深潜:机器人技术在油气行业的应用，提高安全和生产力

又脏又危险是的，但是什么都没有无趣的关于石油和天然气行业。三个d更像是危险，威尔·罗宾逊，危险-危险。

这个曾经是世界上最危险的工作之一，现在有了一个铁钻工，基本上就是一个巨大的扳手，用来连接和断开钻杆的长段。现在我们看到自主机电一体化解决方案的出现。装好，装好，机器人在上面．

现在看这个机器人管装卸机与现代钻工一起工作。现在的钻台作业可以远程控制，将钻井人员从危险区域转移。

从钻工、水下、空中和蛇形机器人，到增加油田设备使用寿命的机器人过程，甚至是机器人加油站，机器人保护工人，提高过程生产率和降低成本。新的用例和新的商业模式正在出现转变中的能源格局．根据美国能源情报署的数据，随着更多的可再生能源(风能、太阳能、生物燃料)上线，化石燃料(煤、石油、天然气)仍然占主导地位。

在钻台上，老龄化的劳动力和难以填补的工作增加了自动化的需求。需要修理和维护的基础设施积压在继续增加。但传统上，油气行业不愿承担风险，采用新技术的速度也很慢。投资往往是由桶的价格．尽管如此，通过更安全、更高效的解决方案来应对这些挑战的技术仍然存在机会。

深海居住者
地球上的许多石油和天然气资源都在海洋下面。尽管由于需求下降和油价下跌，全球石油过剩，现在又受到大流行和其他不确定因素的影响，钻井作业大幅减少，但全球1000多个活跃的石油钻井平台几乎有200个活跃的钻井平台在海上．

石油和天然气钻井平台可以在两英里深的水下作业。许多深水井和管道系统都依赖于无人水下航行器来帮助进行安装、检查、维修和维护。但这些无人驾驶车辆通常需要被运送到离岸地点，离岸地点可能在海上100英里或更远的地方，然后在那里通过系绳进行远程操作。这种常见的情况需要有人操作的船只。

2014年，美国宇航局的一群机器人专家开始改变这种模式。休斯顿机电一体化公司(HMI)诞生了。他们的任务是降低对大型、昂贵辅助船的依赖，以完成海上能源部门75%的工作。他们设计了一种自主水下航行器(AUV)和遥控航行器(ROV)的组合，能够在这两种功能形式之间来回切换。实际上，HMI创造了一个水下变压器，并申请了专利。

HMI产品和服务高级副总裁Sean Halpin表示:“我们认为，由于依赖于船只等大型水面平台，海底作业效率很低。他说:“如果我们能把这艘船撤出行动，我们就减少了巨大的成本。这就是这里的破坏。我们有信心，我们可以完成IMR(检查、维护和修理)，成本大约是现在所有人的一半。”

水下变压器
Aquanaut是一款全电动水下机器人，它可以从远程AUV转变为具有两个健壮手臂的无栓水下机器人。在水下机器人(AUV)模式下，手臂被封闭在水动力外壳内，借助机载锂离子电池和推进器推进，水下机器人一次任务可行走50多海里。在它的旅程中，Aquanaut船上的高精度地球物理仪器允许它调查海床并收集数据。

一旦机器人到达目的地，它就会转换成ROV模式。船体的上半部分抬起，头部旋转到位，暴露出立体摄像头和强大的3D传感器。额外的推进器出现以提供更好的机动性。两个8轴手臂展开与内置的力传感器和抓手，准备工作。操作任务可以包括水射流清洗、阴极保护检查(水下金属结构的常见腐蚀缓解方法)、淹水构件检测(FMD)，以及评估海底油气资产状况的其他任务。

通过板载声调制解调器方便了通信。一艘小型无人水面舰艇在机器人和通信卫星之间传递信号，使机器人可以在世界任何地方被控制。尽管具有挑战性，但这种通信场景对Aquanaut的创造者来说是熟悉的，因为他们在NASA开发复杂的机器人，用于在遥远的地方操作，比如太空。

HMI总部位于德克萨斯州的韦伯斯特，距离约翰逊航天中心只有几英里，由尼克劳斯·拉德福德和雷格·贝尔卡创立，他们都是NASA的校友。首席执行官Radford领导了人形机器人的研究，包括Valkyrie和Robonaut，用于国际空间站和未来的火星任务。看看这段NASA的录像．

