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式迫在眉睫揭秘我國機器人發(fā)展：從機械手到服務機器人我國紡

來源：互聯(lián)網(wǎng)

 

機械手：我國最早的一批工業(yè)機器人

　　提起機器人，或許你會首先聯(lián)想起美國大片《變形金剛》。然而，曹祥康告訴記者，現(xiàn)實生活中的機器人并不一定具有人的外形特征，美國1958年研制出第一臺工業(yè)機器人，外形有點像坦克，我國早期的機器人也與人形相去甚遠。

　　上世紀70年代初期，我國科技人員從外文雜志上敏銳地捕捉到國外機器人研究的信息，開始自發(fā)地研究機器人?！澳菚r進口雜志很貴，研究單位不舍得買，每次都要騎車到機械工業(yè)情報所查資料，俄文還可以，英語不太在行，只好一邊學英語一邊找資料?！逼鸩降钠D辛遠不止這些?！暗娜硕加貌涣诉€搞機器人？”上海出版的某刊物更是把機器人視為批判對象，扣上一頂“唯心主義的偽科學”的帽子。

　　對此，曹祥康說，人口眾多，但并非任何惡劣環(huán)境都適合人去作業(yè)，諸如粉塵、毒氣、噪聲、振動、高低溫、放射性、高壓帶電、水下作業(yè)等惡劣工作環(huán)境下，用機器人作業(yè)，可以把人解放出來。不過，“為了保險起見，大家決定將robot翻譯成‘機械手’。”

　　在科研院所和高?！皭貉a”機器人理論的同時，工廠技術人員也開始在實踐中尋求突破。當時，在我國工廠沖壓作業(yè)上下料時，由于生產(chǎn)節(jié)拍過快，又缺乏相應的安全保護設置，工人稍有不慎，手指就可能被切斷?！俺鲇趯と穗A級的感情”，加上技術革新的需要，上海、東北等地工廠的技術人員自發(fā)地研發(fā)機械手，如上海汽車配件二廠研制的汽車燈殼沖壓機械手、天津鍛壓機械廠研制的鍛件上下料機械手，這就是我國最早的一批工業(yè)機器人。

　　“早期機械手的控制原理很簡單，基本上就是‘擋塊’定位，換做沖壓別的零件，就擰擰螺絲調整一下‘擋塊’的位置。曹老話鋒一轉，“就是這些簡單的技術，卻解決了很多實際問題，工廠斷指事故明顯減少，工作效率也大大提高?！?/FONT>

工業(yè)機器人：駛入規(guī)劃發(fā)展的快車道

　　80年代中期，我國機器人的研發(fā)單位大大小小已有200多家，然而，由于多半從事的是低水平、重復性的研究，全國尚無一臺機器人產(chǎn)品問世，直至1985年，我國機器人才迎來了“春天”。

　　1983年12月，新華社內參上一篇建議我國發(fā)展機器人技術的文章直抵，時任計委宋平做了“給與重視、適當支持”的批示。“計委科技司司長傳達給我，讓我們盡快組織專家論證，提交工業(yè)機器人‘七五’發(fā)展規(guī)劃的初步框架?！辈芟榭诞斖砑拥厮恢X，平時舍不得打電話的他破例給一些外地同行掛了長途。

　　1985年，工業(yè)機器人被列入了“七五”科技攻關計劃研究重點，目標鎖定在工業(yè)機器人基礎技術、基礎器件、搬運、噴涂和焊接機器人的研究等五個方面。

　　“按照規(guī)劃要求，不僅要做出樣機，還要將樣機用于生產(chǎn)?！辈芟榭笛芯渴邑撠焽娖釞C器人。留給他們的時間不足4年，當時面臨的困難可想而知，但誰也沒想過退縮?！澳贸鲥X讓我們做，拼了命也要做成。”曹祥康的話擲地有聲。

　　正是憑著這股兒拼勁，1990年，工業(yè)噴漆機器人PJ-1如期完成。這是我國第一臺噴漆機器人，專家鑒定結果認為：“其主要技術性能達到80年代中期國外同類產(chǎn)品水平?！边@臺機器人也成了明星，“戴著大紅花到各地展覽，甚是風光”。

