進入機器人新時代 自主核心技術(shù)是關(guān)鍵

　　日前，全球信息技術(shù)研究和分析機構(gòu)Gartner總結(jié)了2014年十大戰(zhàn)略技術(shù)趨勢，提出“智能機器時代將成為IT史上最具顛覆性的時代”，智能機器將加速消費化。

　　“智能機器聽起來比較遙遠，實際已在身邊逐步應(yīng)用?！敝锌圃簩幉ú牧纤苓\動與先進機器人技術(shù)團隊（以下簡稱“機器人團隊”）學術(shù)帶頭人張馳研究員在接受記者采訪時說，無論是家居產(chǎn)品、制造裝備，還是機器人技術(shù)，都將我們帶入越來越智能化的時代。

　　機器人團隊組建不足兩年，這是一個十足國際化的團隊，5個研究員均由海外引進。就在近期，這支國際化的團隊取得了兩項重要成果，分別是基于力控制的拋光機器人和自主導航機器人。依托技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗，機器人團隊正在醞釀精密運動與機器人技術(shù)的新突破。

　　機器人進行時

　　小Y慢慢走到金屬工件旁，通過機器視覺得到物體形狀和位移的三維云點信息，并傳達給控制系統(tǒng)；此后，通過力傳感器反饋，小Y根據(jù)表面變化控制力度大小，實現(xiàn)精確拋光。

　　小Y是存在于機器人團隊構(gòu)想中的拋光機器人。它代表了國際研究的熱點，即如何把熟練技工操作的知識和經(jīng)驗，通過各種傳感器、機器視覺等采集并存儲起來，形成專家系統(tǒng)教授給機器人，讓機器人模擬人的動作，達到熟練技術(shù)工人的操作效果。

　　“高度智能化機器人，涉及多學科交叉，實現(xiàn)起來難度很大?！睆堮Y說，這是國際機器人研究熱點。

　　長久以來，拋光工序大多通過手工處理來完成，費時費力效率低，而且產(chǎn)品一致性差。因此，自動拋光設(shè)備的需求日漸強烈。

　　而這種需求存在于很多行業(yè)和領(lǐng)域。比如在荷蘭飛利浦公司工廠內(nèi)，使用128具機械手臂組裝電動剃須刀。

　　用“機器人”打敗“人”，是美國“再工業(yè)化”戰(zhàn)略的方法之一。在中國，以現(xiàn)代化、自動化的裝備提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，也是推動產(chǎn)業(yè)升級的客觀需求。“十二五”期間，我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)市場需求將以每年15%～20%的速度增長。國際機器人聯(lián)合會預(yù)計，到2014年中國將成為全球最大的機器人市場。

　　在此背景下，機器人團隊專注研發(fā)。日前，由研究員夏慶華牽頭的基于力控制的拋光機器人取得重要進展，二代樣機已完成初步調(diào)試。其能模仿工人拋光工件的操作，通過控制接觸力，使拋光工具與加工工件之間保持恒力接觸，有效保障拋光質(zhì)量，實現(xiàn)工件拋光的自動化。

　　“工業(yè)機器人與視覺等傳感新技術(shù)以及多源傳感器信息融合技術(shù)的集成，正在使其向更加智能化的方向邁進?！睆堮Y說，在國際上該技術(shù)也處于應(yīng)用研究階段，小Y就是拋光機器人的未來樣本。

　　挑戰(zhàn)自主核心技術(shù)

　　前段時間，張馳在上海機器人展上感受到了我國機器人技術(shù)的快速發(fā)展，但是他同時也發(fā)現(xiàn)，“核心部件如電機、驅(qū)動器甚至控制部件大多是國外的”。

　　“總體來說，國產(chǎn)機器人在可靠性和穩(wěn)定性方面與國外差距較大，高端機器人的技術(shù)差距就更大?！睓C器人團隊5個研究員都是從國外大公司或研究所回來，有技術(shù)積累，一心想在國內(nèi)如何迅速實現(xiàn)相關(guān)技術(shù)。

　　精密運動系統(tǒng)是這個團隊的研發(fā)方向之一，包括直驅(qū)電機、伺服驅(qū)動器、運動控制器等技術(shù)，這些將為智能制造裝備的精密化、智能化、自動化發(fā)展提供技術(shù)支撐。