该公司的投资者不仅押注Aquanaut外形的转型特性，还押注HMI的技术和服务将给整个能源行业带来的变革。随着油田服务巨头斯伦贝谢(Schlumberger)和钻井公司Transocean的加入，HMI在两轮投资中筹集了2600万美元，预计将在未来两个季度完成C轮投资。

海上资产检查海底服务
HMI的目标是两个主要市场:1)能源，包括石油和天然气以及不断增长的可再生能源部门，2)国防。目前，他们正在与美国国防部合作，但未来，HMI希望国际上对港口安全等应用产生兴趣。Aquanaut可以在海面上不被发现的情况下偷偷地在近海水域巡逻。HMI也看到了电信市场的潜力，检查和维护我们水道下的长传输线。

Aquanaut将于2021年第一季度开始上市，但HMI已经有了自己的产品第一份商业协议．Triumph水下服务公司将为其绿色导向的船队配备水下变压器。HMI已经建造了一个Aquanaut，并在NASA的中性浮力实验室(Neutral浮力实验室)进行了测试，宇航员在那里的一个模拟微重力的巨大水池中训练。第二艘“Aquanaut”将于年底上线，并运往挪威。2021年，它将在那里的海洋中栖息，沿着石油丰富的挪威大陆架进行海上资质测试。

观看Aquanaut的动作．

但是HMI不仅仅是销售一个平台，它提供的是一种服务。客户，如石油公司，可以直接与HMI签订合同，在这种情况下，HMI将部署Aquanaut并自己执行工作，远程操作Aquanaut并直接与客户交互。另一个选择是与油气行业的老牌服务提供商合作。在这种情况下，HMI将交付Aquanaut并确保它是可操作的，但另一个服务提供商将向HMI提供方向，并负责所有客户交互。

未来，Aquanaut机器人将实现规模经济。以Uber为例。一家公司订购了一辆Aquanaut，当需要时，它会从水下AUV充电站报告工作，这是一个新兴想法的一部分移动水下驻地．目前的rov必须根据需要从A点运送到B点，并需要在水面舰艇上部署一组操作人员。通过HMI的技术，一个舰队操作员，一个驻扎在岸上的HMI团队成员，将能够监督和控制多个机器人。

共享控制vs.自主
HMI负责人认为，在能源部门部署Aquanaut的最有效方式是高水平的控制，在那里他们可以确保技术安全有效地运行。在厌恶风险的海上油气行业尤其如此，在这个行业，完全机器人自主的想法需要进一步酝酿。HMI使用术语“共享控制”来指代Aquanaut的半自主远程操作。

Halpin解释道:“在石油和天然气市场中，机器人只会决定如何高效地完成某件事。“如果我们说去碰它，它会恰当地安排它的关节。我们给它这种自由，我们为它的行为设定一个边界。(这就是它的力传感器发挥作用的地方。)

Aquanaut的自主能力要大得多，但哈尔平表示，这个市场还没有为此做好准备。“与你在国防市场上看到的相比，他们希望与人工操作人员进行更频繁的登记，在国防市场上，他们真的喜欢高度自治。”

那么为什么Aquanaut上有这么大的手臂呢?HMI预计在这些环境中需要执行的操作任务类型，如操作工具和转动阀门，但行业准备放弃这种控制还需要一段时间。

“传统的水下机器人看起来像一个小冰箱，上面有两个霸王龙的小手臂，”哈尔平说。“所以你必须经常移动车辆。Aquanaut提供比传统ROV多40%的操作空间。”

如果车辆在一个位置，手臂不能正确执行任务，车辆将自己重新定位。整个机器人有一个控制系统。

“这一切都与效率有关。我们不想花三个小时来拿起一个工具。”

也许有一天阿奎那人会独自行动。但前提是它要赢得能源部门的信任。与此同时，在我们了解水下变压器在海底能做什么时，水下变压器将让它的操作员安全上岸。

用于地面资产的空中机器人
从海底机器人到空中机器人，远程操作机器人正在进入油气行业的新领域。航空机器人公司Apellix制造无人机，用于检查、清洁、喷涂和涂覆石油和天然气行业的地面资产。例如，原油储罐的直径可达150英尺，高48英尺，可容纳600多万加仑的石油。

