在全球数字化转型浪潮中，感知技术是实现矿山智能化的关键支撑。本文结合Robo Lab出品的《2025全球感知技术十大趋势预测》报告，共同探讨随着技术标准完善、硬件升级和跨领域创新，感知技术将如何在矿山大规模应用，推动矿山产业升级，从传统开采迈向智能、高效、安全的发展新阶段，成为矿山行业变革的核心动力 。
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多模态感知融合技术，是将视觉、听觉、触觉、嗅觉等多种感知模态的数据进行整合，以实现更全面、准确的环境认知。在矿山场景中，单一传感器往往存在局限性，难以应对复杂多变的环境。例如，摄像头在光线不足或粉尘较多的情况下，视觉效果会大打折扣；而雷达虽然能有效检测距离，但对物体的细节特征识别能力较弱。
通过多模态感知融合技术，可将摄像头的视觉信息、雷达的距离信息、气体传感器的环境信息等进行融合分析。在矿山开采过程中，能实时监测岩石的结构变化、设备的运行状态以及周围环境的气体浓度等。一旦出现异常，系统可及时发出警报，提前预防事故发生。如在地下矿山中，利用多模态传感器网络，可全方位感知巷道的稳定性，对潜在的坍塌风险进行精准预警，保障矿工的生命安全。
在矿山运输环节，多模态感知融合技术可应用于矿车自动驾驶系统。通过融合摄像头、雷达、激光传感器等数据，矿车能够更准确地识别道路状况、障碍物以及其他车辆，实现安全高效的自动驾驶，提高运输效率，降低人力成本和事故发生率。
3D 感知与空间计算技术通过激光雷达、结构光等技术手段，获取周围环境的三维信息，并利用空间计算算法进行分析和处理。在矿山行业，这一技术有着广泛的应用前景。
在矿山勘探阶段，3D 感知技术能够快速构建矿山地质结构的三维模型。通过对模型的分析，地质学家可以更清晰地了解矿体的分布、走向以及岩石的特性，为开采方案的制定提供精准的数据支持。与传统的勘探方法相比，大大提高了勘探效率和精度，减少了勘探成本。
在矿山开采过程中，3D 感知与空间计算技术可用于实时监测开采进度和矿石产量。通过对开采现场的三维建模，能够精确计算出已开采的矿石量，以及剩余矿体的储量，帮助管理人员合理安排生产计划。同时，还能对开采设备的运行轨迹进行监测和优化，确保设备在最佳状态下运行，提高开采效率。
此外，在矿山安全管理方面，3D 感知技术可以构建矿山的虚拟模型，对矿山的通风系统、排水系统等进行模拟分析，提前发现潜在的安全隐患，并制定相应的解决方案。例如，通过模拟通风系统的气流分布，优化通风设备的布局，确保井下空气流通顺畅，为矿工创造良好的工作环境。
5G/6G 技术的高速率、低延迟和大连接特性，为矿山行业的感知技术带来了革命性的变化。在矿山环境中，实时、准确的数据传输至关重要。
5G/6G 赋能的超低延迟感知技术，使得矿山设备之间的数据传输几乎实现了零延迟。在矿山自动化生产系统中，传感器采集到的数据能够实时传输到控制中心，控制中心的指令也能迅速下达给执行设备，实现设备的精准控制。例如，在自动化采矿设备中，通过 5G/6G 网络，设备能够实时感知矿石的硬度、矿体的形状等信息，并根据这些信息自动调整开采参数，提高开采效率和矿石质量。
在矿山运输方面，5G/6G 技术可支持矿车的远程自动驾驶和智能调度。通过实时获取道路状况、车辆位置等信息，调度系统能够对矿车进行优化调度，避免交通拥堵，提高运输效率。同时，远程驾驶功能也为操作人员提供了更加安全、便捷的操作方式，操作人员可以在远离矿山的控制中心对矿车进行实时操控，减少了在危险环境中的作业时间。
此外，5G/6G 技术还能为矿山的安全监测和应急救援提供有力支持。在矿山安全监测系统中，高清摄像头采集到的视频数据能够通过 5G/6G 网络实时传输到监控中心，便于管理人员及时发现安全隐患。在应急救援时，救援人员可以通过 5G/6G 网络实时回传现场情况，为后方指挥中心提供决策依据，同时接收指挥中心的远程指导，提高救援效率。
语音与情感识别的高级化技术，使机器能够更加准确地理解人类的语言和情感，实现更加自然、流畅的人机交互。在矿山行业，这一技术可应用于多个环节。
