原创 机器人修路，是科技还是玄学？

英国目前正积极将人工智能和机器人技术落地各类场景应用。近日，一个利用 AI 技术实现修路的机器人正在英国赫特福德郡进行测试，外媒许多报道称，这将为路面修补工作带来“革命性的转变”。

这个修路机器人名为 ARRES PREVENT，是世界首个自主性道路修复系统，由当地科技公司 Robotiz3d、利物浦大学学者和当地议会的公路工程师合作研发。

Robotiz3d 本身是产学研结合的产物，最初基于利物浦大学开发的专利研究，后续由该大学企业投资基金A2e Ltd投资成立，属于利物浦大学(University of Liverpool)的衍生公司。该公司目前位于科学技术设施委员会（STFC）的达斯伯里实验室（Daresbury Laboratory），Robotiz3d首席执行官是屡获科技殊荣的连续创业者Lisa Layzell，同时该公司的创始人团队还包括大学工程学院的Paolo Paoletti博士和Sebastiano Fichera博士。

Robotiz3d公司尝试运用人工智能(AI)与机器人学，将人工智能与先进的机器人技术相结合，开发出一款自动驾驶机器人，定位并修复道路上的裂缝和坑洼，从而强化道路裂缝与坑洞等问题的侦测与修复能力，商品化相关研究成果主要是其开发的自主道路修复系统(Autonomous Road Repair System；ARRES)。

除了ARRES外，该公司其他研究还包括获得工程学与自然科学研究委员会(Engineering and Physical Sciences Research Council)资助的城市自我修复(Self Repairing Cities)计划，都是运用自主技术减少道路营运成本与瑕疵修复时间。

▍为什么要做修路机器人？

道路坑洞可能毁损车辆、引发事故，对行人、脚踏车骑士、车辆驾驶都具威胁性，此外路面维修也是耗费金钱、人力、时间的作业。在过去，通常由人工来检测和修复坑洼和道路裂缝，英国有研究发现，过去十年中，这项工作估计耗资超过10亿英镑 (约合13亿美元)，同时驾驶员每年要支付17亿英镑与坑洼相关的费用，这在英国乃至全世界都是一个巨大的问题。

英国道路每年有近200万个坑洼需要人工修复，但随着基础设施老化和道路使用者数量的增加，这种情况预计会变得更糟。最近，英国政府就再次拨款28亿英镑用于英格兰东部、东南部、西南部和伦敦的道路维修。赫特福德郡议会在去年11月份获得了390万英镑的资金用于道路维护，此外还获得了8780万英镑的资金，用于未来11年内的坑洼和重铺工程。

英国人希望通过创新与科技改善传统路面维护的状况，于是他们将目光对准了Robotiz3d公司。据外媒报道，初创公司Robotiz3d开发出世界首创的机器人即服务（Robot-as-a-Service）技术，旨在实现道路维护的自动化和转型，使其更快、更安全且更具成本效益。

ARRES PREVENT机器人能够利用AI其实就是ARRES技术，识别道路上的裂缝、坑洼并分析其特征，随后可以自动填充裂缝，并防止形成其他坑洞。在计算模型中，机器人修路解决方案能节省大量费用，预计每年将为赫特福德郡议会节省上百万美元，而且速度将比人类快70%。

当然，道路维护不仅仅是维修，更重要的是还需要预防。Robotiz3d研发团队的技术还实现了道路与运输相关基础设施的all-in-one维护解决方案，因为Robotiz3d能自主侦测与辨识裂缝与坑洞等各种道路缺陷、评估与预测道路缺陷的严重程度、修复道路裂缝以避免进一步恶化为坑洞，这将带来更大的维护效果。

CEO Lisa Layzell在一份声明中表示：“这是专门为解决困扰英国道路坑洼问题而开发的第一项此类自动驾驶技术，希望这项技术能够快速解决当地的“坑洞危机”。”最终，Robotiz3d 公司希望该机器还能够减少修补坑洞和裂缝所需的人力成本及时间，乃至减少材料的浪费和碳排放量。

▍技术情况一览

据报道，该机器人最早于 2020 年开始研发，得到了英国创新署提供的资金支持。当地议员表示，在即将到来的另一个寒冬季节里，路面结冰会渗透到长期形成的裂缝中，意味着坑洞数量可能会继续增加，而城市所需要的，就是从初始阶段就防止坑洞的形成。

