從機(jī)械手到家庭好幫手 新中國機(jī)器人技術(shù)飛速發(fā)展——中新網(wǎng)

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    從機(jī)械手到家庭好幫手 新中國機(jī)器人技術(shù)飛速發(fā)展
2009年09月17日 18:18 來源:科技日?qǐng)?bào) 發(fā)表評(píng)論  【字體:↑大 ↓小

  日本動(dòng)畫片《機(jī)器貓》在上世紀(jì)八十年代一度風(fēng)靡全國,成了一代人抹不去的童年記憶,很多人就是從這部動(dòng)畫片中知道機(jī)器人。當(dāng)年曾經(jīng)遙不可及的機(jī)器人夢,如今已成為人們生活的一部分。

  或許就在不久的將來,在你出門的時(shí)候,再也不用擔(dān)心忘了鎖門或是梁上君子的光顧,因?yàn)榧彝ケ0矙C(jī)器人會(huì)幫你看家;在你即將下班的時(shí)候,也只需一個(gè)電話,便能讓家里的機(jī)器人幫你準(zhǔn)備好可口的晚餐……機(jī)器人正逐步成為未來社會(huì)和家庭不可或缺的幫手。

  今年71歲的曹祥康雖已退休多年,但他仍想為我國機(jī)器人發(fā)展發(fā)揮點(diǎn)“余熱”,參與編寫《機(jī)器人發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告》是他目前的主要工作之一,偶爾也會(huì)輔導(dǎo)一下孫子功課!艾F(xiàn)在的孩子可了不得,中學(xué)就參加機(jī)器人設(shè)計(jì)大賽,想當(dāng)年我30多歲才知道robot(機(jī)器人)!

  在這位我國機(jī)器人事業(yè)的開創(chuàng)者之一,原北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所機(jī)器人研究室主任看來,更“了不得”的是過去30多年來我國機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展。

  從最初的機(jī)械手,到現(xiàn)在的服務(wù)機(jī)器人,機(jī)器人在提高產(chǎn)品質(zhì)量、發(fā)展綠色制造、服務(wù)人民生活等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。“不久的將來,一切人‘不能干,干不好,不想干’的事,都可以由機(jī)器人代勞!彼⑿χf。

  機(jī)械手:我國最早的一批工業(yè)機(jī)器人

  提起機(jī)器人,或許你會(huì)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(shí)生活中的機(jī)器人并不一定具有人的外形特征,美國1958年研制出第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人,外形有點(diǎn)像坦克,我國早期的機(jī)器人也與人形相去甚遠(yuǎn)。

  上世紀(jì)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(jī)器人研究的信息,開始自發(fā)地研究機(jī)器人。“那時(shí)進(jìn)口雜志很貴,研究單位不舍得買,每次都要騎車到機(jī)械工業(yè)情報(bào)所查資料,俄文還可以,英語不太在行,只好一邊學(xué)英語一邊找資料!逼鸩降钠D辛遠(yuǎn)不止這些。“中國的人都用不了還搞機(jī)器人?”上海出版的某刊物更是把機(jī)器人視為批判對(duì)象,扣上一頂“唯心主義的偽科學(xué)”的帽子。

  對(duì)此,曹祥康說,中國人口眾多,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(dòng)、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(jī)器人作業(yè),可以把人解放出來。不過,“為了保險(xiǎn)起見,大家決定將robot翻譯成‘機(jī)械手’!

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

  “早期機(jī)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(diào)整一下‘擋塊’的位置。曹老話鋒一轉(zhuǎn),“就是這些簡單的技術(shù),卻解決了很多實(shí)際問題,工廠斷指事故明顯減少,工作效率也大大提高!

  工業(yè)機(jī)器人:駛?cè)雵乙?guī)劃發(fā)展的快車道

  80年代中期,我國機(jī)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(fù)性的研究,全國尚無一臺(tái)機(jī)器人產(chǎn)品問世,直至1985年,我國機(jī)器人才迎來了“春天”。

  1983年12月,新華社內(nèi)參上一篇建議我國發(fā)展機(jī)器人技術(shù)的文章直抵中央,時(shí)任國家計(jì)委主任宋平做了“給與重視、適當(dāng)支持”的批示。“國家計(jì)委科技司司長傳達(dá)給我,讓我們盡快組織專家論證,提交工業(yè)機(jī)器人‘七五’發(fā)展規(guī)劃的初步框架!辈芟榭诞(dāng)晚激動(dòng)地睡不著覺,平時(shí)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(jī)器人被列入了國家“七五”科技攻關(guān)計(jì)劃研究重點(diǎn),目標(biāo)鎖定在工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)技術(shù)、基礎(chǔ)器件開發(fā)、搬運(yùn)、噴涂和焊接機(jī)器人的開發(fā)研究等五個(gè)方面。