美国石油协会(API)法规要求定期测试地上储油罐的壁厚和保护涂层厚度。在高海拔地区，这对人类来说是一项危险的工作。但对飞行机器人来说不是这样。

Apellix首席执行官Bob Dahlstrom说:“对地面储罐进行API 653检查通常需要2个人约2天，需要一台升降机或采樱桃机绕一圈，进行约60次测量。”“有了我们的系统，根据天气、储罐的状况和不同的环境变量，我们可以轻松地每小时进行200次测量。”然后，我们可以将该信息提供给资产所有者。

“与只进行60次测量相比，他们的工程师对资产的表征有了更好的了解。我们可以在一天内完成，而不是两天。”

观看Apellix无人机的行动．

我们第一次遇到Apellix是在自动化在2017年的“发射台创业大赛”中，他们赢得了1万美元的最高奖金。同年，Apellix凭借其软件控制的无损检测(NDT)无人机专利赢得了NACE国际年度腐蚀创新奖。

Apellix成立于2014年，总部位于佛罗里达州杰克逊维尔，目前为油气、可再生能源和海事行业的无损检测提供空中机器人系统。检测包括超声检测(UT)和干膜厚度(DFT)测量。

在UT，无人机使用探头发送超声波脉冲穿过钢结构的墙壁，以测量其厚度。这些读数衡量的是腐蚀磨损和资产的剩余使用寿命。DFT测试测量黑色金属和有色金属涂层的厚度。

确保操作人员安全，炼油厂在线
在提高生产效率的同时，保证工人在地面上的安全是该技术的主要优势，但当机器人空中UT保持炼油厂的在线运行时，成本节约发挥了重要作用。

达尔斯特罗姆说:“当我们能够在不停止使用资产的情况下完成一项工作时，我们就能真正为公司节省大量资金，我们说的是每天数百万美元。”“我们正在测试火炬烟囱上的钢铁厚度。火炬烟囱是炼油厂上的大烟囱，用来排放和燃烧多余的气体。你必须定期测量这些烟囱的厚度，因为它们从内部以不同的速率被腐蚀，这取决于被排放和燃烧的气体的类型。

“但如果关闭该系统，让堆栈冷却，然后用樱桃采摘机或升降机或起重机，或者派人通过绳索下降，手动进行测量，他们可能每天损失数百万美元的收入。我们做得很热。”

机器人不关心它是在50英尺还是150英尺的高空，它与探测器接触的表面是200华氏度。机器人正在安全地做一些人做不到的事情。那才是真正节省的时候。

Apellix已经在现场使用无人机对油气资产进行UT和DFT测量。他们的下一个尝试是喷漆。Apellix赢得了由荷兰跨国油漆和涂料公司阿克苏诺贝尔赞助的国际比赛。这促成了一项联合开发协议，将一种喷漆无人机推向市场。在这一过程中，达尔斯特伦了解到，绘画工业资产与美学和速度无关，更多的是与科学有关。

“你在保护数百万或数十亿美元的资产。他们以毫米为单位测量厚度，就像人类头发的厚度，甚至更薄，所以必须正确地使用，以获得涂料公司的担保，同时也要保护潜在资产。

达尔斯特罗姆说:“机器人在这方面做得更好，因为它拥有计算气压、相对湿度、环境温度和被涂表面温度、涂层特性以及速度的所有数据。”“这告诉我们无人机需要离地面的距离，它需要移动的速度和喷雾尖端的大小。这是非常科学的。对于这些工业应用，这是至关重要的。”

为了完成这项工作，Apellix有两个模型。Opus X4主要用于NDT，有四个电机。它可以携带60磅的升力，包括飞机，根据机载传感器和系统的不同，飞机的重量为18到22磅。Opus X8用于绘画，有8个马达和近120磅的升力(根据目前的规定，只允许提升55磅)。

Dahlstrom说:“我们只是重新设计了电源，因为油漆无人机必须比NDT无人机更大，这样它们就可以携带带油漆的脐带。”“现在飞机上有1万瓦的功率。”

根据不同的工作，无人机可以被拴在岸上电源(一个地面发电站)上全天供电，或者在短期工作中，他们可以每15到20分钟更换一次电池。

飞行计算机
Apellix系统采用定制无人机，配有一系列传感器系统、全板载计算机、专有软件和带有定制3D打印组件的末端执行器。定制制造是唯一的选择，因为现有无人机甚至标准飞机使用的典型传感系统，如GPS、指南针和气压计，在靠近大型钢结构时都会受到不利影响。