该公司成立后，机器人由科技公司Robotiz3d、利物浦大学学者与赫特福德郡议会HCC高速公路工程师合作开发。机器人的工作方式是自动巡逻道路并用摄像头扫描路面，使用人工智能技术检测路面的凹陷，并将其分类为“坑洼”或“裂缝”。一旦机器人识别出路面缺陷，它将决定是立即修复还是将损坏添加到列表中以供以后检查，修路时，机器人将向裂缝中注入填充材料，以防止渗水而造成更大的损坏。

该机器人主要使用人工智能自动检测、分类和填充道路裂缝，从技术原理而言，该公司主要是利用人工智能，在机器人系统中融入的先进检测和修复技术，该技术可以分析坑洼的几何形状，在运行时收集测量数据，从而使得该自动驾驶车辆可以评估和预测缺陷的严重程度，在问题恶化之前将其密封。在预测方面，主要是使用人工智能将这些道路数据与预测算法结合起来，使地方当局能够准确预测道路状况，从而能够优先考虑预防性道路维护。

该团队表示，这将减少与修复裂缝和坑洼相关的时间、成本、二氧化碳排放和材料浪费，同时提高道路的使用寿命和安全性。据Robotiz3d介绍，该解决方案可以在最高60英里每小时的行驶速度下收集数据，一次扫描一条车道，视野长达3m，并且可以在各种天气条件下全天候（24/7）使用。同时机器人解决方案将比人工解决方案便宜90%，这可以在未来几年为议会节省数百万美元。

正如Robotiz3d的CTO Sebastiano Fichers博士所说：“目前检测和修补坑洼的方法是劳动密集型的，因此，这种方法缓慢，不安全，并且对经济和环境造成巨大损失。我们正在开发的新技术将使道路维护任务变得更快，更便宜，更清洁，并最终使道路更安全，更容易通行。”机器人不必睡觉或休息，因此它们可以全职工作，不断监测和修复道路损坏情况。英国修复坑洞的平均时间为15个月，而通过改用机器人主导服务，大约仅需要5个月就可以完成。

目前，在达斯伯里实验室，Robotiz3d已经能够创建一个定制实验室来开发其原型，包括测试空间。该机器人已在实验室环境中完成测试，将在今年年初上路。该公司表示，随着官方测试逐步进行中，其技术的商业化正在取得进展。

▍犹存的客观问题与解决

目前，机器人仍然无法填补较大的坑洼，因为这些坑洼需要较多的原材料并采取特殊的灌注方法，该公司依然计划继续探索如何让机器人运用沥青3D打印机进行修补。为此，他们还引入了伯明翰大学(University of Birmingham)、伦敦大学学院(University College London)、英国利兹大学(University of Leeds)、南安普敦大学(University of Southampton)的团队加入进来，然而该项技术在城镇、都市重要道路与基础设施的一般性维护虽能看出极具商机却仍有挑战。

汽车技术专业厂商SBD Automotive自主技术研究与咨询部门主管Alain Dunoyer在致CNBC的电子邮件中也表示，主要问题在于想要单凭自主机器人技术降低道路维护成本非常困难，这些机器人只是将补充现有的人类团队，而不是取代他们。此外欠缺商业应用案例也是一大关键。

数据的缺乏也是问题之一，团队认为因为多数新车已配备前方摄影机与全球定位系统(GPS)等能取得道路影像的硬件，而识别道路瑕疵的图像处理软件后续可能会通过群众外包(crowd sourcing)的方式来收集并持续强化机器人功能，再来则需要分享识别结果与找出商业应用案例，然而这可能需要大量的经费以及得到道路维护主管机关的审批。

但是该机器人方案的优势也是显而易见，若能降低道路维护成本，就可快速解决包括道路瑕疵、漏水，以及路标、电话线杆、交通号志等基础设施损坏的问题，让相关单位、电信公司等利害关系者均能受惠，则可望成为良性循环、促成可行的商业应用模式。

此外道路维护的方式除了运用人工智能科技，也采用了相对简单的低成本、低科技解决方案，例如团队已经考虑在测试时，让机器人上显示大型、颜色鲜明、中央印有醒目停车标志，或者弹出一个可在10分钟内充气完成的气囊，从而来避免车辆驶进道路施工路段。

然而按照英国人的效率，这项计划从落地到具体部署，或许还需要克服更大的关于人的难题。