  “按照規(guī)劃要求,不僅要做出樣機(jī),還要將樣機(jī)用于生產(chǎn)!辈芟榭笛芯渴邑(fù)責(zé)開發(fā)噴漆機(jī)器人。留給他們的時(shí)間不足4年,當(dāng)時(shí)面臨的困難可想而知,但誰也沒想過退縮。“國家拿出錢讓我們做,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(jī)器人PJ-1如期完成。這是我國第一臺(tái)噴漆機(jī)器人,專家鑒定結(jié)果認(rèn)為:“其主要技術(shù)性能達(dá)到80年代中期國外同類產(chǎn)品水平!边@臺(tái)機(jī)器人也成了明星,“戴著大紅花到各地展覽,甚是風(fēng)光”。

  與此同時(shí),其他幾種機(jī)器人的商品樣機(jī)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(dòng)噴漆生產(chǎn)線,駕駛室焊接線、弧焊工作站等應(yīng)用示范點(diǎn)!肮(jié)省了從外國技術(shù)引進(jìn)的費(fèi)用近數(shù)百萬美元!备鼮橹饕氖牵覈纬闪艘恢氖聶C(jī)器人研發(fā)的技術(shù)隊(duì)伍。說到這里,曹祥康開心地笑了。

  從90年代初期起,在國家“863”計(jì)劃支持下,我國工業(yè)機(jī)器人又在實(shí)踐中邁進(jìn)一大步,具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的點(diǎn)焊、弧焊、裝配、噴漆、切割、搬運(yùn)、包裝碼垛等7種工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品相繼問世,還實(shí)施了100多項(xiàng)機(jī)器人應(yīng)用工程、建立了20余個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地。

  國際競爭中,我國工業(yè)機(jī)器人的優(yōu)勢也日益凸顯。清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系教授,第四屆、五屆國家“863”智能機(jī)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(jì)劃建立9個(gè)機(jī)器人工作站,雖然世界著名機(jī)器人廠商ABB公司再三承諾比我國新松公司報(bào)價(jià)都要低很多,京城最終還是選擇了新松。

  水下機(jī)器人:機(jī)器人技術(shù)躋身世界前列

  1997年6月18日,我國機(jī)器人領(lǐng)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(jī)器人試驗(yàn)應(yīng)用成功,標(biāo)志著我國水下機(jī)器人技術(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平,我國成為世界上少數(shù)具有深海探測能力的國家之一,為我國新世紀(jì)開發(fā)海洋資源贏得了主動(dòng)權(quán)。

  “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(píng)價(jià)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(jī)器人要比空中更難指揮和定位;由于電磁波在水中信號(hào)衰減嚴(yán)重,只能用聲納聯(lián)絡(luò);為了對(duì)抗海水對(duì)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(jī)器人只能自帶“干糧”……

  上世紀(jì)七八十年代,中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化所蔣新松提出“結(jié)合中國國情,把特殊環(huán)境下工作的機(jī)器人作為中國機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的突破口”的設(shè)想。有一次,他在南海艦隊(duì)調(diào)研時(shí)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(shí),20米以下很難看清目標(biāo),50米以下深水作業(yè)時(shí)只能靠手摸,對(duì)人體傷害極大,潛水員有時(shí)水下呼吸所需費(fèi)用一分鐘相當(dāng)于一克黃金。

  這更堅(jiān)定了蔣新松研究水下機(jī)器人的決心。在幾位德高望重的科學(xué)家鼎力支持下,蔣新松得到中國科學(xué)院100多萬元的科研經(jīng)費(fèi),開始了“海人一號(hào)”100米水下機(jī)器人的研制,該機(jī)器人于1985年、1986年先后首航和深潛試驗(yàn)成功!捌呶濉逼陂g,國家將“海洋和水下機(jī)器人技術(shù)開發(fā)”列為科技攻關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目之一。