达尔斯特罗姆说:“这就是为什么我们必须为我们的机器人配备如此强大的机载计算能力和如此多的传感器。”“因为从本质上说，我们是通过我们的传感器飞行，而不是通过无人机通常用于其操作的东西飞行。”

从本质上说，Apellix无人机就是会飞的电脑。是驾驶飞船的软件。

但这又引出了我们关于自治的讨论。美国联邦航空管理局(FAA)的规定要求有载人飞行员在场。所以即使无人机是自主飞行，你仍然需要有人在那里监视它。

Apellix无人机有手动和自动两种。Dahlstrom解释道。

“它有一些自主功能，比如起飞，在那里起飞、盘旋、校准，然后飞行员手动将它飞到将要开始工作的位置。无人机正在使用来自机载传感器的输入来飞行。我们每秒钟对飞行进行50次微小调整。人类是做不到的。因此，让软件和机载传感器完成飞行是我们成功的关键。”

然后是所有的数据。达尔斯特罗姆说，这个机器人空中系统收集的数据比它所做的单个工作更重要。

“现在，我们会把这些数据交给雇主。这创造了很多价值。它让他们了解自己在特定时间点的特定资产。但一旦你开始聚合数据并将其上传到云端(Apellix无人机有蜂窝调制解调器，所以它们可以将数据传输到云端的安全数据存储库)，现在你就有能力进行机器学习和人工智能了。

他补充说:“再加上所有的飞行数据和高分辨率视频捕捉，当你开始添加多光谱相机等可以看到人类看不到的东西时，你就能够收集到以前从未收集过的丰富数据集。”有了这些信息，就可以得出可采取行动的见解，从而延长资产的使用寿命，并保持其安全运行。”

达尔斯特罗姆说，他们刚刚在阿拉巴马州的莫比尔湾完成了一项工作，就在飓风萨利刚刚过去的时候。现在我们要对空中机器人进行测试。

机器蛇去了别人不能去的地方
回到陆地上，小型爬行机器人修复城市街道下方的煤气管道，蛇机器人是窥视石油和天然气作业中人类触及不到的角落的眼睛。Guardian S机器人可以机动进入狭小的空间，探索难以到达的地方。它可以克服崎岖不平的地形，甚至可以克服重力。这种蛇形水下机器人被设计用来检查人类不能或不应该去的地方。

Guardian S机器人配备了360度视角摄像头、LED灯包、双向音频和包括GPS在内的一系列其他传感器，可用于油气资产的预调试检查，从碎片到结构完整性问题，Guardian S机器人可以高效、轻松地进行各种检查。还可以添加其他传感器，包括不同类型的气体传感、辐射探测和其他与环境相关的和态势感知传感器。

观看守护者S的行动．

蛇机器人可以在数英里外进行远程操作，可以可靠地穿越具有挑战性的地形，包括楼梯、涵洞、管道、坦克，甚至可以在没有系绳的情况下爬上铁磁垂直表面。锂离子电池提供电力。这个机器人很小，不到4英尺长，携带方便，重量轻。该机器人只有17磅重，没有额外的传感器，很容易运输。

“我们的操作人员有时会把它挂在肩上，带到任何他们需要使用它的地方。密闭空间检查是这台机器的标志之一。它可以通过直径只有8英寸的开口，”Sarcos机器人公司的董事长兼首席执行官本·沃尔夫说，该公司开发了Guardian S和许多创新机器人技术。

今年9月，Sarcos的沃尔夫是2020年机器人周机器人未来圆桌会议的杰出专家之一。4天的教育会议和主题演讲的视频记录仍然可用。见专家名单和在此免费注册．

机电整合开拓者
Sarcos的总部位于犹他州盐湖城，离它的诞生地不远，有着传奇的过去。该公司在80年代早期从犹他大学分离出来，推出了第一个电动驱动的假肢。这本书成了全世界的畅销书。

沃尔夫说:“这次经历让我们的团队对人类如何与机器交互有了深入的了解。”“这是我们进军微机电系统以及与人类操作员协同工作能力的开始。”

在修复术方面的早期知识使该公司开始研究机械臂和人形机器人。Sarcos有一个完整的部门，为著名的主题公园制造先进的人形机器人和恐龙。

2007年，雷声公司收购了该业务，并将机器人部门的重点放在美国军事应用上。2015年，Sarcos从雷声公司独立出来，并将重心从研发和定制开发转向机器人产品公司。“守护者”系列产品，包括蛇机器人和第一款由电池驱动的全身外骨骼，都是从雷声公司与美国国防高级研究计划局(简称DARPA)合作发展而来的。

