武汉科技大学：把工业场景搬进大学课堂

中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 程墨 通讯员 陈孖川）“你们这是把工业场景搬进了大学课堂。”近日，2025世界数字教育大会高等教育现场观摩点，武汉科技大学（以下简称“武科大”）“耐火材料智能砌筑机器人平台”的“数字孪生+现场实训”教学模式引来众多嘉宾点赞。

在该教学模式中，学生先在电脑里“搭积木”构建虚拟焦炉模型，练习拼砌1000余种异形耐火砖，预演砌筑流程；再到实验室操控真实机械臂，精准执行涂浆、砌砖等动作；最后，通过远程智能砌筑操控系统，完成砌筑仿真，并利用AI分析操作数据，改进操作工艺，形成“虚拟仿真—实操验证—智能优化”的闭环训练链，复现工业现场的耐火材料智能砌筑全流程。

在现场观摩点，工作人员手持三维扫描装置，短短数秒就能将一块耐火砖转化为数字模型，并在虚拟空间中完成砌筑仿真与机械臂运动控制；轻触屏幕启动“一键砌筑”，远在武科大青山校区的机器臂便可自动完成从抓取、涂浆到砌筑的全流程操作。

“在这个过程中，学生既认识了各类耐火砖的特性，又掌握了机器人运动控制核心技术，更重要的是对实际工业场景有了‘眼见为实’的实感。”项目负责人、武科大机械工程学院教授汪朝晖介绍。

耐火砖砌筑是高温设备施工中的关键技术，然而耐火砖重量大、种类多，砌筑空间狭窄、环境恶劣，人工砌筑难以保证精确度，研制一款智能砌筑机器人迫在眉睫。“这需要解决结构设计、智能感知、机器视觉等多个问题，涉及机械、材料、控制、计算机等多学科交叉。”汪朝晖坦言。

武科大联合中冶集团攻关，自主突破了受限空间大负载机器人运动平台设计、基于数字孪生的大型焦炉虚拟砌筑规划、多级特征融合的耐火砖精准识别与抓取、机械臂自适应涂抹及双臂协作控制等7项关键核心技术。

如今，这款机器人能以98%以上的正确率，自主识别上千种异形耐火砖；在0.5米宽的炉膛内，轻松抓取数十公斤的异形耐火砖，精准完成识别、抓取、涂浆全套动作，砌筑精度优于±1毫米，远超传统工艺水平。团队自主研发的“一键砌筑”远程操控系统，还能通过虚拟模型规划砌筑方案，让机器人精准执行，实现砌筑全流程智能化控制，大幅提升施工效率与安全性。

武科大校长倪红卫表示，学校以“问题导向”推动科研攻关，以“场景嵌入”革新人才培养模式。这款智能砌筑机器人的研发与教学应用，不仅为传统工业场景注入了“数字基因”，更以“虚实融合”的教学模式，打通了人才培养与产业需求的“最后一公里”。未来，学校将继续探索更多产教融合新范式，为我国制造业智能化转型输送更多“懂技术、会操作、能创新”的复合型人才。