北京
武汉科技大学“耐火材料智能砌筑机器人平台” 。吴磊摄
日前，武汉科技大学自主研发的“耐火材料智能砌筑机器人平台” 亮相2025世界数字教育大会现场观摩点。工作人员手持三维扫描装置，短短数秒就能将一块耐火砖转化为数字模型，并在虚拟空间中完成砌筑仿真与机械臂运动控制；轻触屏幕启动“一键砌筑”，机器臂便可自动完成从抓取、涂浆到砌筑的全流程操作。
耐火砖砌筑是高温设备施工中的关键技术，其质量直接影响设备的耐火性、密封性和使用寿命。但耐火砖重量大、种类多，砌筑空间狭窄、环境恶劣，人工砌筑不仅效率低下，且难以保证精确度。武汉科技大学联合中冶集团研制了具有自主知识产权的耐火材料智能砌筑机器人平台，为这一问题的解决提供了“中国方案”。
团队负责人、武科大机械工程学院教授汪朝晖介绍，该机器人能以98%以上的正确率自主识别上千种异形耐火砖；在0.5米宽的炉膛内，轻松抓取数十公斤的异形耐火砖，精准完成识别、抓取、涂浆全套动作，砌筑精度优于±1毫米，远超传统工艺水平。团队自主研发的“一键砌筑”远程操控系统，还能通过虚拟模型规划砌筑方案，让机器人精准执行，实现砌筑全流程智能化控制，大幅提升施工效率与安全性。
“设计制造这样的机器人平台，团队需要解决结构设计、智能感知、机器视觉、运动规划、精密测量、系统集成等问题，涉及机械、材料、控制等多学科交叉。”汪朝晖表示，经过多年攻关，团队自主突破了受限空间大负载机器人运动平台设计、基于数字孪生的大型焦炉虚拟砌筑规划、多级特征融合的耐火砖精准识别与抓取、机械臂自适应涂抹及双臂协作控制等7项关键核心技术。
“这些技术为解决冶金行业全流程智能化机器人共性关键技术提供了科学依据，未来可广泛应用于城市建筑更新、大型桥梁建造等高端装备制造业和建造业。”汪朝晖介绍，目前，项目样机已通过测试，计划今年在学校完成中试平台搭建，后续将投入实际应用。
依托该平台，武科大构建了“数字孪生+现场实训”沉浸式教学场景：学生先在电脑里“搭积木”构建虚拟焦炉模型，练习拼砌1000余种异形耐火砖，预演砌筑流程；再到实验室操控真实机械臂精准执行涂浆、砌砖等动作；最后，通过远程智能砌筑操控系统，完成砌筑仿真，并利用AI分析操作数据，改进操作工艺，形成“虚拟仿真—实操验证—智能优化”的闭环训练链，帮助学生真正掌握机器人运动控制核心技术。(张沛 陈孖川 邹亦凡)
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