如今，Sarcos是一家员工持股的小型企业，拥有包括卡特彼勒、通用电气创投、微软和斯伦贝谢在内的知名投资者。沃尔夫说，无论你是戴着Sarcos的产品，还是远程操作Sarcos的产品，它都是关于人类的增强。人类安全是一个关键的驱动因素。

“我们的使命是在提高生产力的同时拯救生命和防止伤害。在当今技术发达的地方，人们没有理由再以那样的速度受伤。”

他说，他们最近与Guardian S的应用是在LNG(液化天然气)管道投入使用前检查管道内部的碎片。该机器人还经常用于发电厂锅炉的垂直检查和其他石油和天然气生产的辅助任务。

沃尔夫说:“机器人有足够的牵引力，可以把电缆拉过密闭空间，所以它既是检查工具，也是进入难以到达的地方的工作工具。”“Guardian S机器人由电子部件、电机和传动装置组成，所以它本质上不是一个安全的机器。它不适合在可燃气体浓度高的地区工作。”

该系统采用了数字孪生技术。传感器会告诉你机器人的配置，它所感知的地形以及它的反应是否正确。Guardian S操作控制单元(OCU)是一款坚固的平板电脑，配有控制装置，允许你远程无线管理机器，查看数字双胞胎，并通过4K摄像头看到机器人所看到的东西。

注意数字双胞胎技术在OCU屏幕底部实时显示。

“数字双胞胎是机器运行方式的精确复制，因此它允许你通过摄像头了解你所看到的环境，以及机器本身是否按你预期的方式做出反应，”沃尔夫说。

蛇机器人直接卖给客户，或者卖给分销合作伙伴，这些合作伙伴可以提供短期或长期的租赁或租赁系统。客户包括石油和天然气、发电和一般工业制造公司，这些公司需要以尽可能少的侵入性方式进行检查。

用于举重的可穿戴机器人
Sarcos也看到了他们的最新创新产品Guardian XO外骨骼的巨大潜力，该外骨骼将于2021年商业化推出。

Wolff表示:“当你观察油气公司的日常运营方式时，你会发现油气行业与其他行业有很多共同点。“我们在石油和天然气领域的客户有仓储和物流应用、制造和装配业务，以及一般的建筑业务。因此，无论是移动沉重的组件，还是操作相对较大的组件，将它们运出，我们设计XO来解决各种行业中所有这些不同类型的应用程序。油气行业也不例外。”

Guardian XO可穿戴机器人能够重复举起和支撑200磅重的重物。根据该公司的说法，不管你天生的举重能力如何，机器都会补偿你。它可以在30秒内穿上和脱掉，并且需要有限的训练才能熟练使用。

沃尔夫补充说:“无论你是年轻还是年老，是大是小，你都能举起200磅，而身体没有压力或压力。”观察守护者XO的工作情况．

“在钻井平台的安装和拆卸过程中，当你想到今天人类所做的将管道组装到井下的工作时，我们认为这是一个机会，我们可以通过减轻人类的负担来增加显著的价值，特别是在招聘一直是一个挑战的行业。”

劳动力的萎缩、老龄化和资源的消耗正在加重这个已经陷入困境的行业的负担。

机器人在酸油区覆层
随着石油越来越难找到，该行业需要挖得更深。随着深度的增加，它们会遇到含有更多杂质的原油。含硫杂质较高的原油被认为是“酸性原油”。酸性油井给基础设施和设备以及负责维护机器的工人带来了更大的压力。

目前，活跃的海上石油钻井平台数量正在下降，但技术在进步。在ARC专科医院，一个RIA认证机器人集成商在德克萨斯州的休斯敦，他们靠为行业问题开发解决方案而茁壮成长。这一点在酸性石油产区表现得最为明显。

“石油区块的活动水平与石油价格成正比。因此，当油价升至每桶100美元左右时，人们就会突然有动力去尝试获取难以获得的石油，”ARC创始人兼总裁丹•奥尔福德说。“这需要我们的技术。”