在矿山设备的操作和控制方面，语音识别技术可以让操作人员通过语音指令来控制设备，无需手动操作复杂的控制面板。例如，在操作大型挖掘机、装载机等设备时，操作人员只需说出相应的指令，设备就能自动执行挖掘、装载、运输等任务，大大提高了操作的便捷性和效率。同时，情感识别技术还能根据操作人员的语音语调，判断其情绪状态，如疲劳、紧张等，及时提醒操作人员休息或调整工作状态，保障作业安全。
在矿山安全培训和教育方面，语音与情感识别技术可用于智能教学系统。通过识别学员的语音提问和情感反应，系统能够自动调整教学内容和方式，提供个性化的培训服务。例如，当学员对某个知识点表现出困惑或焦虑情绪时，系统可以重复讲解该知识点，或者提供更多的案例和解释，帮助学员更好地理解和掌握。
此外，在矿山的日常管理中，语音与情感识别技术也能发挥作用。例如，在矿山的调度中心，通过语音识别技术，调度员可以快速下达调度指令，提高调度效率。同时，情感识别技术还能帮助管理人员了解员工的工作状态和情绪，及时发现问题并采取相应的措施，提高员工的工作积极性和满意度。
生物感知与数字健康技术通过可穿戴设备、传感器等手段，实时监测人体的生理参数，如心率、血压、体温、血氧饱和度等，并利用数据分析和人工智能技术，对人体健康状况进行评估和预警。在矿山行业，这一技术对于保障矿工的身体健康具有重要意义。
在矿山作业环境中，由于工作强度大、工作时间长以及恶劣的工作环境，矿工容易出现身体疲劳、中暑、尘肺病等健康问题。生物感知与数字健康技术可以实时监测矿工的身体状况，一旦发现异常，如心率过快、体温过高、血氧饱和度下降等，系统会立即发出警报，提醒矿工及时休息或就医。同时，通过对长期监测数据的分析，还可以预测矿工可能出现的健康问题，提前采取预防措施。
例如，通过可穿戴设备监测矿工的心率变异性，能够评估其身体的疲劳程度。当发现矿工的疲劳程度超过一定阈值时，系统可以自动调整工作安排，让矿工得到充分的休息，避免因疲劳作业而引发安全事故。在预防尘肺病方面，可通过监测矿工周围环境中的粉尘浓度，以及矿工的呼吸频率、肺部功能等指标，及时发现潜在的健康风险，并采取相应的防护措施。
此外，生物感知与数字健康技术还可以与矿山的医疗保障系统相结合，实现远程医疗诊断和健康管理。矿工在工作现场出现身体不适时，可以通过可穿戴设备将自己的生理数据实时传输给医生，医生根据这些数据进行初步诊断，并提供相应的治疗建议。这对于地处偏远地区的矿山来说，能够大大提高医疗救治的及时性和有效性。
环境感知与自适应智能技术通过传感器网络，实时监测矿山周围的自然环境参数，如空气质量、水质、噪声、土壤状况等，并利用自适应算法和智能决策技术，实现对矿山环境的自动调节和优化管理。在矿山行业，这一技术对于实现绿色矿山建设和可持续发展具有重要作用。
在矿山开采过程中，会产生大量的粉尘、废水、废渣等污染物，对周围环境造成严重影响。环境感知与自适应智能技术可以实时监测这些污染物的排放情况，并根据监测数据自动调整开采工艺和环保设备的运行参数。例如，当监测到粉尘浓度超标时，系统可以自动启动喷雾降尘设备，增加降尘力度；当监测到废水的水质不达标时，系统可以自动调整污水处理工艺，确保废水达标排放。
在矿山的生态修复方面，环境感知与自适应智能技术也能发挥重要作用。通过监测矿山废弃地的土壤、植被等生态指标，系统可以根据生态恢复的需求，自动调整灌溉、施肥、种植等措施，促进矿山生态环境的快速恢复。例如，在矿山废弃地种植植被时，系统可以根据土壤的肥力和水分状况，自动调整灌溉水量和施肥量，提高植被的成活率和生长速度。
此外，环境感知与自适应智能技术还可以与矿山的安全管理系统相结合，实现对矿山环境安全的全方位监测和预警。例如，当监测到矿山周围的地质环境发生异常变化，如地震、山体滑坡等迹象时，系统可以及时发出警报，提醒相关人员采取应对措施，保障矿山的安全生产和人员安全。
增强现实（AR）与触觉反馈技术相结合，为矿山行业带来了全新的培训和操作体验。AR 技术通过将虚拟信息叠加在真实场景中，为用户提供更加直观、丰富的信息展示；而触觉反馈技术则通过模拟触摸、力觉等感觉，让用户在操作虚拟物体时能够获得真实的触感反馈。