　　在精密數(shù)控技術(shù)方向，團隊重點研究高速、高精度、高可靠性的控制理論和方法，開發(fā)適用于工業(yè)實時工況的高性能數(shù)控系統(tǒng)。

　　團隊在自主研發(fā)多種高速高精度直線電機的基礎(chǔ)上，還突破直線電機的運動形式，研發(fā)了最大力矩可達3000Nm的外轉(zhuǎn)子大力矩電機。大力矩電機目前已通過多項測試，即將在數(shù)控機床上進行應(yīng)用測試，并計劃使用于搬運機器人的直接驅(qū)動。張馳說：“我們和企業(yè)合作很多，不想悶頭科研，希望迅速將技術(shù)產(chǎn)業(yè)化?！?/p>

　　“團隊在機器人研究方面剛剛起步，我們希望將國外研究熱點在國內(nèi)開展。”盡管如此，拋光機器人研究已取得進展，并且沒有采用傳統(tǒng)串聯(lián)機械臂，而是使用具有自主知識產(chǎn)權(quán)軸式直線電機作為進給系統(tǒng)的自動化裝備。

　　與此同時，團隊應(yīng)用先進的導航技術(shù)和導航運動控制算法，開發(fā)出一款能夠全向移動的無人搬運小車（AGV），其活動區(qū)域無需鋪設(shè)用于導引AGV系統(tǒng)的磁條等設(shè)施，不受場地、道路和空間的限制。

　　張弛表示，研究工作把握“瞄準國際、自主研發(fā)”的原則，是團隊發(fā)展的一條腿；產(chǎn)業(yè)化工作是另一條腿，目前近50人的團隊，有一半是工程師，他們主要集中開發(fā)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。

　　“我們的研究工作要‘頂天立地’，‘頂天’是我們要開展居于國際前沿的前瞻性技術(shù)的研究；‘立地’是指我們的研發(fā)工作要接地氣，要能夠產(chǎn)業(yè)化，為我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級作出貢獻?！睆堮Y說。

　　目前，團隊聯(lián)合寧波海天塑機集團有限公司、寧波慈星股份有限公司等企業(yè)申報的國家科技支撐計劃項目“寧波市數(shù)控一代機械產(chǎn)品創(chuàng)新應(yīng)用示范工程”項目已經(jīng)通過了項目可行性專家論證。

　　人才“磁鐵效應(yīng)”

　　張馳回國前，在希捷科技國際公司新加坡研發(fā)中心從事超大容量筆記本硬盤磁頭驅(qū)動臂高精度運動控制研發(fā)工作。此前其職業(yè)經(jīng)歷一直在大型跨國企業(yè)，參與和領(lǐng)導了多項精密運動控制相關(guān)項目的研發(fā)。

　　2012年1月，張馳加入寧波材料所。他說，平臺的吸引力關(guān)鍵在于能否讓引進人才實現(xiàn)夢想和施展才華，能否讓他們有事業(yè)的成就感和滿足感。

　　下個月，來自新加坡的一位高級研究科學家將加入機器人團隊，團隊研究員將增加至6人，且均為海外高層次人才。

　　寧波市引進的高端海外人才，大部分集中在材料所。人才“磁鐵效應(yīng)”，使得越來越多優(yōu)秀的海外人才聚集在這個平臺。張馳認為，最難能可貴的是，材料所不拘一格用人才的理念，摒棄了單純偏重文章考量的傳統(tǒng)人才引進思維。

　　國內(nèi)很多研究機構(gòu)作不出大成果，張馳認為與團隊作戰(zhàn)能力有關(guān)，目前的科研大多是多學科交叉，協(xié)同創(chuàng)新至關(guān)重要。而團隊核心成員都來自國外，有將海外前沿技術(shù)通過自身力量在國內(nèi)實現(xiàn)并進一步升級的愿望，因此合作良好?！耙粋€人單打獨斗做不出東西。尤其機器人技術(shù)，更需要大團隊融合?！?/p>

　　在接受記者采訪前，機器人團隊面試了美國一家康復(fù)研究機構(gòu)的一位研究員，其在生機電與機器人技術(shù)相結(jié)合方面具有優(yōu)勢，正好與團隊加強服務(wù)機器人研究的愿望吻合。未來，不斷壯大的團隊，將會為精密運動與機器人技術(shù)研究帶來更多驚喜。

來源：產(chǎn)業(yè)在線

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