作者:彭科峰 来源:中国科学报 发布时间:2014-8-18 9:41:02
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中国科学报:探访“机器人王国”


 

白春礼院长视察中科院沈阳自动化所。


 

桑子刚(右二)介绍水下条件实验室情况


 

深水溢油事故处置机器人


 

无人机和水下机器人 彭科峰摄

中国目前的机器人研发情况如何?我们的技术和制造能力能不能应对全球机器人市场竞争?记者带您走进中国机器人的摇篮,一探究竟。

■本报记者 彭科峰

机器人产业的热度正在不断攀升。

在此前召开的两院院士大会上,习近平总书记给中国科学家提出了这样一个命题:我国将成为机器人的最大市场,我们不仅要把我国机器人水平提高上去,而且要尽可能多地占领市场。

那么,中国目前的机器人研发情况如何?我们的技术和制造能力能不能应对这场竞争?带着这些问题,《中国科学报》记者来到中国机器人的发源地——中科院沈阳自动化所进行了深入采访。

服务国家重大战略需求

1958年,伴随着我国第一个科学技术发展远景规划纲要的实施,中科院沈阳自动化所应运而生。

“五十多年来,沈阳自动化所在自动化科学与工程领域不断探索,为国民经济、社会发展和国家安全作出突出贡献,是机器人技术国家工程研究中心、机器人学国家重点实验室等9个国家及省部级重点实验室和工程中心的依托单位。我们的主要研究方向是机器人、工业自动化和光电信息处理。”沈阳自动化所党委书记、副所长桑子刚向记者介绍。沈阳自动化所作为中国机器人事业的摇篮,在中国机器人事业发展史上创造了二十多个第一,引领了中国机器人技术的研究发展。

据了解,我国首台能够完成潜水深度6000米的自主水下机器人CR-01,就是沈阳自动化所的科研成果。而近年来,不断刷新海试深度的“蛟龙”号载人潜水器,其核心的“龙脑”——具备自动定向、定深、定高以及悬停定位功能的控制系统,也是由该所自主研制。

“可以说,沈阳自动化所在服务于国家重大战略需求方面,发挥了不可替代的作用。”桑子刚说。

在去年发生的四川芦山地震中,沈阳自动化所研发的变形机器人也发挥了重要作用。在断壁残垣内,只需要一个狭小的空间,变形机器人就可以进入其中,搜索生命信号。

在实验室内,记者见到了这个有着黄色外壳、不足一米高的变形机器人。它能够依靠两个轮子自由行走,当遇到类似楼梯的障碍时,可以随时变换两个轮子的高度,自主变化自己的机械“身形”,爬上障碍物。

“这种类型的机器人其实有很多种,它们具有高通过能力,良好的机动性、环境适应性、耐久性等显著特点,满足灾后搜索与救援、反恐防爆、城市作战侦察等任务需求。”沈阳自动化所研究员李斌介绍说,“目前,废墟洞穴搜救可变形机器人已在中国地震应急搜救中心进行了示范应用,形成了产品化的机器人装备。”

水下机器人成重点

回顾中科院沈阳自动化所的历史,水下机器人一直是该所的重点研究方向。这源于“中国机器人之父”蒋新松院士。

从1980年至1994年,蒋新松任沈阳自动化所所长14年。他从国外机器人发展和中国的国情出发,研究我国的发展对策,提出选择水下机器人作为我国发展机器人的“突破口”和攻坚目标。1979年11月,“智能机器人在海洋中的应用”这一课题,得到了中科院职能部门的初步认同。蒋新松组织队伍协同攻关,解决了一个又一个技术难题,最终于1985年12月实现了中国第一台水下机器人样机首航成功。

“这一‘突破口’的选择具有历史意义,为我国机器人研究与应用作出了开创性的成就。”桑子刚说。

桑子刚带记者来到水下机器人实验室,记者亲身体验了深水溢油事故处置机器人的运行过程。从外形来看,这种机器人看上去像一个长方形的黄色盒子,长约1米,其背部的圆孔牵引出一条缆带,和岸边的操作设备相联系。科研人员启动开关后,机器人前部的两个探照灯瞬间亮了起来,在水中发出淡黄色的光,其前侧的两根机械臂也开始缓缓伸展开来。

“这种机器人可以有缆带牵引,也可以去掉缆带。”桑子刚介绍说,这种机器人是在国家科技支撑计划课题支持下,以深水环境中发生沉船及其他溢油事故的处置为背景进行研发的,它不但可以提高水下面的监控水平,还可以提高我国深水溢油事故处置的应急反应能力和技术水平。

记者了解到,目前这里的水下机器人都是首先在室内的水池里进行模拟实验,成熟后再运往湖泊进行实地检验。“希望未来我们的实验室面积能够更大,能容纳下更大体积的水下机器人。”桑子刚说。

期待更大突破

对于中科院沈阳自动化所这个“机器人王国”来说,不断创新和开发机器人的种类,永无止境。

“目前,我们也在开展研发仿生形态的机器人,比如这个蛇形机器人。”李斌指着眼前正在蠕动的一条“长蛇”告诉记者。这条“蛇”有着灰褐色的外表,看上去和普通的蛇并没有什么区别,也和蛇一样依靠腹部的力量爬行,“这种机器人模拟蛇的形态和动作,其操作系统也是由我们所自主研发的”。

展望未来,桑子刚对机器人产业发展充满信心,目前中国国内第一家上市的机器人公司——新松机器人自动化股份有限公司就是从该所孕育而来,目前市值已经超过150亿元人民币。该所自主研发的用于车间装配的工业机器人,近年来远销欧美,为中国的机器人赢得良好声誉。

“中央提出要发展制造强国,机器人产业可以说是制造业皇冠上的明珠,其研发、制造和应用已经成为衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的标志。目前我们的机器人产业正在迅速发展中,作为国内机器人工业的领头羊,沈阳自动化所必将抓住机遇,不断创造新的辉煌。”桑子刚说。

中科院沈阳自动化所所长于海斌则表示,沈阳自动化所将以不断解决我国制造业和国家安全长远发展的重大科技问题,不断突破绿色智能制造、高端制造装备、智能服务机器人和光电信息技术领域的前瞻科技问题为己任,“在解决基础性、战略性、前瞻性重大科技问题上发挥好骨干和攻坚克难的作用,为建设创新型国家作出新的更大的贡献”。

《中国科学报》 (2014-08-18 第5版 创新周刊)
 
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