與此同時，其他幾種機器人的商品樣機也已完成，還分別在第一汽車廠、第二汽車廠和南京汽車廠建立了自動噴漆生產(chǎn)線，駕駛室焊接線、弧焊工作站等應用示范點?！肮?jié)了從外國技術引進的費用近數(shù)百萬美元?！备鼮橹饕氖?，我國形成了一支從事機器人研發(fā)的技術隊伍。說到這里，曹祥康開心地笑了。

　　從90年代初期起，在“863”計劃支持下，我國工業(yè)機器人又在實踐中邁進步，具有自主知識產(chǎn)權的點焊、弧焊、裝配、噴漆、切割、搬運、包裝碼垛等7種工業(yè)機器人產(chǎn)品相繼問世，還實施了100多項機器人應用工程、建立了20余個機器人產(chǎn)業(yè)化基地。

　　國際競爭中，我國工業(yè)機器人的優(yōu)勢也日益凸顯。清華大學計算機科學與技術系教授，第四屆、五屆“863”智能機器人主題專家組組長賈培發(fā)舉例說，1995年，京城摩托車廠計劃建立9個機器人工作站，雖然世界著名機器人廠商ABB公司再三承諾比我國新松公司報價都要低很多，京城最終還是選擇了新松。

水下機器人：機器人技術躋身世界前列

　　1997年6月18日，我國機器人領域值得自豪的日子。煙波浩淼的大海作證：我國6000米無纜水下機器人試驗應用成功，標志著我國水下機器人技術已達到世界先進水平，我國成為世界上少數(shù)具有深海探測能力的之一，為我國新世紀海洋資源贏得了主動權。

　　“人們將其視為成功發(fā)射了一顆返回式的‘海洋衛(wèi)星’。”賈培發(fā)說。

　　這樣的評價并不為過。在約6000米的深海中，大拇指指甲蓋大的面積要承受將近1噸的壓力；受海水和海流的影響，水下機器人要比空中更難指揮和定位；由于電磁波在水中信號衰減嚴重，只能用聲納聯(lián)絡；為了對抗海水對材料的腐蝕，必須采用抗腐的特殊材料；空中衛(wèi)星能采用太陽能電池供電，而水下機器人只能自帶“干糧”……

　　上世紀七八十年代，科學院沈陽自動化所蔣新松提出“結合國情，把特殊環(huán)境下工作的機器人作為機器人技術發(fā)展的突破口”的設想。有一次，他在南海艦隊調研時了解到，因海上救撈或開采石油的需要，潛水員在水下工作時，20米以下很難看清目標，50米以下深水作業(yè)時只能靠手摸，對人體傷害極大，潛水員有時水下呼吸所需費用一分鐘相當于一克黃金。

　　這更堅定了蔣新松研究水下機器人的決心。在幾位德高望重的科學家鼎力支持下，蔣新松得到科學院100多萬元的科研經(jīng)費，開始了“海人一號”100米水下機器人的研制，該機器人于1985年、1986年先后首航和深潛試驗成功?！捌呶濉逼陂g，將“海洋和水下機器人技術”列為科技攻關重點項目之一。

　　然而，“在863計劃實施之前，我國研制的都是有纜遙控水下機器人，工作深度僅為300米?！辟Z培發(fā)說。

　　1986年底，24號文件把智能機器人列為863計劃自動化領域兩大主題之一，代號為512，其主要目標是“世界先進水平，研發(fā)水下機器人等極限環(huán)境下作業(yè)的特種機器人”。

　　在863計劃精心組織下，1994年“探索者”號研制成功，它工作深度達到1000米，甩掉了與母船間聯(lián)系的電纜，實現(xiàn)了從有纜向無纜的飛躍。從1992年6月起，又與俄羅斯科學院海洋技術研究所合作，以我方為主，先后研制出了“CR-01、CR-02”6000米無纜自治水下機器人，為我國深海資源的調查提供了先進裝備。