  然而,“在國家863計(jì)劃實(shí)施之前,我國研制的都是有纜遙控水下機(jī)器人,工作深度僅為300米!辟Z培發(fā)說。

  1986年底,中共中央24號(hào)文件把智能機(jī)器人列為國家863計(jì)劃自動(dòng)化領(lǐng)域兩大主題之一,代號(hào)為512,其主要目標(biāo)是“跟蹤世界先進(jìn)水平,研發(fā)水下機(jī)器人等極限環(huán)境下作業(yè)的特種機(jī)器人”。

  在國家863計(jì)劃精心組織下,1994年“探索者”號(hào)研制成功,它工作深度達(dá)到1000米,甩掉了與母船間聯(lián)系的電纜,實(shí)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(xué)院海洋技術(shù)研究所合作,以我方為主,先后研制開發(fā)出了“CR-01、CR-02”6000米無纜自治水下機(jī)器人,為我國深海資源的調(diào)查開發(fā)提供了先進(jìn)裝備。

  2008年,水下機(jī)器人首次用于我國第三次北極科考冰下試驗(yàn),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(shí),深水作業(yè)機(jī)器人連參觀都不讓,90年代他們出費(fèi)用請(qǐng)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(wù)機(jī)器人:未來社會(huì)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(shí)監(jiān)測老人的血氧和脈搏變化,發(fā)現(xiàn)異常時(shí),會(huì)立刻趕到老人身邊做出語音提醒,并給其家人發(fā)送報(bào)警短信;當(dāng)發(fā)現(xiàn)陌生人闖入時(shí),它會(huì)發(fā)出警報(bào),并對(duì)陌生人拍照,以彩信的方式發(fā)送到主人的手機(jī)上;它還是小朋友忠實(shí)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(dòng)交流中輕松學(xué)到知識(shí)……

  2008年11月25日,國內(nèi)首臺(tái)家用網(wǎng)絡(luò)智能機(jī)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(shí)。

  北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院院長,第六屆國家863計(jì)劃機(jī)器人技術(shù)主題專家組組長王田苗告訴記者,相對(duì)于已經(jīng)成熟的工業(yè)機(jī)器人來說,我國服務(wù)機(jī)器人起步較晚,與國外也存在較大差距!拔覀兓旧鲜且贿呅枰a(bǔ)工業(yè)機(jī)器人,一邊還需要發(fā)展服務(wù)機(jī)器人!

  他介紹說,我國服務(wù)機(jī)器人的研究始于90年代中后期。近年來,在國家863計(jì)劃的支持下,我國“服務(wù)機(jī)器人軍團(tuán)”不斷壯大:

  仿人機(jī)器人走出實(shí)驗(yàn)室,我國成為繼日本之后投入實(shí)際展示應(yīng)用的第二個(gè)國家;

  烹飪機(jī)器人實(shí)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(jī)器人護(hù)理床、智能輪椅等各種助老助殘服務(wù)機(jī)器人相繼問世,并積極推進(jìn)服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程;

  國內(nèi)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(jī)器人產(chǎn)品,企業(yè)的積極參與將推動(dòng)以高端玩具為代表的教育娛樂機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程……

  “2005年,我國服務(wù)機(jī)器人市場開始初具規(guī)模!蓖,發(fā)展服務(wù)機(jī)器人被列為國家 863計(jì)劃先進(jìn)制造與自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域重點(diǎn)項(xiàng)目。2006年,發(fā)展智能服務(wù)機(jī)器人被列為《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》。2008年,科技部將北京四季青模范敬老院和上海徐家匯福利院列為服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用示范區(qū)。

  目前,我國的服務(wù)機(jī)器人主要有吸塵器機(jī)器人,教育、娛樂、保安機(jī)器人,智能輪椅機(jī)器人,智能穿戴機(jī)器人,智能玩具機(jī)器人,同時(shí)還有一批為服務(wù)機(jī)器人提供核心控制器、傳感器和驅(qū)動(dòng)器功能部件的企業(yè)。

  據(jù)預(yù)測,隨著中國老齡化社會(huì)的到來,在未來的十年之內(nèi),服務(wù)機(jī)器人在中國的需求會(huì)有明顯的增長,家庭護(hù)理機(jī)器人、玩具機(jī)器人、安控機(jī)器人、清潔機(jī)器人將是最為需要的。預(yù)計(jì)到2010年,中國兒童玩具機(jī)器人的消費(fèi)將達(dá)到100億元人民幣以上。

  對(duì)此,王田苗表示,我國有望在十年內(nèi)突破仿生材料與機(jī)構(gòu)、感知技術(shù)、自主移動(dòng)與控制技術(shù)、人—機(jī)交互技術(shù)等一些服務(wù)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)。“到那時(shí),距離服務(wù)機(jī)器人真正走入社會(huì)和尋常百姓家就更近了一步!

