中国工程师正在使用配备人工智能的建筑机器人以前所未有的速度开发铁路。

中国世界上最大的高铁网络即将进一步扩建。今年晚些时候，多条新线路将加入国家庞大的电气化轨道交通网络，包括福州至厦门线（277公里）、广州至汕头线（203公里）和上海至南京线（278公里） 。投入运营后，新铁路线的总长度将是整个德国高铁网络总长度的两倍以上，每条线路提供的列车最高运行速度可达350公里/小时。

然而，最新的铁路线与当今大多数铁路不同，因为它们是由专门设计的机器人建造的。中国铁建电气化局总工程师王培雄表示，这种自动化施工方法已经过测试并批准在即将建设的高铁工程中使用。架空电气化铁路施工机器人的大规模部署是一个行业里程碑，表明机器可以承担大部分劳动密集型工作，包括铁路建设、公路建设。

铁路建设包括挖掘、推土、铺设轨道、建造桥梁和隧道以及安装信号和通信系统等各种工作。这是昂贵的基础设施，需要大量的体力劳动以及合格和熟练的专业人员。过去，铁路工程是一项非常危险的工作。例如，穿越美国内华达山脉的铁路需要一万多名建筑工人。

如今，机器人和许多其他先进技术承担着铁路建设中的大部分繁重工作。例如，2018年，中国推出了能够以1.5公里/天的速度铺设高铁的自动化机器。到 2021 年，提高的精度和 24/7 工作能力将使铁路施工机械每天自动安装 2 公里的轨道。不久之后，机器人的功能就扩展到了安装导轨之外。焊接、喷漆和检查工作现在可以由机器人完成。自动化设备还负责挖掘隧道和浇筑混凝土等任务。

然而，直到最近，机器人才能够为高铁线路建造高架电气化结构。王和同事表示，这项工作一度被认为对于机器来说过于复杂。为列车的线路、塔架、电线杆以及为列车供电的电线杆供电的结构被称为架空供电系统 (OCS)。高铁OCS网络的建设涉及抓斗和缆车的预组装、材料运输到施工现场、塔架和支撑杆的安装等复杂的过程。

安装塔架和吊索是一项特别危险的工作，需要在高海拔、高压条件下工作。例如，将电力系统的吊杆安装在支撑杆上，需要工人将滑轮安装在杆的顶部，然后用绳子将其绑在地面上的吊杆上，然后将其拉起。

这个过程需要数名地面工人与支撑杆上的工人协调。如果出现问题，这项工作可能会致命。由于工作的风险和性质，组装OCS网络成为高铁项目中最费力的部分。

为了解决这个问题，铁路工程师开发了自动化施工技术，利用数字数据管理平台和智能系统进行存储、预组装、运输和施工。自动化传感器从施工现场收集实时数据，然后将其发送到智能仓库，在那里，自动化收集和存储系统识别并将所需材料运送到工厂进行组装。柱架、动力杆、吊杆等零件，然后将其提起并放置到适当的位置。

然而，工程团队表示，机器人在构建 OCS 时也面临挑战。这项工作最复杂的方面之一需要正确、同步地安装大量电缆、电线杆、吊杆和许多组件。施工现场也存在许多困难，如地形恶劣、自然障碍、恶劣天气等因素都会阻碍安装过程。机器人可能难以克服障碍或适应环境的变化。OCS 安装过程还需要一系列协调的机器人系统，它们可以无缝地协同工作来完成工作。

解决上述挑战的办法就是人工智能。科学家们让安装在建筑工地的机器人利用目标的图像识别和特征提取算法来规划安装所需电力的最佳过程，精度在1毫米范围内。人工智能还允许机器人在恶劣的天气条件下工作并并排运行。在人工智能的帮助下，机器人变得更加敏捷，能够在工作站之间移动，调整并拧紧螺丝，然后返回地标等待下一个指令。

王团队工程师高琪介绍，在仓库里，智能叉车等人工智能设备可以起吊和运输物料。智能机器经过编程可以自我维护并每天 24 小时工作，以高精度执行各种任务。仓库的质量控制功能也得到了提高。存储材料经过分类并运输通过暗室进行扫描。在 30 种不同材料上训练的专门神经网络模型可以在使用前检测材料的缺陷。该技术提高了仓库效率，处理速度比传统仓库快 10 倍。

虽然机器人可以全天不间断地工作且不会影响准确性，但它们也可以在缺乏熟练劳动力或劳动力成本过高的领域发挥重要作用。