　　2008年，水下機器人首次用于我國第三次北極科考冰下試驗，獲取了海冰厚度、冰底形態(tài)等大量第一手科研資料。

　　“過去我們在國外考察時，深水作業(yè)機器人連參觀都不讓，90年代他們出費用請我們過去，我們想看啥看啥，他們是想跟我們合作?！苯穹俏舯鹊淖兓屬Z培發(fā)無比自豪。

服務機器人：未來社會不可或缺的幫手

　　家中老人戴上腕表式監(jiān)測儀，它就可24小時監(jiān)測老人的血氧和脈搏變化，發(fā)現(xiàn)異常時，會立刻趕到老人身邊做出語音提醒，并給其家人發(fā)送報警短信；當發(fā)現(xiàn)陌生人闖入時，它會發(fā)出警報，并對陌生人拍照，以彩信的方式發(fā)送到主人的手機上；它還是小朋友忠實的小伙伴，其豐富的兒童教育娛樂資源更是讓小朋友在互動交流中輕松學到知識……

　　2008年11月25日，國內首臺家用網(wǎng)絡智能機器人——塔米（Tami）在北京亮相，以上這些科幻作品中出現(xiàn)的場景成為現(xiàn)實。

　　北京航空航天大學機械工程及自動化學院院長，第六屆863計劃機器人技術主題專家組組長王田苗告訴記者，相對于已經(jīng)成熟的工業(yè)機器人來說，我國服務機器人起步較晚，與國外也存在較大差距。“我們基本上是一邊需要補工業(yè)機器人，一邊還需要發(fā)展服務機器人?！?/FONT>

　　他介紹說，我國服務機器人的研究始于90年代中后期。近年來，在863計劃的支持下，我國“服務機器人軍團”不斷壯大：

　　仿人機器人走出實驗室，我國成為繼日本之后投入實際展示應用的第二個；

　　烹飪機器人實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)，它能做出50多種美味菜肴，烹飪水平不低于專業(yè)廚師；

　　機器人護理床、智能輪椅等各種助老助殘服務機器人相繼問世，并積極推進服務機器人產(chǎn)業(yè)化進程；

　　國內的大型玩具企業(yè)正在和科研院所合作，研發(fā)高端玩具機器人產(chǎn)品，企業(yè)的積極參與將推動以高端玩具為代表的教育娛樂機器人的產(chǎn)業(yè)化進程……

　　“2005年，我國服務機器人市場開始初具規(guī)模?！蓖?，發(fā)展服務機器人被列為 863計劃先進制造與自動化技術領域重點項目。2006年，發(fā)展智能服務機器人被列為《中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》。2008年，科技將北京四季青模范敬老院和上海徐家匯福利院列為服務機器人應用示范區(qū)。

　　目前，我國的服務機器人主要有吸塵器機器人，教育、娛樂、保安機器人，智能輪椅機器人，智能穿戴機器人，智能玩具機器人，同時還有一批為服務機器人提供核心控制器、傳感器和驅動器功能件的企業(yè)。

　　據(jù)預測，隨著老齡化社會的到來，在未來的十年之內，服務機器人在的需求會有明顯的增長，家庭護理機器人、玩具機器人、安控機器人、清潔機器人將是最為需要的。預計到2010年，兒童玩具機器人的消費將達到100億元以上。

　　對此，王田苗表示，我國有望在十年內突破仿生材料與機構、感知技術、自主移動與控制技術、人—機交互技術等一些服務機器人關鍵技術?！暗侥菚r，距離服務機器人真正走入社會和尋常百姓家就更近了一步?！?/FONT>

　　而在此前，人工智能學會副理事長洪炳镕教授也曾表示，“20世紀90年代，我們進入因特網(wǎng)時代；21世紀前半葉，我們將進入機器人時代。從現(xiàn)在起，再過10年，機器人有望進入普通人家庭?！?/FONT>

講述

曹祥康：難忘兩次學術交流會

　　1977年，全國機械手技術交流在浙江嘉興，這是我國歷史上第一個以機器人為主題的大型會議。

　　作為的主持人，曹祥康“沒想到會來那么多人”：會前正式發(fā)函的有百十來人，最后來了小500人。除西藏以外，全國各市都有代表參會。

　　時隔30多年，曹老憶起當年的“壯觀場面”仍激動不已?！耙粋€招待所住不下，只好分住在幾個招待所，開會時按照提前設定好的路線，把各個招待所的人都‘串’起來。”