与酸油接触的管道和阀门需要在内表面涂上低铁镍基合金，以避免灾难性的氢引起的破裂故障。但这些海底区块是巨大的钢块，有的情况下是3英尺乘4英尺乘6英尺，它们布满了小孔，以支撑各种通道和阀门。然而，每一个内部表面和腔必须覆盖涂层。这就是ARC的焊接专业知识和坚持不懈的回报。

ARC开发了一种名为ARC-5 Infinity的交钥匙机器人焊接系统。这个无限旋转机器人包层系统使用一个标准的六轴工业机器人，配有第7轴ARC无限旋转头。它可以连续360度旋转焊枪，所以你可以沿着任何轴覆盖复杂的内部孔，而不需要任何部分旋转。

奥尔福德说:“当你可以旋转一个20磅重的火炬时，旋转一个2万磅重的零件是没有意义的。”“这就是机器人的工作。”

这些部分有多个交叉点，不同的圆柱形空腔相遇。想象一下，如果把所有这些交叉点都焊接起来，它们可能会在直径2英寸的洞下3或4英尺处。整个部分被预热到至少400华氏度。

奥尔福德说:“人类不可能做到这一点。”“这就是为什么我们把这些系统卖到印度和劳动力成本非常低的地方。如果一个人无法到达4英尺深、2英寸深的高温部位，那么你的劳动力成本再低也没用。”

但是等等，复杂性还不止于此。所有的表面都需要两层薄薄的涂层。与油接触的第二层铁含量必须低于5%，以避免氢引起的开裂。

“每个表面都要做两次。第一，尽量减少稀释，第二，有一些冗余，”奥尔福德说。“如果没有这个过程，你马上就会遭遇灾难性的失败。氢脆是一种阴险的东西。”

对于大型、复杂零件的无限灵活性
采用热丝钨极气体保护焊(GTAW/HW)的工艺产生了焊缝覆盖层。为了弥补TIG火炬的低生产率，ARC运行热丝以增加沉积和减少稀释。沉积速度高达每小时8磅。

增加过程的复杂性，你不会想要打破这个弧线。因为每一次电弧的停止和启动都有更高的潜在缺陷。这就是系统的无限旋转头或第7轴至关重要的地方。

“单靠机器人是做不到的，因为它只能将最后一个轴旋转大约两圈，然后你必须停止火炬，向另一个方向展开，然后重新开始。但我们正在进行成百上千次的变革。”

观看ARC-5 Infinity的动作．

机器人在运动控制方面提供了绝对的灵活性，但真正带来魔力的是ARC的专有编程软件。

“我们不用写一行机器人代码，”Allford解释道。“我们只是向机器人发送指令，就像在数控机床上一样。我们实际上是在ARC-5控制器中生成所有的轨迹然后我们告诉机器人该怎么做。我们每隔几毫秒就会直接向FANUC机器人发送动作指令。”

该系统完全不使用机器人教学挂件。ARC使用他们自己优化的教学吊坠来控制所有的七个轴。操作人员所要做的就是教出四个水平的点，剩下的就由软件来完成。

“你教4分，你得200分。我们能够优化软件，使其非常友好。”

Allford表示，随着海底组件变得越来越复杂，ARC-5 Infinity系统将变得至关重要。

“我们只是想保持领先。石油行业就是这样充满活力的。我们甚至没有技术来应对我们正在发现的石油储量的超高温度和高压。但石油行业总能找到办法。”

是的，它是。多亏了世界各地的工程师和化学家，工业界正在开发更快、更好、更安全的新方法。本专业化工公司使用高通量实验(HTE)实验室中的机器人快速开发和优化原油配方。

机器人加油
虽然机器人加油似乎超出了本文的讨论范围，特别是当它与采矿业有关时，但随着它的成熟并开始进入其他行业和市场，这项技术值得进一步研究。

斯科特科技有限公司是一家拥有100多年历史的工程公司，总部位于新西兰，在澳大利亚、北美、欧洲和中国都有业务。SCOTT在家电制造系统和自动化领域有着深厚的根基，但在过去20年里，该公司开始进入新的领域，并通过战略收购，从采矿业的样品制备实验室设备，到肉类加工技术和物流自动化。他们的机器人加油项目是在过去五年发展起来的。

Robofuel系统由一个独立的工业机器人、定制的末端执行器、复杂的传感系统和专有软件组成，旨在实现大型采矿卡车的自动加油。采矿空间提供了一个结构化的环境来启动和调整该技术，但SCOTT看到了更广阔的潜力。

