厚達高級顧問、北航機器人研究所名譽所長王田苗“開講啦”:偉大的智能時代

2018年10月18日 衝壓衝床 65 views

      隨著科技的發展,無論是工業化的機器人還是服務化的機器人,都早已從實驗室走進AG亞遊正規平台的生活,並改變著AG亞遊正規平台的生活。本周《開講啦》“智能生活”係列邀請到北京航空航天大學教授、博士生導師,北航機器人研究所名譽所長——王田苗。他深耕智能機器人領域二十五載,參與並見證著中國機器人產業的飛速發展。一出場,精神抖擻的王教授便讓主持人直呼“太帥了”,主持人還透露“王教授是北航排名前三帥的教授”。身為中國機器人領域的專家,王教授的實驗室雖簡樸,但依然給大家帶來了不小的震撼:一間不算大的房間裏擺放著各種各樣的機器人,從小型的無人駕駛車、仿生機器魚,到各種醫療機器人等等,現在可能是某個放在實驗室犄角旮旯的東西,而未來,就會是一項震驚世界的變革。

偉大的智能時代

演講者:王田苗

同學們好,今天很高興跟大家一起交流分享一下未來機器人時代。我還是有點兒緊張,因為第一次在這麽多同學,這麽多的攝像頭的麵前,我在想,如果我是一個機器人教授的話,我一定不會緊張。

機器人的定義是什麽?它的發展現狀又是怎樣?

事實上,機器人已經很早以單元的技術和各式各樣的技術,從實驗室走進了工廠,並且在接近AG亞遊正規平台的生活,在改變AG亞遊正規平台的生活。大家想一想,機械臂相當於AG亞遊正規平台的雙手,AG亞遊正規平台的汽車,就是用這些機器人,進行衝壓,進行焊接,進行裝配。同學們的手機和芯片,這種精密的裝配、測試以及製造,也是通過AG亞遊正規平台的機械臂而完成的。掃地機器人,它像AG亞遊正規平台的清潔員一樣的,通過機器的大腦,能夠控製機器人在各個角落通過家庭的地圖,能夠導航,甚至可能還可以自動充電。那到底機器人的定義是什麽呢?把機器人用在工業環境下,AG亞遊正規平台稱為是工業機器人;用在特殊環境下,像空間、水下、甚至是惡劣的環境下,AG亞遊正規平台稱特種機器人;應用在AG亞遊正規平台生活,針對消費者,AG亞遊正規平台稱為服務機器人。

機器人作為一個裝備進入到工業和AG亞遊正規平台的生活中,往往取決於兩個因素:一個取決於社會發展的需求,一個取決於多交叉學科的進步而推動了它。所以正因為這個原因,讓AG亞遊正規平台看到了已經連續十年,全球工業機器人的增長率,以10%到12%的速度在增長。AG亞遊正規平台國家已經連續八年,以20%到25%的速度在增加。2017年,全球工業機器人的銷售是38.7萬台,在中國銷售是多少呢?是13.8萬台,也就是中國機器人占到了全球的36%。其中,國產的機器人又是中國機器人的三分之一;在服務機器人,中國機器人占了世界的28%,其中在一些細分領域,單品的服務機器人,中國慢慢在世界銷售第一。比如說,航拍的無人機,自平衡兩輪車,科教,掃地機器人,包括還有搬運;在中國的研究過程中,具有世界影響力的一些特種機器,比如說,像月球探測的“玉兔”機器人,像水下機器人七千米的“蛟龍號”,六千米的AUV(水下自主機器人)等等。所以說在這樣的環境下,全世界都越來越需要具有智能化、網絡化和服務化的機器人裝備。

