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日前,，全球信息技術(shù)研究和分析機(jī)構(gòu)Gartner總結(jié)了2014年十大戰(zhàn)略技術(shù)趨勢(shì),，提出“智能機(jī)器時(shí)代將成為IT史上最具顛覆性的時(shí)代”,，智能機(jī)器將加速消費(fèi)化,。 “智能機(jī)器聽起來比較遙遠(yuǎn),，實(shí)際已在身邊逐步應(yīng)用,?！敝锌圃簩幉ú牧纤苓\(yùn)動(dòng)與先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)團(tuán)隊(duì)（以下簡(jiǎn)稱“機(jī)器人團(tuán)隊(duì)”）學(xué)術(shù)帶頭人張馳研究員在接受《中國科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)說,，無論是家居產(chǎn)品,、制造裝備,，還是機(jī)器人技術(shù)，都將我們帶入越來越智能化的時(shí)代,。 機(jī)器人團(tuán)隊(duì)組建不足兩年,，這是一個(gè)十足國際化的團(tuán)隊(duì)，5個(gè)研究員均由海外引進(jìn),。就在近期,，這支國際化的團(tuán)隊(duì)取得了兩項(xiàng)重要成果，分別是基于力控制的拋光機(jī)器人和自主導(dǎo)航機(jī)器人,。依托技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn),，機(jī)器人團(tuán)隊(duì)正在醞釀精密運(yùn)動(dòng)與機(jī)器人技術(shù)的新突破,。 機(jī)器人進(jìn)行時(shí) 小Y慢慢走到金屬工件旁，通過機(jī)器視覺得到物體形狀和位移的三維云點(diǎn)信息,，并傳達(dá)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(shí)現(xiàn)精確拋光。 小Y是存在于機(jī)器人團(tuán)隊(duì)構(gòu)想中的拋光機(jī)器人,。它代表了國際研究的熱點(diǎn),，即如何把熟練技工操作的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，通過各種傳感器,、機(jī)器視覺等采集并存儲(chǔ)起來,，形成專家系統(tǒng)教授給機(jī)器人，讓機(jī)器人模擬人的動(dòng)作,，達(dá)到熟練技術(shù)工人的操作效果,。 “高度智能化機(jī)器人，涉及多學(xué)科交叉,，實(shí)現(xiàn)起來難度很大,。”張馳說,，這是國際機(jī)器人研究熱點(diǎn),。 長(zhǎng)久以來，拋光工序大多通過手工處理來完成,，費(fèi)時(shí)費(fèi)力效率低,，而且產(chǎn)品一致性差。因此,，自動(dòng)拋光設(shè)備的需求日漸強(qiáng)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(jī)械手臂組裝電動(dòng)剃須刀。 用“機(jī)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(dòng)化的裝備提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),，也是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的客觀需求?！笆濉逼陂g,，我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)需求將以每年15%～20%的速度增長(zhǎng),。國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)預(yù)計(jì)，到2014年中國將成為全球最大的機(jī)器人市場(chǎng),。 在此背景下,，機(jī)器人團(tuán)隊(duì)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(jī)器人取得重要進(jìn)展,，二代樣機(jī)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(shí)現(xiàn)工件拋光的自動(dòng)化,。 “工業(yè)機(jī)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(jìn),?！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(jī)器人的未來樣本,。 挑戰(zhàn)自主核心技術(shù) 前段時(shí)間，張馳在上海機(jī)器人展上感受到了我國機(jī)器人技術(shù)的快速發(fā)展,，但是他同時(shí)也發(fā)現(xiàn),，“核心部件如電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器甚至控制部件大多是國外的”,。 “總體來說,，國產(chǎn)機(jī)器人在可靠性和穩(wěn)定性方面與國外差距較大，高端機(jī)器人的技術(shù)差距就更大,?！睓C(jī)器人團(tuán)隊(duì)5個(gè)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(shí)現(xiàn)相關(guān)技術(shù),。 精密運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)是這個(gè)團(tuán)隊(duì)的研發(fā)方向之一，包括直驅(qū)電機(jī),、伺服驅(qū)動(dòng)器,、運(yùn)動(dòng)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(dòng)化發(fā)展提供技術(shù)支撐。 