南非採礦業的無人機：約翰內斯堡大學亨德里克·格羅布勒訪談錄
Flyability
在這次採訪中，我們從 Grobler 副教授那裡聽到了關於南非採用無人機進行採礦的情況，包括使用無人機來提高采礦作業的安全性、效率和數據收集。
您在南非採礦業的職業道路是怎樣的？
我於 1991 年畢業於約翰內斯堡大學採礦工程與礦山測量系，獲得礦山測量資格。
在南非，從事採礦業的人員還需要獲得額外的資格，稱為政府能力證書。我在 1994 年通過了我的考試，在接下來的 13 年裡，我繼續在金礦、鎳礦和鉑金礦工作。
2007 年，我開始在約翰內斯堡大學任教，在我最初獲得第一個資格證書的同一個系。
Grobler 副教授與來自 Flyability 和 GammaTec 的代表
告訴我們約翰內斯堡大學的採礦工程和礦山測量系。該部門是做什麼的？
2026年採礦工程與礦山測量係將迎來100歲生日，所以我們已經活躍了相當長的時間。
該系提供採礦工程學士學位和礦山測量學士學位，之後我們還提供榮譽和碩士項目。目前，我們提供的四個學位課程每年培訓約 600 名採礦工程師和礦山測量員。
就業能力是該部門重點關注的領域。我們的大多數學生在開始與我們一起學習之前就已經在礦山工作，或者在完成學業後直接從事這項工作。
科室有哪些獨特的培訓設施？
幾年前，我們在校園裡修建了一條隧道，可以用作模擬礦山。為了建造模擬礦山，我們進入了一個有豎井的地下室，並在其中開發了一個典型的礦山佈局。這是一個非常特殊的項目——目前，世界上只有屈指可數的模擬礦山。
隧道用於本科生實訓，不用天天帶學生去實際礦山，讓他們動手學採礦。
模擬礦山圖片
我們還使用隧道來測試和演示新技術。當我們遇到無人機、機器人等新技術在採礦中的應用時，我們可以把它帶到隧道裡去練習。我們在那裡操作過波士頓動力公司的 Spot 機器人，以及 Flyability 的 Elios 3。
除了隧道之外，該系還為學生建立了一個廣泛的虛擬現實平台。我們有一個液壓鑽機和一個爆破牆，我們的學生可以在虛擬現實環境中練習放置炸藥和爆破。
無人機如何用於採礦？
勘測和檢查是我們在採礦中看到的無人機的兩個主要用例。
根據規定，我們必須每三個月到一年更新一次地面計劃。無人機可以幫助完成這項工作，這樣人們就不必四處走動並將自己暴露在極端條件下來獲取這些數據。
對於檢查，可以在礦井內部使用無人機來收集礦井不穩定區域內的視覺和LiDAR 數據，調查掛起的原因，並普遍提高我們對地下不同區域的了解。
在採礦中使用無人機有哪些優勢？
兩大優勢是安全和效率。使用無人機測量地表體積意味著可以顯著節省時間並降低測量團隊的風險暴露
還有一個遠程數據收集工具可以進入地下不穩定或難以到達的區域並在那裡快速收集高質量數據的效率。
該數據可以使參與採礦作業的多個人受益，包括機械工程師、豎井工程師、測量員和地質學家。這種工具——無人機——只配備了一個傳感器，可以為四個人提供他們工作所需的信息。
安全也是我認為幫助處理緊急情況的一個好處。我們最近遇到了這樣一種情況，救援人員在試圖尋找據報在礦井中失踪的人時因極端高溫而死亡。情況很糟糕。
南非的礦山可能非常熱。在極熱、通風不良的地區工作的救援隊面臨著被這些條件所克服的風險。
使用無人機，您可以將它飛到尋找失踪人員的區域，還可以測量溫度並遠程評估情況，然後再冒險親自進入。
儘管在採礦方面，我們已經大大改善了南非的健康和安全措施，但死亡人數太多了。採礦業在這裡是一個龐大的產業——我們現在有大約 50 萬人從事採礦業，因此任何有助於拯救生命的技術都受到熱烈歡迎。
而這正是無人機等遠程操作設備可以提供幫助的地方。最終，無人機可能有助於將這一數字降至零。
