新一代共融機(jī)器人完成了較為復(fù)雜的系鞋帶任務(wù)

未來機(jī)器人不僅能上天能入海，影響我們的生產(chǎn)方式，更能讓假肢趨近于人手，提升我們的生活質(zhì)量。在12月8日下午舉行的2021智能制造科技進(jìn)展交流論壇上，中國(guó)科學(xué)院院士、華中科技大學(xué)校學(xué)術(shù)委員會(huì)主任丁漢做題為“共融機(jī)器人的研究進(jìn)展”的主題報(bào)告，展望共融機(jī)器人在醫(yī)療康復(fù)、高端制造、國(guó)防安全等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

在丁漢分享的一段視頻中，記者看到，兩只假手通過相互協(xié)作，完成了較為復(fù)雜的系鞋帶任務(wù)。

“我們提出了假肢神經(jīng)信號(hào)直接控制新原理。”丁漢說，通過認(rèn)知研究、仿生設(shè)計(jì)和神經(jīng)控制，建立了神經(jīng)通道與價(jià)值驅(qū)動(dòng)器之間一對(duì)一的連接，無須學(xué)習(xí)，即可復(fù)原人手的自然運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了人—假肢的運(yùn)動(dòng)交互。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“雙假肢”協(xié)同交互操作的突破，運(yùn)動(dòng)方式和控制方式更接近于人手，能隨心所欲地復(fù)現(xiàn)人手原本的自然運(yùn)動(dòng)。

這兩只假手就是一個(gè)共融機(jī)器人。

“國(guó)內(nèi)很多廠家做了各種各樣的機(jī)器人，但對(duì)整個(gè)制造業(yè)的格局還沒有帶來一個(gè)顛覆性的變化。”丁漢指出，現(xiàn)代機(jī)器人主要分為工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人和特種機(jī)器人，雖然已廣泛應(yīng)用于人類的生產(chǎn)和生活中，但目前來講，還都只能做一些簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)化工作，其功能和實(shí)用性距離人類的要求還有很大的差距。隨著人工智能等信息技術(shù)的滲透，新一代機(jī)器人就是能夠與作業(yè)環(huán)境、人和其他機(jī)器人之間自然交互，自主適應(yīng)復(fù)雜動(dòng)態(tài)環(huán)境和協(xié)同作業(yè)任務(wù)的共融機(jī)器人，這對(duì)結(jié)構(gòu)、感知和控制提出了新要求和新挑戰(zhàn)。

機(jī)器人被譽(yù)為制造業(yè)皇冠頂端的明珠，影響著全球制造業(yè)的格局。共融機(jī)器人技術(shù)成為世界各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)高地。

丁漢帶領(lǐng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)展開“人—機(jī)—環(huán)境”共融基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新研究，并在智能制造、醫(yī)療康復(fù)和國(guó)防安全等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)變革性應(yīng)用驗(yàn)證。

航空航天、國(guó)防等戰(zhàn)略領(lǐng)域大型復(fù)雜構(gòu)件具有尺寸超大、型面復(fù)雜、弱剛性等特點(diǎn)，傳統(tǒng)人工作業(yè)存在一致性差、效率低下環(huán)境惡劣等短板，大型專用機(jī)床則有造價(jià)昂貴、加工靈活性差、安裝調(diào)試復(fù)雜等缺點(diǎn)，其高品質(zhì)制造是亟待解決的國(guó)際難題。機(jī)器人操作靈活、工作空間大、并行協(xié)調(diào)作業(yè)能力強(qiáng)、可重構(gòu)性好，為大型構(gòu)件加工提供“變革性”手段。

“我們提出了大型復(fù)雜構(gòu)件機(jī)器人原位制造新方法。”丁漢說，通過單(多)機(jī)、多工序協(xié)同原位加工，實(shí)現(xiàn)了“鐵打”的工件、流水的“機(jī)床”。目前，研制的新型移動(dòng)式加工機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了“隨時(shí)隨地”五軸加工，并在北京衛(wèi)星制造廠推廣應(yīng)用，解決了航空航天復(fù)雜結(jié)構(gòu)自主可控、高精加工難題。

面對(duì)機(jī)器人群體如何協(xié)同完成復(fù)雜任務(wù)的國(guó)際難題，丁漢團(tuán)隊(duì)提出了群體機(jī)器智能模型與操作系統(tǒng)新架構(gòu)。

其中，軟體智能機(jī)器魚在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了在馬里亞納海溝10900米無耐壓外殼機(jī)器人深海驅(qū)控。2020年8月，與“海馬”號(hào)作業(yè)機(jī)器人在南海3224米進(jìn)行配合，“海馬”布放“軟魚”，“軟魚”繞游“海馬”，首次演示了軟—硬機(jī)器人跨系統(tǒng)協(xié)作試驗(yàn)。

丁漢表示，共融機(jī)器人在未來將融入人們的生活和生產(chǎn)環(huán)境，成為工人的合作助手、老人的生活幫手。