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香港生产力局首夺爱迪生奖金奖,获奖项目已经Next Level


不久前,香港生产力促进局(下称“生产力局”)、香港土木工程拓展署、安诚-迈进联营顾问公司在香港T2主干路及茶果岭隧道工程项目中合作研发“地空协同隧道自动检测系统”,揉合AI、无人机、无人车及没有GPS环境下的精准定位技术,令隧道检测进一步智能化,获2025年“爱迪生奖”金奖。

这是生产力局连续第三年有科研项目获“爱迪生奖”,并首次获得金奖殊荣。南方+获悉,该项目不仅融合三大尖端科技,大幅提升检测效率,减少高空作业,更是全球首创无人机的方案,实现毫米级精度检测。不仅如此,该项目由平均年龄30余岁左右的年轻团队完成,显现出香港拥有开发前沿创科技术并将成果实地应用的能力。

生产力局、土木工程拓展署、安诚-迈进联营顾问公司合作研发的“地空协同隧道自动检测系统”,令香港隧道检测工作进一步智能化、自动化、数码化,荣获全球科创领域权威奖项“爱迪生奖”金奖。

比传统检测方法快23倍,节省50%检测成本

今年4月初,2025年“爱迪生奖”颁奖典礼在美国佛罗里达州举行,“95后”陈晓毅代表生产力局的研发团队上台领奖。

这位27岁的年轻人,加入生产力局仅5年,已从助理工程师主任成长为机械人及人工智能部顾问,在获得金奖的“地空协同隧道自动检测系统”的项目组中发挥骨干作用。

在美国佛罗里达州麦尔兹堡举办的2025年“爱迪生奖”颁奖典礼上,生产力局获奖技术的研发团队代表生产力局机械人及人工智能部顾问陈晓毅上台领奖。

据陈晓毅介绍,传统的隧道检测方法主要依赖工程人员站在高空工作台上用肉眼检测缺损,完成一个区域后,再将工作台移动到下个区域,效率相对较低,而且海量的检测数据的采集与处理完全依赖人工操作,易产生人为误差。更重要的是,在高空工作存在安全隐患。

近年来,香港特区政府大力推动创新科技,并积极将创新科技应用在建筑工程中,因此,香港土木工程拓展署在T2主干路及茶果岭隧道项目中,主导推动了“地空协同隧道自动检测”这一科研项目,并全程监督和协调整体的科研过程。安诚-迈进联营公司作为工程顾问公司,提供了专业建筑知识、详细设计需求,并且深度参与了现场实地的测试与应用;生产力局则成功研发并交付了整套系统。

“地空协同隧道自动检测系统”的亮点在于结合人工智能、多机械人系统及光学雷达基准标记定位技术,在没有卫星定位讯号的隧道环境下自动进行隧道内部结构如防火板、搪瓷面板及行车路面的缺损检测工作。系统不但能大大减省整体检测成本和时间,更可减少高空工作,从而提升工地安全。

具体而言,该系统运作时,无人机和无人车进行地空共同协作,使用超高清相机自动拍摄360度全面覆盖隧道内部结构的彩色及红外线热图像,并实时将图像传送到无人车的AI模块进行缺损检测分析。系统可实时、精准检测毫米级的缺损,并自动生成电子报告,比传统检测方法快23倍,更节省50%检测成本。

陈晓毅以及生产力局团队在现场讨论系统方案及进行作业训练。

陈晓毅告诉南方+,“地空协同隧道自动检测系统”开始于2023年3月,2025年6月完成。项目难点在于,隧道范围内没有GPS,且需要无人机长时间进行作业。

他解释说,虽然目前有很多高精度的室内无人机定位技术,但都需要无人机配备较好的计算单元,但是计算单元越好,设备通常越大,对无人机的载荷要求就越高,对电池的容量和输出功率的要求也越高,使得需要的电池相应增大,因此,仅凭无人机实现长时间AI全自动检测面临较大困难。

于是,他和团队在方案中引进了无人车,把计算实时定位和路径规划的计算单元放在了无人车上,减少无人机对计算能力的需求,并在无人车上安放大容量的电池,通过系留系统为无人机进行供电,可支持无人机在隧道内持续作业4个小时。

此外,无人机和无人车之间还可通过光纤进行通讯,将无人机拍摄到的高清照片实时传输到无人车上进行 AI分析,减少了大量的文件传输时间,同时避免了网络不稳定所带来的不便。

在团队的努力下,即使隧道范围内没有GPS,“地空协同隧道自动检测系统”系统仍能通过同时定位与地图构建(SLAM)技术及视觉基准标记,或利用检测隧道内的测量全站仪,计算出无人机和无人车实际所处坐标,迅速进行隧道自动检测工作,准确度最高可达到毫米级。系统亦会自动提供完全数字化的检测报告,减省人手处理资料。工程人员能够在安全环境监控系统运作,大大减少高空工作的风险之余,也让隧道检测工作更安全高效。

项目开发时期的技术方案讨论会议。

年轻化团队助力香港新型工业化

生产力局是1967年成立的香港法定机构,从名字就可以看,它是随着香港早期的工业发展脚步而设。时至今日,生产力局已经运行了58年,有了新的使命——作为全国最具规模、以市场为导向、领先科技与综合生产性服务业的国际新型研发机构,以创新科技推动香港及大湾区新型工业化,成就发展新质生产力。

据了解,陈晓毅加入生产力局5年间,在参与“地空协同隧道自动检测系统”项目之前,也参与了T2主干路及茶果岭隧道项目中“智能隧道质量检测系统”的开发,后者获得日内瓦发明展银奖、“爱迪生奖”铜奖和美国R&D100创新奖。

目前,生产力局已聚集全球各地1200多位人才,设有十几个技术部门,覆盖了多个不同的专业技术领域。

陈晓毅告诉南方+,生产力局年轻的科技人才多,团队成员既有不少“90后”,也有“00后”,团队氛围融洽,下班后时不时有组织运动等各类活动。生产力局内部也有举办很多活动让大家参与,比如社区访问、运动体验课程等,让各团队的人更加熟悉。

“地空协同隧道自动检测系统”调动生产力局内部多个团队协作,其中,机器人与人工智能部门专攻该项目的人工智能等技术,先进能源及智慧交通中心专攻无人车相关技术,生产力局与清华大学自动化系共同创立的香港智能自动化技术应用联合研究中心则专攻无人机相关技术等,整个开发团队覆盖了系统里各方面的技术。

陈晓毅说,项目开展过程中,各方都有明确的目标,分工清晰,沟通积极且高效,使整个项目可以高效地完成。团队目前正在进一步优化和打磨这套系统,为其下一代产品的开发做好准备。

清华大学自动化系教授陆耿向团队分享建筑业智能无人系统。

据介绍,目前,香港T2主干路及茶果岭隧道工程项目每周会使用“地空协同隧道自动检测系统”进行2到3次检测,生产力局也在探索将该设备应用到其他隧道的可能性。

除了隧道检测,该系统的相关科研成果可以应用在很多其他无 GPS 的大型场景里面,如岩洞、排洪设施等其他大型地下设施。

生产力局主席、香港立法会议员陈祖恒表示:“‘地空协同隧道自动检测系统’成功应用于香港重点基建项目,取代传统的高空检测工作,不仅带来更安全的隧道检测,提升检测效率,更为全球基建数字化树立典范。作为香港新型工业化的推动者,生产力局将持续以科研落地为核心,配合特区政府政策将香港打造成国际创科枢纽。

撰文:马芳

图片:香港生产力促进局

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