)前歐洲聯(lián)合環(huán)(JET)等裝置采用的"人工介入"模式已成為商業(yè)化的主要障礙。人工維護(hù)效率極低——JET某次升級(jí)改造中，工程師耗時(shí)17個(gè)月才完成7000組裝配。如此長(zhǎng)的停擺期對(duì)商業(yè)電站不可接受，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化勢(shì)在必行。研究人員強(qiáng)調(diào)："通過(guò)引入二維相機(jī)，本方法有效解決了軸孔對(duì)準(zhǔn)難題，而這是多數(shù)裝配技術(shù)刻意回避的痛點(diǎn)。"

為支撐先進(jìn)AI系統(tǒng)，團(tuán)隊(duì)同步研制了配套重型硬件，創(chuàng)新設(shè)計(jì)出能搬運(yùn)巨型部件的機(jī)器人關(guān)節(jié)。公報(bào)說(shuō)明："通過(guò)移除傳統(tǒng)行星齒輪箱的太陽(yáng)輪，在保持結(jié)構(gòu)緊湊的同時(shí)為動(dòng)力控制電纜創(chuàng)造了布線空間。"該關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)13806:1的超高減速比，可輸出139千牛·米的精準(zhǔn)扭矩，完美契合堆容器內(nèi)大部件精密移載的"強(qiáng)力精細(xì)"需求。

除硬件突破外，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的TCIPS智能感知系統(tǒng)同樣關(guān)鍵。這個(gè)基于Transformer架構(gòu)的AI模型能處理機(jī)器人"眼中"的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，將其智能分解為平面、球體、圓柱等幾何元素。通過(guò)精準(zhǔn)理解復(fù)雜環(huán)境，機(jī)器人可在堆內(nèi)雜亂空間中自主導(dǎo)航，有效規(guī)避障礙并定位工作區(qū)。公報(bào)總結(jié)稱："這些創(chuàng)新共同標(biāo)志著我們向構(gòu)建智能重型機(jī)器人系統(tǒng)邁出關(guān)鍵一步，未來(lái)這類系統(tǒng)將能執(zhí)行聚變電站中復(fù)雜高危的維護(hù)任務(wù)