對於人們如何使用無人機在礦山工作，您有什麼擔憂？
南非有一些非常嚴格的無人機許可要求，但我們發現一些採礦作業正在使用無人機，而他們的飛行員沒有獲得商業無人機許可或沒有適當地許可他們的無人機。
如果一家礦業公司被發現使用未經許可的無人機，它可能會遇到很多麻煩，包括來自南非礦產資源部的罰款和刑事指控。
培訓也存在一個問題，我們看到人們在開始使用無人機在礦山工作之前沒有獲得所需的適當經驗。
因此，我們試圖傳達這樣的信息：您不僅需要遵守法律，還需要接受適當的培訓。僅僅因為你擁有一架廉價的消費級無人機並不意味著你可以將它帶到礦山並開始在那里工作。
您認為 Flyability 的 Elios 3 對採礦工作有何好處？
Elios 2 是我見過的第一架 Flyability 無人機。首先讓我印象深刻的是防滾架，這是一個防撞裝置的好主意。
但是 Elios 2 需要一些改進來提高穩定性。對於任何測量員來說，穩定性是第一考驗。如果無人機不穩定，那麼我們就不會相信它收集的數據。
但所有這些穩定性問題都已通過 Elios 3 得到解決。
Elios 3 非常穩定。事實上，前幾天，當我們測試 Elios 3 時，我們實際上在無人機上面放了一個安全帽，它根本沒有動。
我也喜歡你可以使用 Elios 3 上下旋轉相機。我們實際上能夠使用 Elios 3 通過旋轉相機來識別屋頂和挖掘側壁中的測量點或樁。
Elios 3 帶有 LiDAR 傳感器。使用配備 LiDAR 傳感功能的室內無人機可以為採礦作業帶來哪些好處？
事實上，Elios 3 上的 LiDAR 現在不僅是一架檢查無人機，它還是一架用於繪製無法進入的區域和塊狀崩塌區域的無人機，讓您可以立即看到這些空間的完整尺寸。對於我們所需要的，這是一個非常有用的工具。
與攝影測量相比，LiDAR 具有不需要照明的優勢。
LiDAR 可以穿透我們在採礦中經常遇到的灰塵和煙霧。尤其是在我們在南非採礦時經常遇到的非常炎熱的環境中，您的能見度可能會降至不到兩米（6.5 英尺）。所以 LiDAR 數據非常適合挖掘，因為無論您遇到任何可見性問題，我們都可以使用它。
Elios 3 的 LiDAR 傳感器在模擬礦井中飛行時發出綠色光
LiDAR 傳感還可以幫助您飛行，即使您看不見，因為您可以實時創建3D 地圖，顯示無人機的位置。
我也喜歡 LiDAR 允許您拾取紋理，有時還可以拾取聯繫人。我們已經用航空激光雷達在地下完成了大量的地面測繪，我們已經能夠用它來發現地質災害，比如斷層和堤壩。
礦石通道的掛斷檢查是 LiDAR 真正有用的另一個領域。這些是垂直或剛好不垂直的豎井，在那裡可能會因泥土或其他障礙物而造成停滯或堵塞。
無人機對南非採礦作業的未來前景如何？
目前，我們仍處於在南非採用無人機進行採礦的相當早的階段。
對於一些人來說，他們想知道無人機和其他機器人工具（如 Spot）是否只是尋求解決方案的技術，以及我們是否真的需要這樣的工具。
我認為情況並非如此。
如果我們真的想讓我們的礦山工作更安全，我們就需要開始使用無人機。事實上，我認為無人機已經在南非的採礦業中證明了自己。我認為目前在該國運營的任何礦場都沒有現場某種形式的無人機技術，或者可以在附近立即使用無人機技術。
因此，我們現在需要做的主要事情是使這項技術成為主流，並幫助推動更廣泛的採用。
我的觀點是，每個礦場都應該至少擁有一架像 Flyability 這樣的無人機，而不是讓礦山僱用無人機飛行員作為承包商來做一些檢查工作然後離開，這樣他們就可以在他們的操作之間輪換使用.
理想情況下，如果現場有更多的無人機，每個豎井上都有一架，那就太好了。這將允許您每天或至少每週實際規劃您的目標。