　　參會的人太多，會場不得不臨時改在一間舊工棚。很多代表都爭先恐后地上臺介紹經(jīng)驗，“臺上講得認真，臺下聽得起勁?！辈芾险f，當時開會都是自帶糧票，差旅費也是自理，即便這樣也擋不住大家的熱情，代表白天聽完報告，晚上還追到其他代表住處要圖紙，能拿到一張飄著墨香的油印材料都被當寶貝似的留著。

　　這次會議開啟了我國機器人學術交流的新紀元。此后，有關機器人技術的學術交流會幾乎年年不斷，對我國機器人技術發(fā)展產(chǎn)生重大影響的機械工程學會工業(yè)機器人專業(yè)和自動化學會機器人專業(yè)也于1983年和1985年相繼，前者是曹祥康，后者是蔣新松，兩個分別協(xié)助主管門完成了“七五機器人攻關”和“863計劃智能主題”發(fā)展規(guī)劃。

　　1978年，應中日友好協(xié)會邀請，日本早稻田大學機器人專家加藤一郎來北京訪問交流，從而打開了我國機器人對外交流的窗口。

　　加藤一郎，1969年率先研制出世界上第一臺會用雙腳走路的機器人，從而贏得“仿人機器人之父”的美譽。然而，之初，別說普通百姓，就是學者對他也知之甚少。

　　“中日友好協(xié)會讓我組織國內學者去聽報告。一聽說日本的機器人專家要來講學，大家高興地不得了，五六十人接到通知全來了，至于加藤一郎是做機器人哪方面研究的都不太清楚?！辈芟榭祷貞浾f。

　　由于語言和技術等多方面的原因，我國學者對加藤一郎的報告還“聽不太懂”，印象最深的是加藤一郎帶來了一盤仿人機器人的錄像帶?！斑@臺機器人看起來非常笨重，出場像‘人猿泰山’一樣，10多秒才邁出一小步，這在當時已經(jīng)十分了不起了，我國學者大開眼界。”更為主要的是，我國機器人行業(yè)對外學術交流的大門由此打開。此后，美國、日本等的教授陸續(xù)來華訪問交流，我國機器人領域的專家也開始走出國門。

　　相比之下，說起當年我國學者的住處，更像是一段奇聞軼事。曹祥康說，當時北京招待所少，沒辦法只好住在德勝門外大街的一家大車店，學者們擠在幾張大通鋪上睡，出門就是牲口棚和飼料槽，條件甚是艱苦?！澳菗軄韰⒓訉W術交流的人后來大多成了教授，哈爾濱工業(yè)大學的安永成、上海大學的姚志良等等。當然，這是后話……”

專家簡介：

曹祥康 浙江黃巖人，1938年7月生。

　　北京機械工業(yè)自動化研究所高級工程師現(xiàn)在科技高技術發(fā)展中心擔任863重大工程項目一汽工業(yè)機器人應用與產(chǎn)業(yè)化項目及"弧焊機器人產(chǎn)業(yè)化及應用工程"的監(jiān)理工作。

　　70年代初開始研制工業(yè)機器人，1974-1986年任北京機械工業(yè)自動化研究所機器人研究室。組織研制和噴漆機器人、機器人測試方法和設備等項目。同時還積極組織開展全國工業(yè)機器人行業(yè)技術交流。1983年機械工程學會工業(yè)機器人專業(yè)，任。任職期間多次向有關委積極反映，吁請支持發(fā)展機器人技術。1986年，機器人列入"七五"國際科技攻關項目，曹祥康任咨詢專家。曾任機器人標準化技術，組織開展全國工業(yè)機器人技術標準制定工作，與國際標準相對應建立了我國工業(yè)機器人的發(fā)展提出建議，推動了我國機器人技術發(fā)展。曹祥康作為我國機器人事業(yè)的開創(chuàng)者之一，對機器人研究的啟動和發(fā)展做出了重要貢獻。

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