文／本刊记者   赵卉寒 

　　新年伊始，人工智能对话软件ChatGPT彻底火出了圈，但细品之下发现它其实并不陌生。还记得2014年，微软亚洲互联网工程院就曾发布过一款人工智能聊天软件——微软小冰。作为初代对话AI，微软小冰也曾轰动一时。不过，横空出世的ChatGPT不论是底层语言逻辑还是知识储备，相较微软小冰，都是史诗级的迭代。 

　　近年，人工智能的算法和算力得到了跨越式发展，大数据中心的出现让大规模的机器学习有了硬件基础保障；同时，海量的数据为大规模语言训练提供了充足的原材料。基于此，作为人工智能的载体，各类机器人也开始在不同领域大展身手。 

　　根据国际机器人联合会（IFR）发布的《2022年全球机器人报告》，2021年是全球工业机器人新增装机的巅峰之年，装机量达到517385台，同比增长31%。截至目前，全球在役机器人存量达到350万台，创历史新高。 

　　目前，我国是全球最大的工业机器人市场，2021年的装机量同比增长了51%，出货量达26万8195台。运行存量突破100万台大关，增长了27%。国际机器人联合会主席指出，中国所有行业的机器人都在强势增长，特别是电气、电子行业。 

　　智能感知，被动变主动 

　　当前，我国已建成世界上规模最大的电网，风电、光伏发电并网装机量世界第一。2021年，全国220千伏及以上输电线路回路长度共84万千米，同比增长3.8%。随着新基建时代的到来、新型电力系统建设的深入，输配电站、电缆管廊、输电线路等重要电力设施越来越智能化，这些地方也成为电力机器人的重要应用场所。目前，尽管变电站巡检机器人、输电线路巡检无人机等机器人已经被推广应用，但相较庞大的电网分布，电力检修人员紧缺的情况仍然存在，加大智能巡检设备势在必行。 

　　国网智能科技股份有限公司首席专家郭锐表示，传统人工检修模式面临的工况复杂多样，比如狭窄空间、高空环境、强电磁场等，这就需要电力机器人的辅助。 

　　“过去，对机器人的控制主要采用遥控方式，机器人对外部环境是没有感知的，只是通过人为操作，使其达到某个位置，让其简单重复相应的位置数据以实现机器人的运动。现在，机器人除了内部传感器，比如速度、加速度之外，还有丰富的外部传感器，比如视觉、触觉、力觉等，机器人可以更好地对外部环境进行感知和建模。”郭锐说。 

　　感知，是生物对外界做出反应的第一步。同样，电力机器人作为运检人员的“机械手”，智能感知功能也必不可少。2021年，由济南供电公司和国网智能科技股份有限公司联合研发的“信鸽”无人机机场管控系统就拥有这样的智能感知能力。 

　　据了解，“信鸽”无人机机场管控系统可通过无人机、机场本体和后台管控系统三者的配合实现网格内输、配、变全量设备自主巡检，初步构建起输电线路无人机机场自主巡检体系，大幅提升了电网设备运维管理水平。 

　　据国网山东电力相关负责人介绍，“信鸽”无人机搭载了红外和可见光双光镜头，可自主进行精细化巡检和红外测温工作。在无人机自主巡检时，输电智慧线路管控平台可同步显示无人机可见光图像和线路设备的红外测温等多种数据。一旦发现问题，无人机将自动辨别缺陷，生成数字化台账并存入输电智慧线路管控平台。此外，“信鸽”的镜头还具备三维建模能力，当人工导入气温、风力等数据时，平台就可以仿真细微的环境变化趋势，模拟消缺、带电作业、检修等作业过程，并提醒作业风险点。 

　　2022年，济南供电公司依托输电智慧线路管控平台和“信鸽”无人机机场管控系统，实现了220千伏韶回Ⅱ线、220千伏长党线等线路现场环境全息感知、线路状况全天候监测、无人机全覆盖立体化巡检，线路隐患排查发现率提高1.56个百分点，消缺速度较以往提高了300%。 

　　智能决策，用逻辑替代指令 

　　1950年，人工智能之父阿兰·图灵发布了一篇机器人领域划时代的文章《机器能思考吗？》，由此开启了人工智能的研究狂潮。于是，“让机器像人一样思考”成为人工智能开发者们的下一个目标。 

