科技日报记者 朱虹
2月3日，第二十七届哈尔滨冰雪大世界的“科技赋能冰雪实验区”正式对外亮相，智能大型冰雕自动化搭建机器人正以毫米级精度完成冰块的提升、搬运与砌筑。与此同时，机器人“军团”其他成员也在不同地区进行测试，履带式采冰机器人在模拟江面平稳行驶，车载式型冰机器人快速切割出标准冰砖，北斗导航加持的划线机与开槽机默契配合，在冰面上勾勒出绚丽图案。
这五大机器人从采冰、切冰、搭建到冰景装饰，全方位革新冰雪产业作业模式，为冰雪产业发展注入硬核科技力量。
采冰机器人：江面作业“效率王者”，80%效能提升告别“苦役”
“以前采冰全靠人工，几百人在江面上列队作业，用冰镩凿、铁钩拉，一天下来也采不了多少，还得冒着滑落冰面的风险。”有着多年冰雪施工经验的老师傅望着眼前的采冰机器人，感慨万千。这款履带式采冰机器人，正是为破解传统采冰“效率低、风险高、成本高”的痛点研发的核心装备。
采冰机器人采用履带式行走设计，能在光滑的江面上稳稳穿行，不受冰层环境限制。其核心执行端配备三把高强度切割锯，单次可切入冰层1米深，远超人工300—400毫米的切割极限，且能一次性切割出两块标准长方形冰块。切割完成后，配套的水上机器人（水上叉车）随即登场，通过遥控操作将漂浮在冰面的冰块精准引导至传送带上，实现自动化转运上岸。
“我们在研发时就明确，要让科技既提效又护人。这款采冰机器人彻底改变了‘人海战术’，将作业效率提升80%，还能把工人从危险、艰苦的冰面作业中解放出来。”哈工大副教授姜文锐介绍道。目前，设备采用遥控操作模式，配备两名操作人员分别操控切割机器人与水上转运设备，“明年我们将完成无人化升级，届时从切割到转运，全程无需人工介入，真正实现冰雪原料采集的智能化。”这款机器人已投入采冰作业，所采冰块被妥善储存，为明年冰雪大世界的建设提供充足原料，同时大幅降低了采冰损失率，让松花江的天然冰资源得到更高效利用。
型冰机器人：移动切割“精准大师”，效率提升3倍
雪地上，一台集装箱大小的设备正在进行切割演示，短短几分钟，一块不规则的冰块就被切割成尺寸精准的标准冰砖，切割面光滑平整，直角处无任何崩碎痕迹。这就是被研发团队称为“型冰机器人”的车载式切冰设备，它的出现，让冰砖加工实现了“随取随切、灵活移动”。
传统切冰设备体积庞大、固定不动，需要将采好的冰块运输至指定加工点切割，不仅耗时耗力，还容易在运输过程中造成冰块损耗。而型冰机器人采用车载设计，整体尺寸仅相当于一个集装箱，可灵活转运至各个施工场地。无论是冰雪大世界的大型场馆建设，还是城市小型冰雪景观打造，只要将设备开到现场，就能立即开展冰砖切割作业，省去了冰块长途运输的麻烦。其核心优势不仅在于灵活，更在于效率的跨越式提升，其切削效率较人工提高3倍以上。
姜文锐表示：“传统人工切割的冰砖往往存在划痕、崩茬等问题，而我们的设备通过机械精准控制，切割误差可控制在毫米级，能严格按照施工需求切割出不同规格的冰砖，完全满足高精度搭建需求。”
搭建机器人：冰建施工“无人工匠”，35天工期压缩+2毫米精度
在冰雪建筑搭建现场，门架式的搭建机器人堪称“核心担当”。这款机器人采用门架式主体结构，配备四个舵轮四驱驱动装置，无论是冰面还是工厂施工场地，都能自由行走，灵活调整作业位置。其最大搭建高度可达13米，跨度方向理论上可实现无限延伸，既能面对面施工，也能跨着施工，适配不同形态、不同规模的冰雪建筑搭建需求。
搭建机器人的作业流程全程自动化：自动上料设备将冰块输送至提升机构，提升机构将冰块精准提升至指定高度，抓取机构稳稳夹住冰块后，打磨机械手对冰块进行精细打磨，随后喷淋装置进行处理，最后夹爪将冰块精准放置到搭建位置，整个过程无需人工干预，实现了“无人化搭建”。
“相较于人工搭建，机器人的优势是全方位的。”姜文锐介绍，“我们通过上千次实验优化算法，让这台机器人的搭建定位精度小于2毫米，远高于人工搭建精度。同时，它效率更高，可以缩短工期。”在本届冰雪大世界中，科技赋能实验区的建筑已采用该机器人搭建，其高效的施工效率和出色的搭建质量，得到了业内认可。目前，该机器人已完成样机实验，具备量产能力，未来不仅可应用于冰雪大世界，还能推广至各类冰雪景观建设项目。
划线+开槽机器人：冰景装饰“黄金搭档”，北斗导航勾勒梦幻光影
夜幕降临，松花江面上，一幅3万平方米的祥云图案在灯光变换中熠熠生辉，从空中俯瞰，宛如仙境。这一梦幻景观的背后，离不开划线机器人和开槽机器人的功劳。
黑龙江省建筑安装集团李长山介绍，传统冰面图案打造需人工标点、划线、开槽，不仅效率低下，误差可达数十厘米，难以呈现复杂设计。而划线机器人通过北斗导航定位，定位精度达厘米级，工作人员只需输入图案路径，机器人便可自动在冰面勾勒轮廓，无需人工干预。
紧随其后的开槽机器人，配备专业刀具可精准控制槽深与槽宽，开出任意形状的凹槽，开槽精度达0.5毫米，远超人工水平。开槽完成后，工作人员嵌入灯带并淋水冻结固定，灯光透过晶莹冰层呈现出均匀柔和的梦幻效果。
李长山表示：“打造祥云图案，20个工人开槽需10天，机器人3天即可完工，如今每个途经江北的航班都能捕捉到这幅光影奇观。”
全产业链赋能，冰雪产业迈入数智时代
这五大冰雪机器人，并非孤立存在，而是覆盖“采冰—切冰—搭建—划线—开槽”的全产业链冰雪装备体系。从原料获取、加工处理到建筑搭建、景观装饰，每个环节都实现了科技赋能，彻底改变了冰雪产业传统的“人海战术”作业模式。
姜文锐介绍，除了已投入试验和应用的五大机器人，研发团队还在持续推进制冰机等更多冰雪装备的研发。新研发的制冰机采用风冷技术，添加特殊成分，解决了传统制冰机冰块气泡多、强度韧性不足的问题，制出的冰块透光率达90%，晶莹剔透如玻璃一般。同时，通过风场调控，制冰机能耗比传统方式降低30%，且可在夏季制冰，满足室内冰雪场馆等全年性冰雪项目的需求。
李长山表示：“这套全产业链冰雪机器人的成功研发与应用，是高校技术创新与企业实践落地的完美结合，不仅破解了冰雪产业长期以来的作业痛点，更推动哈尔滨冰雪产业从‘人工密集型’向‘科技驱动型’转型，为全球冰雪产业发展提供了可复制、可推广的‘中国方案’。”
（受访者供图）
（来源：中国科技网）
