百度の自動運転技術は掘削機の運転を熟練ドライバーと同等の効率化に導く

海外メディアのTech Xploreによると、百度の研究ロボット工学・自動運転研究所（RAL）とメリーランド大学カレッジパーク校の研究者らは昨日、Science Robotics誌で、新しい自律掘削システム（AES）を開発したと発表した。

このシステムにより、掘削機は人間の介入なしに長時間にわたって自律的に資材積載作業を実行できるようになり、AES は熟練した人間のオペレーターに匹敵する作業効率も提供します。

AESは、世界で初めて実用化された無人掘削機システムの一つで、掘削機を24時間以上連続稼働させることができます。研究者らは、掘削機の安全性と生産性の向上に一定の利点があると述べている。

1. 掘削機市場は労働力不足と劣悪な労働環境により、さまざまな困難に直面している

掘削機はインフラ建設、採掘、救助などの分野でよく使用されます。 2018年、世界の掘削機市場規模は441.2億米ドル（約2,850億人民元）で、2026年までに631.4億米ドルに成長すると予想されています。

現在、世界中の建設会社は大型機械の熟練オペレーターの不足に直面しています。さらに、掘削機の中には、中毒、地滑り、その他の掘削事故など、現場の作業者の健康と安全を脅かす可能性のある危険な環境や有毒な環境で稼働するものもあります。

現在、産業用ロボットの多くは小型で、比較的安定した環境で動作しますが、掘削ロボットは異なります。掘削機は危険な環境条件下で作業する必要があることがよくあります。これらのロボットは、対象材料を自律的に識別し、障害物を回避し、予測できない作業環境に対応できる必要があります。そのため、研究者たちは、これらのニーズを満たすことができる掘削ロボットを作成するための画期的なソリューションを模索しています。

2. AESは24時間以上稼働可能で、LiDARとAI画像を使用して完全自動運転を実現

産業用ロボットや自動運転車などの分野に注目が集まるにつれ、研究者は AES などのシステムについて詳細な研究を行ってきました。

AES システムは、環境を自律的に感知し、ルートを計画し、正確でリアルタイムのアルゴリズムを通じて機械を制御します。その中で、その認識モジュールは、LiDAR、カメラ、その他の固有受容センサーを含む複数のセンサーを統合しています。これらのセンサーは、3D 環境を認識して対象の材料を識別できるだけでなく、除塵ニューラル ネットワークなどの高度なアルゴリズムを通じて鮮明な画像を生成することもできます。

AES システムの効率と安定性を評価するために、研究者らは機器製造会社と協力し、システムを搭載した掘削機を埋立地に配備しました。有毒物質や危険な物質が埋立地に埋立地埋立地内に埋立地から排出される廃棄物を回収する自動掘削機に対する需要が高まっています。実験により、掘削機は人間の介入なしに24時間以上連続して稼働できることが実証されました。

「このシステムは、効率的で安定した汎用的な自律システムアーキテクチャを提供します。これにより、さまざまなサイズの掘削機が自律的に材料の積み込みを実行できるようになります」と、Baidu Researchのロボット工学および自律運転研究所の所長であるLiangjun Zhang博士は述べています。

AES システムを搭載したミニ掘削機は、1 時間あたり 67.1 立方メートルの材料を掘削しました。これは、人間のオペレーターの効率に匹敵します。 「AES システムは長期間にわたって自律的に動作できますが、人間のオペレーターはエラーを起こす可能性があります」と張博士は述べています。

研究者らはまた、システムが現実世界に関連したタスクでどのように機能するかをテストするために、閉鎖されたテストフィールドで 10 の異なるシナリオを設定しました。研究者らは、AESシステムを搭載したさまざまな大型、中型、小型の掘削機をテストした結果、AESシステムを搭載した掘削機の1時間あたりの掘削量は、人間のオペレーターの平均的な効率とそれほど変わらないと述べた。

しかし研究者らは、AES を冬の気象条件でテストしたところ、蒸発がライダーの感度に影響することを発見した。

結論：低コストで高効率な全自動掘削機が将来期待される

全自動掘削システムは、エンジニアリング運用コストを削減し、プロジェクト実施の効率を向上させるだけでなく、過酷な環境におけるオペレーターの人的安全リスクも軽減します。

実際、2018年にはすでに、百度の創業者であるロビン・リー氏が実写ビデオを通じて無人自動掘削機のデモを行っていた。当時の無人自動掘削機は、3次元視覚や機械学習などの人工知能技術を統合し、自律走行・操作も実現できたと伝えられている。

自動掘削システムは市場と疫病の推進力によって勢いを増しているが、多くの全自動掘削機は建設現場での応用がまだ実験段階にある。本当に大量生産されて応用されるようになるまで、あるいは人間のオペレーターを本当に置き換えるまでには、まだ長い道のりがある。全自動無人掘削機の目標を達成するには、まだ長い道のりがある。