  而在此前,中國人工智能學(xué)會(huì)副理事長洪炳镕教授也曾表示,“20世紀(jì)90年代,我們進(jìn)入因特網(wǎng)時(shí)代;21世紀(jì)前半葉,我們將進(jìn)入機(jī)器人時(shí)代。從現(xiàn)在起,再過10年,機(jī)器人有望進(jìn)入普通中國人家庭。”(姜靖)

  講述

  曹祥康:難忘兩次學(xué)術(shù)交流會(huì)

  1977年,全國機(jī)械手技術(shù)交流大會(huì)在浙江嘉興召開,這是我國歷史上第一個(gè)以機(jī)器人為主題的大型會(huì)議。

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

  時(shí)隔30多年,曹老憶起當(dāng)年的“壯觀場面”仍激動(dòng)不已。“一個(gè)招待所住不下,只好分住在幾個(gè)招待所,開會(huì)時(shí)按照提前設(shè)定好的路線,把各個(gè)招待所的人都‘串’起來。”

  參會(huì)的人太多,會(huì)場不得不臨時(shí)改在一間舊工棚。很多代表都爭先恐后地上臺(tái)介紹經(jīng)驗(yàn),“臺(tái)上講得認(rèn)真,臺(tái)下聽得起勁!辈芾险f,當(dāng)時(shí)開會(huì)都是自帶糧票,差旅費(fèi)也是自理,即便這樣也擋不住大家的熱情,代表白天聽完報(bào)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(dāng)寶貝似的留著。

  這次會(huì)議開啟了我國機(jī)器人學(xué)術(shù)交流的新紀(jì)元。此后,有關(guān)機(jī)器人技術(shù)的學(xué)術(shù)交流會(huì)幾乎年年不斷,對(duì)我國機(jī)器人技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生重大影響的中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)委員會(huì)和中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)機(jī)器人專業(yè)委員會(huì)也于1983年和1985年相繼成立,前者主任委員是曹祥康,后者是蔣新松,兩個(gè)委員會(huì)分別協(xié)助國家主管部門完成了“七五機(jī)器人攻關(guān)”和“863計(jì)劃智能主題”發(fā)展規(guī)劃。

  1978年,應(yīng)中日友好協(xié)會(huì)邀請(qǐng),日本早稻田大學(xué)機(jī)器人專家加藤一郎來北京訪問交流,從而打開了我國機(jī)器人對(duì)外交流的窗口。

  加藤一郎,1969年率先研制出世界上第一臺(tái)會(huì)用雙腳走路的機(jī)器人,從而贏得“仿人機(jī)器人之父”的美譽(yù)。然而,改革開放之初,別說普通百姓,就是學(xué)者對(duì)他也知之甚少。

  “中日友好協(xié)會(huì)讓我組織國內(nèi)學(xué)者去聽報(bào)告。一聽說日本的機(jī)器人專家要來講學(xué),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(jī)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(shù)等多方面的原因,我國學(xué)者對(duì)加藤一郎的報(bào)告還“聽不太懂”,印象最深的是加藤一郎帶來了一盤仿人機(jī)器人的錄像帶!斑@臺(tái)機(jī)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(dāng)時(shí)已經(jīng)十分了不起了,我國學(xué)者大開眼界!备鼮橹饕氖,我國機(jī)器人行業(yè)對(duì)外學(xué)術(shù)交流的大門由此打開。此后,美國、日本等國家的教授陸續(xù)來華訪問交流,我國機(jī)器人領(lǐng)域的專家也開始走出國門。

  相比之下,說起當(dāng)年我國學(xué)者的住處,更像是一段奇聞軼事。曹祥康說,當(dāng)時(shí)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(xué)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(xué)術(shù)交流的人后來大多成了教授,哈爾濱工業(yè)大學(xué)的安永成、上海大學(xué)的姚志良等等。當(dāng)然,這是后話……”

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直隸巴人的原貼:
我國實(shí)施高溫補(bǔ)貼政策已有年頭了,但是多地標(biāo)準(zhǔn)已數(shù)年未漲,高溫津貼落實(shí)遭遇尷尬。
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