武漢科技大學：把工業場景搬進大學課堂

中國教育報-中國教育新聞網訊（記者 程墨 通訊員 陳孖川）“你們這是把工業場景搬進了大學課堂?！苯?，2025世界數字教育大會高等教育現場觀摩點，武漢科技大學（以下簡稱“武科大”）“耐火材料智能砌筑機器人平臺”的“數字孿生+現場實訓”教學模式引來眾多嘉賓點贊。

在該教學模式中，學生先在電腦里“搭積木”構建虛擬焦爐模型，練習拼砌1000余種異形耐火磚，預演砌筑流程；再到實驗室操控真實機械臂，精準執行涂漿、砌磚等動作；最后，通過遠程智能砌筑操控系統，完成砌筑仿真，并利用AI分析操作數據，改進操作工藝，形成“虛擬仿真—實操驗證—智能優化”的閉環訓練鏈，復現工業現場的耐火材料智能砌筑全流程。

在現場觀摩點，工作人員手持三維掃描裝置，短短數秒就能將一塊耐火磚轉化為數字模型，并在虛擬空間中完成砌筑仿真與機械臂運動控制；輕觸屏幕啟動“一鍵砌筑”，遠在武科大青山校區的機器臂便可自動完成從抓取、涂漿到砌筑的全流程操作。

“在這個過程中，學生既認識了各類耐火磚的特性，又掌握了機器人運動控制核心技術，更重要的是對實際工業場景有了‘眼見為實’的實感?！表椖控撠熑?、武科大機械工程學院教授汪朝暉介紹。

耐火磚砌筑是高溫設備施工中的關鍵技術，然而耐火磚重量大、種類多，砌筑空間狹窄、環境惡劣，人工砌筑難以保證精確度，研制一款智能砌筑機器人迫在眉睫。“這需要解決結構設計、智能感知、機器視覺等多個問題，涉及機械、材料、控制、計算機等多學科交叉?！蓖舫瘯熖寡?。

武科大聯合中冶集團攻關，自主突破了受限空間大負載機器人運動平臺設計、基于數字孿生的大型焦爐虛擬砌筑規劃、多級特征融合的耐火磚精準識別與抓取、機械臂自適應涂抹及雙臂協作控制等7項關鍵核心技術。

如今，這款機器人能以98%以上的正確率，自主識別上千種異形耐火磚；在0.5米寬的爐膛內，輕松抓取數十公斤的異形耐火磚，精準完成識別、抓取、涂漿全套動作，砌筑精度優于±1毫米，遠超傳統工藝水平。團隊自主研發的“一鍵砌筑”遠程操控系統，還能通過虛擬模型規劃砌筑方案，讓機器人精準執行，實現砌筑全流程智能化控制，大幅提升施工效率與安全性。

武科大校長倪紅衛表示，學校以“問題導向”推動科研攻關，以“場景嵌入”革新人才培養模式。這款智能砌筑機器人的研發與教學應用，不僅為傳統工業場景注入了“數字基因”，更以“虛實融合”的教學模式，打通了人才培養與產業需求的“最后一公里”。未來，學校將繼續探索更多產教融合新范式，為我國制造業智能化轉型輸送更多“懂技術、會操作、能創新”的復合型人才。