SCOTT的采矿业主管Steve Russell表示:“我们的传感系统能够定位车辆，确定车辆的状况，然后定位并执行一些活动，在这种情况下，泵送柴油，大多数相同的算法和解决方案也可以用于其他应用。”“我们的机器人燃料系统为采矿卡车加油真的是唾手可得的果实，这是合理的起点，但我们看到未来还有许多其他应用。”

罗素举了一些例子，如铁路机车、公路运输或其他移动或半移动车辆的补给。它可以是润滑油、冷却剂或其他类型的液体，而不是柴油。或者根本不需要液体。它可以是向铁路车厢或半挂车装载谷物或沙子，任何需要人力或定位、连接、连接等劳动密集型活动的应用，这些活动会影响生产率，更重要的是，会影响安全。

“当我们进行自动化和创新时，我们所做的很多事情都是为了应对安全挑战，”Russell说。“当你观察采矿车辆加油时，这是一项繁重的工作，是在大型机械内部和周围的危险工作。随着自动驾驶卡车越来越普遍，使用人工操作为自动化设备提供服务只会增加安全挑战。安全是我们所做一切的首要和中心。然而，仅围绕安全问题建立一个商业案例可能非常具有挑战性，因为很多挑战都很难量化。”

加油时间越短，产量越高
归根结底是生产力。出于这个原因，SCOTT主要对更结构化的空间感兴趣——工业、民用、采矿等应用，在这些应用中，他们可以很容易地看到生产率和安全性的提高。

“机器人加油可以使我们的加油时间缩短60%到70%，”Russell说。“这是卡车在路上的生产时间。这就增加了搬运的材料吨数，或者用更小的车队完成同样数量的工作的能力。如果我们只用49或48辆卡车就能完成50辆卡车的工作，这将大大节省整个运营周期。”

观察机器人燃料的工作．

尽管不那么重要，但这也节省了劳动力，因为你不需要一个人工加油员站在加油场等着。Robofuel还可以处理更重的软管，因此它可以更快地泵送燃料，从而提高生产率，同时将人员从具有人体工程学挑战的任务中拯救出来。自动加油的另一个好处是更少的溢出和浪费。

机器人燃料可以改造到现有的固定加油设施上，也可以安装在采矿线路上或矿井内，以节省两次加油之间的运输时间。该系统还可以随着采矿作业的发展而四处移动。

整个系统在工厂的集装箱中组装。然后就可以根据需要进行部署和重新部署了。容器上的门在加油活动之间自动关闭，因此机器人和它的控制系统占据了容器的后半部分，免受外界因素的影响。

该机器人是ABB机器人公司的六轴臂。Russell说，他们选择了一种铰接工业机器人，因为它能够灵活地定位和对准车辆。

远程RFID阅读器在车辆接近时探测到车辆。激光扫描系统评估局部区域，是安全周界系统的一部分。SCOTT独有的基于视觉的初级传感系统帮助机器人定位和移除油盖，插入燃料喷嘴，并在加油完成后重新连接油盖。

Robofuel是完全自动驾驶的，不需要司机的任何指令。在自动运输系统中，Robofuel直接与车辆通信。不需要远程控制。

“到目前为止，我们的客户一直是拥有更大卡车和更大车队的大型采矿公司。这就是我们看到的最佳回报，”Russell说。

在这种工业环境中，机器人加油的生产率提高是显而易见的。在消费市场上，机器人加油站在世界部分地区刚刚开始出现。

水泵旁的机器人
在芬兰，机器人加油站服务员的试点项目正在进行中。现在，芬兰人在附近的自动售货站买一杯卡维咖啡时，就可以自动给汽油加油了。看看吧．

这项技术的开发人员预计，行动不便的人、位于极低温地区的加油站和自动驾驶汽车市场将是最大的受益者。提供全套服务的加油站可能会卷土重来(现在只要它们能解决自动清洗挡风玻璃的问题就好了)。

无论是在水泵、在海底、在空中还是在地下，机器人的存在都是为了让生活更安全、更容易、更高效，无论是在哪个行业。石油和天然气可能会下降，但不会消失。科技也在不断进步。其中许多创新将在风能、太阳能、地热和水力发电等更大的能源领域受益。我们将关注机器人、无人机和无人驾驶飞行器下一步将把我们带向何方。

本文介绍的RIA成员:
ARC Specialties, Inc.
Sarcos机器人