第四次工業(yè)革命推動智能化時代的到來，礦業(yè)技術(shù)發(fā)展也正經(jīng)歷著一場新的智能化革命。隨著人工智能（AI）技術(shù)應(yīng)用的擴展，其在科技領(lǐng)域、新興行業(yè)有普遍的高接受度，相較而言傳統(tǒng)的礦產(chǎn)行業(yè)對其認知程度較低，人工智能技術(shù)驅(qū)動礦業(yè)生產(chǎn)，將會帶來“顛覆”傳統(tǒng)的發(fā)展新局面，礦石的智能分選以此為契機也將實現(xiàn)革命性的產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新。
機器視覺作為人工智能正在快速發(fā)展的一個分支，在深度剖析成像過程和原理的基礎(chǔ)上，把每一個像素值進行推理，同時把更多的圖像中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息集成一個整體，判斷像素集之間的相關(guān)聯(lián)系，完成彼此的分割，利用二維平面圖像擴展到三維立體，從而實現(xiàn)三維重建(3D Reconstruction)，以此來預(yù)測估計得到物體形狀信息，更多層次模擬物體的外觀特征，達到能夠精準(zhǔn)識別區(qū)分物體。如今，該技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)自動化、醫(yī)療診斷、自動駕駛等多個領(lǐng)域。
AI機器視覺·利用可見光成像的應(yīng)用
經(jīng)典的多視圖立體重建技術(shù)需要利用以可見光為成像介質(zhì)的工業(yè)相機，從物體不同的視角捕捉圖像，圖像之間需要具有匹配特征，在此基礎(chǔ)上根據(jù)三角剖分的基本原理來重建三維結(jié)構(gòu)。例如，谷歌（Google）公司自動駕駛技術(shù)的機器視覺算法，通過汽車多方位相機收集路況圖像信息進行三維重建。
AI機器視覺·利用X射線成像的應(yīng)用
以X射線斷層成像（X-ray CT）為代表的三維無損成像技術(shù)無需破壞被檢測體的完整性，就能同時獲取檢體外觀形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)信息。由于檢體內(nèi)不同的物質(zhì)對X線的有吸收作用，傳感器接收X線不同的衰減系數(shù)，經(jīng)模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，輸入計算機進行處理，AI算法對數(shù)據(jù)進行處理成像。這項技術(shù)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，螺旋CT的應(yīng)用可以更精確的確定病變位置，充分體現(xiàn)了三維重建的應(yīng)用價值。
圖為通過使用X射線成像的機器視覺CNN算法進行新冠病例自動檢測過程
AI機器視覺·X射線結(jié)合可見光成像在工業(yè)場景的應(yīng)用
AI智能選礦場景應(yīng)用具有較高的復(fù)雜性：由于礦石形狀、大小、紋理、厚度以及內(nèi)部組成差異性大，導(dǎo)致其成像難度高；由于礦產(chǎn)生產(chǎn)的工業(yè)屬性，對生產(chǎn)效率要求高:一個中型礦山平均日處理量為3000至10000噸（約3000顆礦石每秒），對分選速率與精度要求也極為苛刻；再加之礦業(yè)生產(chǎn)的特殊環(huán)境（粉塵、溫度、濕度等）多方面影響，造成AI在礦產(chǎn)領(lǐng)域面臨了對維挑戰(zhàn)。
首次在我國實現(xiàn)礦產(chǎn)分選智能化的贛州好朋友科技有限公司（以下簡稱“好朋友科技”），憑借7年在礦產(chǎn)行業(yè)的深耕，累計了200余座國內(nèi)外礦山的龐大數(shù)據(jù)集，利用人工智能算法的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）實現(xiàn)無監(jiān)督學(xué)習(xí)（Unsupervised Learning)。通過可見光成像以及X射線成像的圖像算法融合，獲取礦石內(nèi)、外部圖像，不斷提高圖像特征匹配的正確率，針對不同的數(shù)據(jù)格式，把數(shù)據(jù)整理訓(xùn)練，利用其做卷積去擴展到三維，從而實現(xiàn)礦石的三維重建與判別，通過高密度工業(yè)級噴閥快速打擊，實現(xiàn)礦石與脈石的區(qū)分，實現(xiàn)了礦產(chǎn)領(lǐng)域的選礦感知智能。
圖為好朋友科技的X射線+可見光算法進行礦石判別的過程
據(jù)了解，截至目前，好朋友科技已交付超過260臺智能選礦設(shè)備，全面服務(wù)包括中國黃金、中鎢高新、紫金礦業(yè)、中國有色集團、西部礦業(yè)、云錫集團、中鋁集團等國內(nèi)頂級礦企，落地百余個礦區(qū)。
圖為好朋友科技智能分選設(shè)備天元™系列現(xiàn)場應(yīng)用情況
隨著采礦業(yè)的發(fā)展，礦山面臨品位和礦體質(zhì)量下降的問題，礦石智能分選成為行業(yè)內(nèi)在發(fā)展的需要。一方面，智能分選能夠大幅提高生產(chǎn)效率，增加處理量，通過預(yù)選拋廢，增加礦山產(chǎn)能；而且A.I三維重建算法的分析使邊際品位下移，促進延長礦山壽命；另一方面，通過智能分選提前拋廢，大幅節(jié)約運輸、水、電和化學(xué)藥劑成本，助力綠色礦山的可持續(xù)性發(fā)展。
毋庸置疑，人工智能技術(shù)在礦業(yè)場景應(yīng)用的不斷深化，將為礦產(chǎn)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、加快制造強國建設(shè)、發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟、實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略等方面提供強有力的支撐。
