工業企業率先將無人機用于基礎設施檢測

格拉漢姆·瓦里克

目前，主要工業企業正在進入機器人檢查服務市場，結合他們在利用無人機、機器人和人工智能（ Al）進行基礎設施維護的知識儲備，進行數據自動收集和分析。

霍尼韋爾公司啟動商業檢測服務，使用英特爾公司的“獵鷹”8+（Falcon 8+）工業無人機，針對公用事業、能源、基礎設施、石油和天然氣行業行業開展服務。霍尼韋爾公司的“查看”（lnView）服務包包括：無人機、駕駛員應用程序和一個門戶網站，幫助客戶生成標準化的航線，危機響應檢測服務以及提供數據分析。霍尼韋爾公司還幫助客戶提供軟件記錄、分析和預測或防止斷電和結構失效情況出現。

通用電氣公司采用人工智能技術，利用無人機和機器人進入現場，開展自動和優化工業資產檢測作業。通用電氣公司于2017年6月成立Avitas Systems公司，與NVIDIA公司開展合作，開發人工智能機器人，提供檢測和數據分析服務。

Avitas Systems公司創始人亞歷克斯·特珀說，人工智能技術取代定期手動檢查，對輸電塔、火炬塔架等資產進行自動檢測，評估缺陷風險，為客戶節省時間和金錢，使得資產更安全。

波音公司子公司因西圖于2017年5月成立了Inexa Solutions公司，提供商業航空遙感服務，市場目標包括線性基礎設施檢測以及管道、電力線和鐵路軌道勘察。洛克希德·馬丁公司還針對線性基礎設施市場。而2017年5月份成立的空中客車航空公司則將衛星和航空遙感能力結合，提供商業服務。

通用電氣公司成立Avitas系統公司，旨在生成、培育和推出新的業務，提供石油和天然氣、能源和交通運輸等行業提供檢測服務。該公司使用無人機、履帶式機器人、自主水下航行器進行自動檢測。

Avitas系統公司使用Nvidia公司的DGX計算系統運行人工智能算法，規劃檢測路徑，自動檢測銹蝕、熱或冷點或微裂縫等缺陷，處理采集到的圖像，并對數據分析。

Nvidia公司的DGX-1超級計算機工作站被用于我們編碼和訓練深度學習算法，例如用于圖像分類的卷積神經網絡和用于標簽捕獲圖像的一般對抗神經網絡。

此外，Avitas Systems公司計劃在當地部署到Nvidia公司的小型超級計算機系統DGX工作站和機器人，輔助自動識別現場檢測的缺陷。亞歷克斯·特珀說，“我們對人工智能充滿熱情，不只是將其用于數據中心，而是將其用到最前沿領域去”。他說：“我們的長期愿景是把機器人和人工智能結合起來，這樣他們就可以根據他們所看到的來改變他們的行為。我們現在還沒有達到目標，但我們正在積極推動人工智能從數據中心擴展到更廣闊的領域。”

NVIDIA公司的副總裁和總經理吉姆·麥克休介紹說，今年5月，Nvidia公司發布了DGX工作站，它是一種桌面人工智能超級計算機，但Avitas Systems公司看到潛力，并將系統部署在貨車上。NVIDIA公司與Avitas Systems公司共享了原型機，并將很快投入生產。DGX工作站基于NVIDIA公司的第二代沃爾塔架構，性能提高了三倍。

Avitas Systems正在利用人工智能規劃無人機的飛行路線，優化收集到的管道和煉油廠等關鍵資產數據。然后，使用人工智能技術對這些資產的3D模型上收集的圖像進行分層，并執行自動缺陷識別。

據亞歷克斯·特珀說，采用人工智能算法可自動檢測異常，這些算法接受了資產檢測專家的訓練，范圍包括感知管道泄漏排放的甲烷，到使用變化檢測定位管道岔路的泄漏位置。

然后，檢測數據傳人中央數據庫，與過去的檢測數據、維護歷史和其他操作信息進行數據融合。不同的人工智能算法評估不同的資產，并基于這些風險評估結果規劃未來的檢測計劃。

每年，一家中型的煉油廠要花費400萬美元進行日常定期人工檢測，而通過自動化設備檢查只需300萬美元，同時還能優化優化檢測資源。

亞歷克斯·特珀說，“我們的解決方案是全自主的，這不僅安全，而且所收集的數據可重復使用。我們可以生成自主飛行航線，然后在未來六個月時間內采用同一航線，數據也便于對比分析。”

Avitas Systems公司已經與客戶在石油和天然氣行業從上游油井、中游管道到下游煉油廠開展檢測服務。受2017年7月通用電氣公司收到油田服務商貝克·休斯公司的服務訂單，整個行業開始火熱起來。

亞歷克斯·特珀說，“公司業務營收是不是真的來自無人機檢測，而是來自數據分析。操作無人機將越來越成為一種商品，對我們來說是最有價值的是數據分析知識。”Avitas Systems公司正在積極探索與無人機運營商建立合作伙伴關系的可能性。

NTT Docomo和東武鐵道公司日前宣布，開始合作實施利用移動電話網絡和無人機對鐵路基礎設施進行檢查的實驗，以期削減鐵路基礎設施檢查所需費用和勞動力。對于運營線路長達463.3km的東武鐵道而言，利用信息通信技術和機器人技術提升檢查精度，降低費用是必須面對的一項重大課題。NTTDocomo則利用移動電話網絡和無人機檢查基站、鐵塔和橋梁等生活基礎設施以及災害發生時確認受災情況等。

兩公司于2月27日和28日先后在東武日光線利根川橋梁、東武鬼怒川線的相鄰斜坡上進行了實驗。在針對利根川橋梁進行的實驗中，通過無人機搭載的照相機，對肉眼檢查較為困難的橋梁上部和位于低水路區域的橋墩進行了檢查，之后利用NTT Docomo的圖像識別技術對所獲得的圖像資料自動進行解析。在針對鬼怒川線的相鄰斜坡進行的實驗中，利用無人機搭載的照相機，實際詳細拍攝了斜坡情況。