大数据文摘作品

作者：Mickey

“挖掘机技术哪家强？”

不管是这句耳熟能详的广告语，还是从电视上看到的各类“挖掘机职业比赛”都能看出，有经验的挖掘机驾驶员是一份 专业门槛颇高 的职业，其操作的精细程度需要长年累月的操作积累和技巧，这也让这份工作的人手一直比较短缺。

不过近日，斯坦福的研究机构SRI International开发了一种驾驶挖掘的新方式，利用VR眼镜， 像玩游戏一样 ，开发了一种人机交互新方式下的挖掘机驾驶模式，可以让挖掘机的“摇臂”模仿人类手臂的运动方式，操作门槛低，新手能尽快上手驾驶，精细度也颇高。

这一方面让用人门槛降低，另一方面远程操作的方式，也让驾驶员的安全得到了保证。如果需要，这些摄像头甚至可以让挖掘机自行运行。

挖掘机驾驶现状： 操作门槛高，人员短缺，作业环境危险

如果你打开一个挖掘机驾驶员的职位招聘软件，就可以看到全国各地其实都在招聘大量的挖掘机驾驶员。据统计数据显示，2018 年全球挖掘机市场规模为441.2亿美元（约2850亿人民币），预计到2026年将增长至631.4亿美元。 作为应用于基础设施建设、采矿和救援等领域的基础工具车，目前，世界各地的建筑公司都面临着大型机械熟练的操作员人员短缺难题。

不仅如此，部分挖掘机的作业环境都比较危险，这些环境会对现场操作人员的 健康和安全造成威胁 ，如中毒、塌方等挖掘事故也时有发生。

由于挖掘机常常需要在危险环境条件下工作，研究人员也正在寻求突破性解决方案来降低挖掘机的操作门槛，比如， 一种新的人机交互方式 。

一般来说，培养一个专业的挖掘机驾驶员通常需要上几个月的课程，但是回想一下任天堂 Wii 首次将运动控制游戏带给大众的时候。

那么，有没有可能把这种游戏中常见的“所见即所得”的人机交互方式应用到挖掘机的驾驶上呢？

挖掘机的未来： 像打游戏一样“人机交互”

这就是 SRI International 开发的原型挖掘机背后的想法，这家来自斯坦福大学的研究机构在过去 75 年中负责许多技术创新，包括 Siri 的最早起源，还有Yamaha 的自动驾驶自行车。

就像目前的自动驾驶汽车一样，SRI International 认为，未来，挖掘机应该是智能且好操控的。例如，为挖掘机配备包括多个指向各个方向的深度感应 3D 摄像头，以及天线和无线通信硬件。如果需要，这些摄像头可以让挖掘机自行运行，按照预先编程的指令，告诉它在哪里挖掘，它可以整天和整夜不间断地遵循这些指令。

它的自主能力还包括智能人员检测，当有人离它太近时，包括在人类操作员可能无法发现有人接近的盲点区域，挖掘机会暂停工作并闪烁警告灯。

在SRI International发布的视频中，更有趣的是驾驶员与挖掘机的交互方式的革新。 我们可以看到一个戴着 VR 头盔的熟练操作员可以通过连网看到挖掘机在世界任何地方看到的东西，并且可以手动控制一组远程操纵杆并开始工作，即使建筑工地在数千英里之外。

更近一步，使用操纵杆的技能也不需要，挖掘机甚至可以通过类似 Wii Sports 保龄球类似的运动控制进行操作。挖掘机的挖掘臂和铲斗可以使用运动跟踪控制器实时复制，通过操作员手臂的运动，让挖掘机的“手臂”实现同样的运动模拟。也就是说，理论上来看，操作者只要知道如何在泥土里挖土，就能轻松地操作一台昂贵的工程机械。

这种方式下，操作的门槛和危险性就都大大降低了。

其实不止斯坦福的研究机构，各国都在开发与挖掘机相关的智能技术，力图用科技改变这个高危行业。去年7月，据外媒Tech Xplore报道，百度机器人与自动驾驶实验室（ Research Robotics and Auto-Driving Lab，RAL）和美国马里兰大学帕克分校（University of Maryland, College Park）的研究人员昨日在《科学机器人（Science Robotics）》上宣布他们打造了一种新的自动挖掘机系统（autonomous excavator system, AES）。

该系统可以让挖掘机在没有任何人工干预的情况下，实现长时间自主物料装载（material loading）作业，同时AES还能提供与经验丰富的人工操作员相当的工作效率。

AES是世界上第一批可以落地现实的无人挖掘机系统之一，它可以让挖掘机实现24小时以上不间断作业。研究人员表示，它在提高挖掘机的安全性和生产力方面具有一定优势。

或许我们可以期待，在不远的未来未来，就如同家用无人机一样，我们也有可能在自家的院子里操控自己的挖掘机，来给自家的小花园栽花种树了。