中國教育報(bào)-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 程墨 通訊員 陳孖川）“你們這是把工業(yè)場(chǎng)景搬進(jìn)了大學(xué)課堂?！苯?，2025世界數(shù)字教育大會(huì)高等教育現(xiàn)場(chǎng)觀摩點(diǎn)，武漢科技大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“武科大”）“耐火材料智能砌筑機(jī)器人平臺(tái)”的“數(shù)字孿生+現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn)”教學(xué)模式引來眾多嘉賓點(diǎn)贊。

在該教學(xué)模式中，學(xué)生先在電腦里“搭積木”構(gòu)建虛擬焦?fàn)t模型，練習(xí)拼砌1000余種異形耐火磚，預(yù)演砌筑流程；再到實(shí)驗(yàn)室操控真實(shí)機(jī)械臂，精準(zhǔn)執(zhí)行涂漿、砌磚等動(dòng)作；最后，通過遠(yuǎn)程智能砌筑操控系統(tǒng)，完成砌筑仿真，并利用AI分析操作數(shù)據(jù)，改進(jìn)操作工藝，形成“虛擬仿真—實(shí)操驗(yàn)證—智能優(yōu)化”的閉環(huán)訓(xùn)練鏈，復(fù)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的耐火材料智能砌筑全流程。

在現(xiàn)場(chǎng)觀摩點(diǎn)，工作人員手持三維掃描裝置，短短數(shù)秒就能將一塊耐火磚轉(zhuǎn)化為數(shù)字模型，并在虛擬空間中完成砌筑仿真與機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)控制；輕觸屏幕啟動(dòng)“一鍵砌筑”，遠(yuǎn)在武科大青山校區(qū)的機(jī)器臂便可自動(dòng)完成從抓取、涂漿到砌筑的全流程操作。

“在這個(gè)過程中，學(xué)生既認(rèn)識(shí)了各類耐火磚的特性，又掌握了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制核心技術(shù)，更重要的是對(duì)實(shí)際工業(yè)場(chǎng)景有了‘眼見為實(shí)’的實(shí)感。”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、武科大機(jī)械工程學(xué)院教授汪朝暉介紹。

耐火磚砌筑是高溫設(shè)備施工中的關(guān)鍵技術(shù)，然而耐火磚重量大、種類多，砌筑空間狹窄、環(huán)境惡劣，人工砌筑難以保證精確度，研制一款智能砌筑機(jī)器人迫在眉睫?！斑@需要解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、智能感知、機(jī)器視覺等多個(gè)問題，涉及機(jī)械、材料、控制、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科交叉。”汪朝暉坦言。

武科大聯(lián)合中冶集團(tuán)攻關(guān)，自主突破了受限空間大負(fù)載機(jī)器人運(yùn)動(dòng)平臺(tái)設(shè)計(jì)、基于數(shù)字孿生的大型焦?fàn)t虛擬砌筑規(guī)劃、多級(jí)特征融合的耐火磚精準(zhǔn)識(shí)別與抓取、機(jī)械臂自適應(yīng)涂抹及雙臂協(xié)作控制等7項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)。

如今，這款機(jī)器人能以98%以上的正確率，自主識(shí)別上千種異形耐火磚；在0.5米寬的爐膛內(nèi)，輕松抓取數(shù)十公斤的異形耐火磚，精準(zhǔn)完成識(shí)別、抓取、涂漿全套動(dòng)作，砌筑精度優(yōu)于±1毫米，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)工藝水平。團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的“一鍵砌筑”遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)，還能通過虛擬模型規(guī)劃砌筑方案，讓機(jī)器人精準(zhǔn)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)砌筑全流程智能化控制，大幅提升施工效率與安全性。

武科大校長(zhǎng)倪紅衛(wèi)表示，學(xué)校以“問題導(dǎo)向”推動(dòng)科研攻關(guān)，以“場(chǎng)景嵌入”革新人才培養(yǎng)模式。這款智能砌筑機(jī)器人的研發(fā)與教學(xué)應(yīng)用，不僅為傳統(tǒng)工業(yè)場(chǎng)景注入了“數(shù)字基因”，更以“虛實(shí)融合”的教學(xué)模式，打通了人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)需求的“最后一公里”。未來，學(xué)校將繼續(xù)探索更多產(chǎn)教融合新范式，為我國制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型輸送更多“懂技術(shù)、會(huì)操作、能創(chuàng)新”的復(fù)合型人才。