在精密數(shù)控技術(shù)方向，團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)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(shí)時(shí)工況的高性能數(shù)控系統(tǒng),。 團(tuán)隊(duì)在自主研發(fā)多種高速高精度直線電機(jī)的基礎(chǔ)上,，還突破直線電機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式，研發(fā)了最大力矩可達(dá)3000Nm的外轉(zhuǎn)子大力矩電機(jī),。大力矩電機(jī)目前已通過多項(xiàng)測(cè)試,，即將在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行應(yīng)用測(cè)試，并計(jì)劃使用于搬運(yùn)機(jī)器人的直接驅(qū)動(dòng),。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,?！?/FONT> “團(tuán)隊(duì)在機(jī)器人研究方面剛剛起步，我們希望將國外研究熱點(diǎn)在國內(nèi)開展,?！北M管如此，拋光機(jī)器人研究已取得進(jìn)展,，并且沒有采用傳統(tǒng)串聯(lián)機(jī)械臂,，而是使用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)軸式直線電機(jī)作為進(jìn)給系統(tǒng)的自動(dòng)化裝備。 與此同時(shí),，團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用先進(jìn)的導(dǎo)航技術(shù)和導(dǎo)航運(yùn)動(dòng)控制算法,，開發(fā)出一款能夠全向移動(dòng)的無人搬運(yùn)小車（AGV），其活動(dòng)區(qū)域無需鋪設(shè)用于導(dǎo)引AGV系統(tǒng)的磁條等設(shè)施,，不受場(chǎng)地,、道路和空間的限制。 張弛表示,，研究工作把握“瞄準(zhǔn)國際,、自主研發(fā)”的原則，是團(tuán)隊(duì)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(tuán)隊(duì)，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(jí)作出貢獻(xiàn),?！睆堮Y說。 目前,，團(tuán)隊(duì)聯(lián)合寧波海天塑機(jī)集團(tuán)有限公司,、寧波慈星股份有限公司等企業(yè)申報(bào)的國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“寧波市數(shù)控一代機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新應(yīng)用示范工程”項(xiàng)目已經(jīng)通過了項(xiàng)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(dòng)臂高精度運(yùn)動(dòng)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(dǎo)了多項(xiàng)精密運(yùn)動(dòng)控制相關(guān)項(xiàng)目的研發(fā),。 2012年1月,，張馳加入寧波材料所。他說,，平臺(tái)的吸引力關(guān)鍵在于能否讓引進(jìn)人才實(shí)現(xiàn)夢(mèng)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(gè)月,，來自新加坡的一位高級(jí)研究科學(xué)家將加入機(jī)器人團(tuán)隊(duì),，團(tuán)隊(duì)研究員將增加至6人，且均為海外高層次人才,。 寧波市引進(jìn)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(gè)平臺(tái),。張馳認(rèn)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(jìn)思維。 國內(nèi)很多研究機(jī)構(gòu)作不出大成果,，張馳認(rèn)為與團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)能力有關(guān),，目前的科研大多是多學(xué)科交叉，協(xié)同創(chuàng)新至關(guān)重要,。而團(tuán)隊(duì)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(shí)現(xiàn)并進(jìn)一步升級(jí)的愿望，因此合作良好,?！耙粋€(gè)人單打獨(dú)斗做不出東西。尤其機(jī)器人技術(shù),，更需要大團(tuán)隊(duì)融合,?！?/FONT> 在接受記者采訪前，機(jī)器人團(tuán)隊(duì)面試了美國一家康復(fù)研究機(jī)構(gòu)的一位研究員,，其在生機(jī)電與機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合方面具有優(yōu)勢(shì),，正好與團(tuán)隊(duì)加強(qiáng)服務(wù)機(jī)器人研究的愿望吻合。未來,，不斷壯大的團(tuán)隊(duì),，將會(huì)為精密運(yùn)動(dòng)與機(jī)器人技術(shù)研究帶來更多驚喜。
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