创新是引领发展的第一动力。
前沿科技的价值，不仅在于探索未知、突破极限，更在于服务国家战略需求、回应经济社会发展需要。一批具有战略意义的创新成果正从实验室走向产业和社会应用，在推动技术进步、改善生活品质中释放创新价值。
作为连接高校创新资源与区域产业需求的重要平台，研究院始终聚焦国家战略和产业发展前沿，推动基础研究、关键技术攻关与成果转化深度融合。
“前沿解码”专栏聚焦研究院前沿科研团队和创新成果，解读技术原理，展现科研创新背后的探索历程，带领读者走近实验室里的“未来科技”，理解前沿技术如何从创新突破走向应用实践。
危险工业场景，等待一场智能变革
在工业生产中，一些关键环节长期面临“看不见、进不去、管不好”的困境。
大型储仓内部物料状态难以及时掌握，复杂工业空间设备环境难以精准感知，高风险作业区域人员进入也存在安全隐患。对于矿山、港口、粮仓等重要工业场景而言，如何提升作业安全性和智能化水平，成为传统工业转型升级亟待解决的问题。
长期以来，巡检、盘点、清理等任务仍依赖人工完成，但在大型封闭空间和复杂环境中，人工作业不仅效率有限，也伴随着粉尘、坍塌等安全风险。如何让设备进入危险环境，让机器具备自主感知、理解和作业能力，成为工业智能化发展的重要挑战。
围绕复杂工业场景需求，研究院自主无人系统及智能装备团队聚焦智能感知、自主控制和机器人系统等关键技术，构建具备“感知、理解、决策、执行”能力的工业具身智能装备，推动机器人从“远程操控工具”向“自主作业伙伴”转变。
让机器“敢进去”，也“看得清”
想让机器人真正进入矿山、粮仓等危险工业环境，首先需要解决“安全进入”和“精准感知”两大难题。
防爆激光雷达技术解决的是智能装备“敢进去”的问题。在煤矿井下、粮食筒仓等特殊场景中，粉尘、可燃气体等因素对设备安全性提出严苛要求。团队围绕整机结构防护、电气安全、关键器件选型和安全控制策略开展系统设计，提升装备在恶劣环境下稳定运行能力。
特种防爆激光雷达
目前，团队相关产品已通过国家授权机构防爆性能检验和矿用产品安全标志认证，可应用于煤矿井下、爆炸性气体环境和爆炸性粉尘环境等危险场所，为智能装备进入高风险区域提供技术支撑。
而3D智能感知技术，则解决了机器人“如何看清”的问题。
通过激光扫描获取空间信息，三维激光雷达能够构建高精度点云模型，让原本不可见的工业现场变得可视、可测、可分析。针对粉尘遮挡、物料堆积等复杂环境，团队进一步融合三维激光雷达、毫米波雷达等多源感知技术，提升机器人对工业场景的理解能力。
3D智能感知技术
从安全进入，到精准感知，再到自主决策，多源感知和自主控制技术共同构成工业具身智能装备的核心基础。
从感知到决策，机器人如何自主作业
看见环境只是第一步，让机器人理解环境并完成任务，才是自主无人系统区别于传统自动化设备的关键。
围绕复杂工业场景下的自主作业需求，团队构建覆盖感知与环境表征、认知与自主决策、规划与运动控制、本体与自主执行的四层技术体系。
不同于依赖预设流程、固定工况模型的传统设备，工业具身智能装备需要面对不断变化的真实环境，自主获取信息、分析判断并调整行动策略。通过三维感知获取现场信息，通过环境建模理解空间状态，再结合运动规划和自主控制完成巡检、盘库、清理等任务。
同时，感知、决策与执行形成动态闭环，使装备能够在作业过程中持续更新环境认知，实现“边作业、边感知、边优化”。
团队自主无人系统整体技术架构图
三类智能系统，重塑工业生产方式
围绕大宗物料仓储和复杂工业场景需求，团队形成了3D智能料仓监测系统、全场景激光盘库系统、3D智能无人清仓作业系统三类代表性成果，并通过成果转化企业感维智能（苏州）科技有限公司推动产品工程化和产业应用。
三类智能系统
3D智能料仓监测系统，让仓储状态从“不可见”变为“可感知”。系统基于3D稠密激光点云，实现大型封闭储仓三维重建，对物料状态和仓壁异常进行动态监测，目前已在国家能源集团宁夏煤业公司、黑龙江省龙煤集团等企业应用，推动仓储管理由人工测量向在线感知转变。
3D智能料仓监测系统
全场景激光盘库系统，让大型堆场从“人工盘点”走向“智能感知”。系统通过多激光雷达协同，实现空间扫描、三维重构和物料信息提取，已在晋能控股集团等企业落地应用，实现物料自动化盘点和库存动态核算。
全场景激光盘库系统
3D智能无人清仓作业系统，则推动高风险清仓作业向无人化转变。针对粮食筒仓清仓过程中安全风险高、人工效率低等问题，团队联合山东港口日照港研发“仓擎安控”粮食筒仓3D智能清仓管控系统，融合AI决策、三维感知和自主控制技术，实现从“人进仓作业”到“装备自主作业”的转变。该项目荣获第八届全国设备管理与技术创新成果一等奖（技术类）。
让科技走进现场，让智能守护安全
从矿山到粮仓，从港口到制造现场，工业智能化发展的背后，是对安全生产和高效管理的持续追求。
自主无人系统的发展，不只是提高生产效率，更在于改变人与危险环境之间的关系。过去需要人员进入危险区域完成的任务，未来可以交由智能装备完成。
面向未来，团队将围绕煤炭、粮食、港口等已验证场景，进一步拓展矿山井下受限空间、大型工业储罐与料仓、城市综合管廊等“高、大、深、险、闭”场景，推动机器人技术在能源、制造、物流等领域应用。
依托研究院科研创新与成果转化平台，团队将持续推进技术工程化和产业化发展，推动高危工业场景作业“减人、无人”，为能源保供、粮食安全等国家战略提供科技支撑。
从“看清世界”到“改变作业方式”，自主无人系统及智能装备团队正在让机器人走向更多工业现场，用科技力量降低风险、守护安全，为传统产业智能化升级打开新的空间。
团队简介
自主无人系统及智能装备团队由航天学院自主智能无人系统研究团队与飞行器机电一体化研究团队联合组建。团队聚焦智能控制与系统基础理论、智能机器人技术、机器视觉技术、智能检测和自动化装配、智能电网等前沿和新兴交叉方向，在自主感知、智能决策、协同控制等关键技术领域开展深入研究。团队拥有国家级高层次人才4人，国家级青年人才4人，正高级以上科研人员10余人，形成了实力雄厚的研究队伍。近年来，团队承担国家重点研发计划、载人航天型号任务等重大项目10余项，发表高水平论文400余篇，授权发明专利100余项，获国家技术发明二等奖、国防技术发明一等奖等重要荣誉。团队立足研究院，紧密结合地方产业需求，以智能感知与航天模拟技术为核心支撑，推动装备制造产业集群创新发展。面向工业智能化、科普教育及商业航天等重点领域提供关键技术支撑，持续引领自主无人系统与智能装备的技术发展，为区域经济转型升级贡献力量。
文稿：张嘉鋆，责任编辑：孙铭锌，审核：徐榕滨