在矿山安全培训方面，AR 与触觉反馈技术可以创建高度逼真的虚拟培训场景。矿工可以在虚拟环境中模拟进行各种危险作业，如爆破作业、设备维修等，通过亲身体验来学习安全操作规范和应急处理方法。在模拟操作过程中，触觉反馈设备可以为矿工提供真实的操作手感，如在操作工具时感受到的阻力、在接触危险物体时感受到的震动等，增强培训的真实感和效果。
在矿山设备的操作和维护方面，AR 与触觉反馈技术也能发挥重要作用。维修人员在对设备进行维修时，可以通过佩戴 AR 眼镜，获取设备的三维模型、维修手册、故障诊断信息等，同时通过触觉反馈手套对虚拟设备进行操作，模拟实际维修过程，提前规划维修方案，提高维修效率和准确性。例如，在对复杂的矿山机械设备进行维修时，维修人员可以通过 AR 眼镜看到设备内部的结构和零部件，通过触觉反馈手套模拟拆卸和安装零部件的过程，避免因误操作而造成设备损坏。
此外，AR 与触觉反馈技术还可以应用于矿山的远程协作。在矿山作业现场，操作人员可以通过 AR 设备将现场情况实时传输给远程专家，专家可以通过 AR 技术对现场进行指导，并通过触觉反馈设备对操作人员的操作进行远程纠正和示范，实现高效的远程协作。
气味与化学感知技术通过电子鼻、化学传感器等设备，对空气中的气味和化学物质进行检测和分析。在矿山行业，这一技术对于保障矿山安全和生产质量具有重要意义。
在矿山开采过程中，会产生各种有害气体，如瓦斯、一氧化碳、硫化氢等。气味与化学感知技术可以实时监测这些有害气体的浓度和种类，一旦发现气体超标，系统会立即发出警报，提醒矿工采取相应的防护措施，避免发生中毒、爆炸等安全事故。例如，在煤矿开采中，瓦斯是一种易燃易爆的气体，通过气味与化学感知技术对瓦斯浓度进行实时监测，能够有效预防瓦斯爆炸事故的发生。
在矿山的选矿环节，气味与化学感知技术可以用于检测矿石的成分和质量。不同种类的矿石具有不同的气味和化学特征，通过对这些特征的检测和分析，可以快速判断矿石的品位和可加工性，为选矿工艺的优化提供依据。例如，在铜矿石的选矿过程中，通过检测矿石中的铜含量和其他杂质的含量，调整选矿工艺参数，提高铜的回收率和精矿质量。
此外，气味与化学感知技术还可以用于矿山环境的监测和污染治理。通过检测矿山周围空气中的污染物成分和浓度，评估矿山对环境的影响，并采取相应的治理措施。例如，在矿山周边的河流和土壤中检测重金属等污染物的含量，及时发现环境污染问题，并采取修复措施，保护生态环境。
量子感知与极端条件测量技术利用量子力学原理，实现对物理量的超高精度测量。在矿山行业，这一技术虽然目前应用较少，但随着技术的发展，有望在一些特定领域发挥重要作用。
在矿山地质勘探方面，量子感知技术可以用于探测地下深部的矿体分布和地质结构。传统的勘探方法在探测深度和精度上存在一定的局限性，而量子感知技术能够利用量子态的敏感性，实现对地下微弱信号的高精度检测，为深部矿体的勘探提供新的技术手段。例如，通过量子重力仪可以测量地下不同物质的重力差异，从而推断出矿体的位置和规模。
在矿山材料研究方面，量子感知与极端条件测量技术可以用于研究矿石材料在极端条件下的物理性质和化学变化。例如，在高温、高压等极端条件下，研究矿石材料的晶体结构、电学性能、力学性能等变化规律，为矿石的加工和利用提供理论依据。同时，通过对矿石材料的微观结构和性质的研究，还可以开发新型的矿山材料和工艺，提高矿山资源的利用效率。
此外，量子感知技术还可以应用于矿山的安全监测领域。例如，通过量子传感器监测矿山设备的微小振动和应力变化，提前发现设备的潜在故障，保障设备的安全运行。在矿山的地震监测方面，量子感知技术也有望提高地震监测的精度和及时性，为矿山的地震预警和灾害预防提供更可靠的技术支持。
2025 年的感知技术十大趋势，为矿山行业的智能化、绿色化、安全化发展提供了强大的技术支撑。从多模态感知融合到量子感知与极端条件测量技术，每一项技术都在不同层面上推动着矿山行业的变革。这些技术的应用，将极大地提高矿山的生产效率、保障矿工的生命安全、减少对环境的影响，实现矿山行业的可持续发展。随着技术的不断进步和创新，相信感知技术将在矿山行业发挥更加重要的作用，开创矿山行业发展的新局面。