　　其实，人与机器人的本质区别在于人可以思考并自主做出决策。因此，让机器人实现智能决策是当前人工智能的研究方向之一。 

　　郭锐表示，机器人的自主导航规划一般包括两方面内容，即全局路径规划和局部避障。“过去，机器人的定位是被动定位，一般通过外部基站提供的三角信标进行定位。而现在，通过智能决策，机器人可以通过感知环境获取定位信息。通过SLAM技术（即同步定位与地图构建），机器人将完成最佳路径规划。” 

　　路径规划是指依据如最短行走路线、最短行走时间、最小工作代价等优化准则，在工作空间找到一条能避开障碍物的最优或近似最优的路线。而避障，也是未来电力巡检机器人需必备的技能之一。 

　　当下，具有避障功能的四足机器人已经应用于各个领域。在电力领域，“机动神犬”已在济南供电公司西区集控站内服役。 

　　1月14日，在山东济南220千伏许寺变电站内，一台四足机器人正在零下5摄氏度的环境中对变电设备进行例行巡检，它步态稳健，通过灵活转动的摄像头不断采集设备信息。它不仅能够通过图像识别技术对比检查设备状态，还搭载着一只灵活的机械臂，能够开展远程辅助操作，最大限度确保人身、电网和设备安全。 

　　郭锐告诉记者，相比轮式、轨道式机器人，四足机器人的优势是越障能力更强，可以上下台阶。 

　　“更强的越障能力使机器人能够扩大移动范围，更加方便地选取合适的观测位姿。四足机器人落足点不连续，所以可以自主选择落足位置，有迈过沟坎的能力。” 

　　此外，“机动神犬”通过搭载机械臂，能够实现人员远程完成运维任务，确保作业安全。据了解，机械臂使用了双定位器，精确测量手柄位置和姿态，并可滤除人员手部抖动，保持运动平稳。通过5G通信和VR技术，实现了机器人前端全方位视频实时融合并回传至远端操作室内，操作人员通过主从沉浸式作业方式，利用六自由度机械臂及多种末端工具的配合，可以轻松地完成配电保护柜开关门、就地远程开关切换等多种站内巡检作业内容。 

　　自2021年10月份以来，“机动神犬”已累计完成变电站巡检人工替代87站次，节约巡检380工时，远程巡检点位覆盖率由67%提升至100%。参与远程应急处置5次，节约处理时长35工时，异常处置时间由小时级缩短为分钟级。 

　　人机交互，潜力仍待开发 

　　当前，不仅仅是无人机和四足机器人，轮式巡检机器人、轨道巡检机器人、水下机器人等也都已在电力领域应用。 

　　今年1月份，工信部、国家能源局等17个部门联合印发了《机器人+应用行动实施方案》，提出研制能源基础设施建设、巡检、操作、维护、应急处置等机器人产品。推动企业突破高空、狭窄空间、强电磁场等复杂环境下的运动、感知、作业关键技术。推广机器人在风电场、光伏电站、水电站、核电站、油气管网、枢纽变电站、重要换流站、主干电网、重要输电通道等能源基础设施场景的应用。推进机器人与能源领域深度融合，助力构建现代能源体系。 

　　未来，在政策扶持下，为电力设备提供状态检测、监测服务的机器人，将呈现出巨大的成长潜力和发展空间。 

　　从技术发展来看，未来人工智能和机器人的结合还有四个研究方向有待探索：一是机器人的自主智能系统。在动态非结构环境下，机器人能够进行自感知、自学习、自适应和自组织。二是仿生机器人。目前，大部分机器人还是轮式的或轨道式的，未来，面向双足、多足、仿人或者仿动物机器人开展仿生运动、功能与形态仿生、仿生的感知和交互、行为规划和控制等，将有更多的探索空间。三是机器人类人灵巧作业控、技能学习与知识增强。四是机器人交互与人机共融技术。多数机器人都是通过遥控操作方式进行人机交互的，未来可以建立手势、体势、表情、生理电信号、语言指令等交互指令。 

　　郭锐指出，电力系统的运行过程中，有很多运行阶段对应用的要求精度非常高，可能会限制人工智能的应用。 

　　“比如在电力调度领域，人工智能所用的强化学习技能所涉及的计算分析节点复杂，计算规模非常大。而电力系统对调度决策的可靠性要求非常高，一点失误都不能有，目前强化学习所形成的决策要保证不出任何差错，难度非常大。因此，电力领域的人工智能与机器人相融合还有相当大的探索空间。”他说。