Gravis Robotics革新土方工程：车顶自主控制套件实现重型机械智能化

图源Gravis

总部位于瑞士的机器人科技企业Gravis Robotics（简称Gravis）创立于2022年，专注于开发模块化车顶自主控制系统。这一系统将基于机器学习的液压机械控制算法与先进的感知及地图构建技术相结合，能够将现有的土方工程机械改造为具备自主作业能力的智能机器人，从而有效提升施工效率。

Gravis是苏黎世联邦理工学院的衍生企业，由Ryan Luke Johns、Dominic Jud、Marco Tranzatto与BURAK Çizmeci联合创立。其中，Ryan Luke Johns担任首席执行官，他拥有苏黎世联邦理工学院的机器人学博士学位，并曾在机器人系统实验室担任研究员。Dominic Jud作为首席技术官，同样拥有苏黎世联邦理工学院的机器人学博士学位，且曾在同一实验室从事博士后研究。Marco Tranzatto是团队负责人，他获得了比萨大学的机器人与自动化硕士学位，并在机器人系统实验室有过软件工程师的工作经历。BURAK Çizmeci则拥有慕尼黑工业大学的博士学位，曾以博士后研究员身份在苏黎世联邦理工学院研究重型机械自动化与远程操作技术。

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在传统建筑领域，重型机械通常依赖人工操作，这不仅限制了单台设备的生产力，还因当前劳动力短缺问题而难以进一步提升效率。此外，建筑行业的工作环境往往条件艰苦，甚至涉及未爆弹药清除、山体滑坡后道路清理等高风险任务，必须采取严密的安全措施来保障人员安全。虽然引入人工智能驱动的自动化技术已成为行业共识，但关键在于如何快速、低成本地将这类系统应用于实际施工现场。

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Gravis推出的模块化车顶自主控制套件与配套操作平板，能够将现有的土方机械直接升级为自动化工程机器人，实现建筑土方作业的自动化，从而在提升生产效率的同时降低现场作业风险。

Gravis的模块化车顶自主控制系统基于人工智能机器学习算法，已在模拟环境中针对多种地形条件进行了大量训练与演示。该系统能够解析CAD图纸及其他输入信息，使挖掘机等土方设备自主完成作业任务。算法通过分析液压压力数据、地形特征与GPS定位信息，持续学习并优化作业策略，从而精准掌握土壤硬度，实现铲斗满载，轻松应对各类工况。此外，该算法还能帮助机器适应不同液压设备的形态与运行方式，无缝衔接各类接口，实现跨设备兼容运行。

在硬件配置上，Gravis的自主控制套件集成了摄像头、激光雷达与智能桅杆。前置及环视摄像头提供实时环境监控和低延迟HDR视频流，增强远程操控体验。全方位激光雷达结合多传感器融合技术，能够实时3D扫描周围地形并进行环境感知，即时呈现挖填方可视化效果，支持自适应自主挖掘和竣工信息生成。智能桅杆搭载了高性能GNSS天线，并集成了广角HDR摄像头、远程WiFi及状态指示灯，外壳采用坚固耐用的防风雨设计，确保全天候稳定运行。车规级边缘计算系统使套件在离线状态下仍能正常工作。内置的AI感知系统可探测附近自卸卡车的位置，使挖掘机能够自主将物料倾倒至废料堆、料斗或卡车，实现灵活定位与精准装载。该套件适用于10吨至100吨以上各种规格的机械，兼容多种挖掘机和轮式装载机；要求被适配机械具备电子控制功能（如电液先导阀），对于传统机型则可通过加装电液阀实现兼容。

此外，Gravis还配备了便携式操作平板，凭借无线远程连接和行业领先的用户界面，实现自动化作业与增强视觉引导的融合，为用户提供多样化的远程操作方式。该平板允许用户灵活定义作业区域，满足施工现场的特定需求——例如通过导入CAD/BIM模型的几何数据，或利用现场触摸点、铲斗位置及XYZ坐标设定参考点，一键启动土方自主作业。与传统的机器控制系统不同，该平板能生成直观的实时3D可视化效果图，即时展示土方开挖/填方需求，并在施工过程中同步生成竣工图。平板还可预设带有地理参考的3D模型，以规避已知的公共设施或预制人孔立管等障碍。在操作模式上，平板支持高级远程操控、半自主和全自主作业。用户可以在设备副驾驶位、现场安全距离之外，甚至远程非施工现场，对单台或多台设备进行监控与操作，并根据实际工况灵活调整生产部署。

Gravis的解决方案显著提升了建筑施工的效率、安全性和作业精度，可使现有土方机械的生产效率提高30%。目前，公司已与瑞士原材料巨头Holcim以及韩国建筑机械制造商Develon建立合作关系。

Gravis Robotics荣登2025年《瑞士创新100强》（TOP100 Swiss Startups）榜单。该榜单汇集了瑞士最具创新性的初创与成长期科技企业，是瑞士科技创新领域极具国际影响力的权威排名。自2011年起，该评选每年在瑞士全国范围内甄选出100家最具开创性与市场潜力的创新企业，以及25家最具独角兽潜力的成长期企业，涵盖生命科学、工程机械、机器人、信息通信、低碳科技、食品科技等多个领域。《瑞士创新100强》及其系列品牌活动已成为瑞士创新生态的标志性盛事，代表着瑞士创新的最高水平与国际投融资的最前沿。

2025年《瑞士创新100强》中文版由以明科技（Insight Tech）正式发布。作为该榜单在中国的授权合作伙伴，以明科技负责其在中国的运营推广工作，并协助榜单项目对接中国商业合作。以明科技是一家专注于中欧（瑞士）产业创新合作的服务机构，通过创新加速器、股权投资及商业咨询等方式，推动瑞士创新成果在中国的落地以及中国产业的国际化进程。

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