钻进粮山“把脉问诊”，武汉理工学子打造智能仓储机器人

极目新闻记者 张渊

通讯员 陈熙洁 陈希冉

港口，作为粮食跨区域调配和集中存储的核心枢纽，其仓储管理水平直接关系到国家粮食供应链的安全与稳定。在巨大的筒仓内部，高温、高尘、易爆的复杂环境，长期困扰着粮情监控和精细化作业。如今，这一难题有望被一群年轻学子攻克。近日，由武汉理工大学创业学院刘勤教授带领的“擎天科创团队”，成功研发了一款具身智能粮仓作业机器人，完成了多轮仿真与系统测试，正稳步迈向实体制造。这项成果，为港口粮食仓储的数字化、智能化升级提供了一套全新的“硬核”方案。

武汉理工大学“擎天科创团队”

破解“粉尘迷宫”难题

传统的港口粮仓，像一个巨大的“粉尘迷宫”。粮食碎屑弥漫，不仅干扰常规传感器工作，高温环境甚至可能引发粉尘爆炸，让一些光学设备成为安全隐患。同时，粮面形态时刻变化，传统设备难以精准规划路径；而深达数十米的粮堆内部，板结、卡堵等问题，更是常规机器人无法触及的作业盲区。

针对这些痛点，“擎天科创团队”的同学们从零起步，交出了自己的答卷。他们研发的机器人，有“眼睛”——融合了视觉摄像与毫米波雷达双重传感，即使在高粉尘环境中也能稳定感知，既精准又安全；有“大脑”——搭载粒子群优化算法，能根据粮堆实时变化，自主规划最优作业路径；有“手脚”——通过多电机协同驱动，既能灵活旋转破除粮层板结，又能提供稳定动力深入粮堆内部作业；还有“自救本能”——能自主感知姿态，一旦遇到卡滞、倾倒等危险，可快速自我调整，确保持续稳定运行。

多学科团队迎难而上

多学科团队迎难而上

这四项核心能力的背后，是一支多学科交叉的青年科创队伍。在刘勤教授的带领下，团队汇聚了博士研究生胡诚，硕士研究生杨龙、杨皓月，以及张嘉伟、朱雄雄等来自机械、自动化、计算机、车辆工程等多个专业的本科生，形成了“博士领航、硕士支撑、本科生实践”的梯次人才结构。

研发过程并非一帆风顺。对于很多初入科研门的本科生而言，每一步都是理论与实践的激烈碰撞。

团队并肩作战

负责机械结构设计的机电专业大一学生韦思羽，面对的最大拦路虎是“卡钻”。“我们依靠螺旋钻差速转动带动机器人前进，如何防止被粮食卡死是巨大的考验。”她回忆道。团队成员一起查阅大量文献，反复讨论碰撞想法，最终创造性地在机器人主机中部加装了一个降阻钻头，像“盾构机”一样将前方的粮食运送到后方，巧妙化解了这一难题。

自动化专业的大一学生端木令舜，则在建模和算法上体会到了“纸上得来终觉浅”。“课本上的理论，无法直接解决粮面不平整、作业阻力变化这些实际问题。”他只能对着仿真软件，反复调整参数、优化路径规划，让算法更贴合真实工况。车辆工程专业的冀一兴也同样在仿真调试中耗费了大量心力，他负责负载预测模块，因真实数据不足导致预测精度偏低，他就通过优化特征网络、引入粒子群算法调参等方式，一点点“抠”出了精度。

“大家遇到技术瓶颈或软件不兼容的问题，就一起查资料钻研、沟通研讨，或是借助AI工具寻找突破口，再分工协作逐一攻克。”过程虽苦，但团队成员苗姝瑾感受更多的，是团队并肩作战的力量和解决实际问题的成就感。

具身智能粮仓作业机器人设计图纸

为大国粮仓定制“灵活关节”

这个凝聚了二十余位学子心血的机器人，究竟暗藏怎样的精巧构造？

团队成员通俗地介绍说，它的核心运动结构，正像一个为粮仓量身打造的“灵活关节”。整套关节由一个同心大圆环和嵌套其中的两个球体组成：居于正中的一号大球是“神经中枢”，内置电机与传感器，负责全面感知并发出指令；紧贴其外的二号小球体是传动枢纽，可绕中心灵活旋转，像关节软骨般将动力多角度传导至外围；最外层的大圆环则如同一只强韧的“手腕”，搭载作业部件，在内部双球的协同驱动下深入粮堆灵活摆动，快速破除板结，完成全方位疏松规整。

这个“关节”虽小，却让机器人在狭小密闭的筒仓里真正做到了“游刃有余”。

目前，这套智能粮仓机器人已完成核心技术验证与系统仿真测试，各项性能指标达到设计标准。未来，团队将持续依托武汉理工大学机器人与智能制造湖北省工程研究中心，深化产学研用协同创新，不断迭代算法与硬件，将科技成果真正转化为守护大国粮仓的坚实力量。

（来源：极目新闻）