一部電影讓我對科技產生了濃厚的興趣。

同學們可能要問我,我是什麽時候認識和了解機器人的。這裏我跟大家分享一下。我記得,我第一次認識了解機器人,是我在十六歲、十七歲的時候,當時我看了一部電影,震撼吸引了我,那電影的名字叫《未來世界》。《未來世界》它描述有一個機器人樂園,對去參觀的人,它可以提供機器仆人,機器朋友。兩名記者在參觀的過程中突然發現,這個樂園的主人在設計複製著當時世界上的巨商和政客,目的是想擾亂社會,控製世界。兩名記者英勇鬥爭,最後揭穿和戰勝了這個陰謀。我記得我那個年代,我的夢想是想參軍,想當一名解放軍戰士,但是正是因為這個電影,讓我對科技產生了濃厚的興趣。

隨後我考進了西安交通大學當時的熱門的計算機專業。但是真正讓我進入機器人學術王國進行探索的,那是我博士畢業以後進入到清華大學智能技術與係統實驗室,室外移動機器人行動規劃與導航控製,那個項目可以認為是現在無人車的一個雛形。在這樣的研究中,AG亞遊正規平台加班加點經常搞到深夜。我記得到了十二點以後,AG亞遊正規平台的實驗室的門兒都鎖了,不得不到一層的廁所翻窗回家。那個項目讓我突然對智能機器人很多深奧的問題產生了興趣,同時也讓我理解了,智能機器人的研究還要和具體的場景結合起來,才能夠不斷地推進和發展。

意義非凡的南極科考任務與神奇的多指靈巧手。

AG亞遊正規平台知道南極,每年大概有一千到兩千名的科學家在整個土地上進行探索和研究,它的意義在哪呢?一個就是,AG亞遊正規平台全球的氣候變化可以從南極一個微縮的環境的變化來推測;第二也可以探索整個地質和地球的起源。AG亞遊正規平台當時就說,能不能做一個無人值守的機器人,它能夠在惡劣的環境下進行大氣的勘探,氣候的采樣,甚至還有到不同環境下進行觀測。2013年我五十三歲的時候,自己還是勇敢地承擔了這樣的實驗任務,隨著國家第二十九次南極科考,坐著“雪龍號”去到那兒。大概穿越死亡西風帶那接近十多天的時間,整天的嘔吐,邊吃邊嘔吐,嘔吐再吃,因為不然會脫水。我記得AG亞遊正規平台經曆了多次的,大概十二級的那種暴風雪。度過了近兩個多月沒有新鮮蔬菜,單調的這種食物。由於極點的磁力線的幹擾,讓我長時間的失眠。但是不管怎麽樣,AG亞遊正規平台探索了在南極利用風能、太陽能、再生能源給機器人充電,而不要人為地去加油。由於冰蓋高高低低不平,AG亞遊正規平台設計了一個變結構自適應的機構,以及AG亞遊正規平台還研究了遠程的遙操作,也是為未來危險難以到達的惡劣環境下,利用機器人而實現一個無人值守,而奠定了基礎。所有這些探索機器人的研究讓我感覺到,機器人有廣泛的應用前景。

在我從事機器人這二十五年的時間裏,我經常跟學生這樣引導,我說我希望你們的學習和研究或者是成果,要不然記錄在期刊和書籍上,讓後人能夠參考借鑒;要不然你們研究的技術方法和樣機能夠刻在未來有價值的產品上,造福人類。在指導學生過程當中,選擇了一個人工肌肉的靈巧抓取。大家知道工業機器人廣泛應用,但是沒有很好的應用的原因就是沒有靈巧的手,特別是去抓非規則易碎還有易損失的這樣的,AG亞遊正規平台所說的機械手。傳統的怎麽做呢?每個指頭放上電機,如果這個手隻有三個自由度,就是三個電機,如果五個,就是十五個或二十個。這個轉動是靠鋼絲繩來拉動的,鋼絲繩容易疲勞產生誤差。如果抓取一個雞蛋,抓取一個生鮮,AG亞遊正規平台害怕損傷,還要加力傳感器。這樣的一個傳統的機電手,往往要二十萬到三十萬。所以我和學生進行探討的時候,AG亞遊正規平台能不能用人工肌肉,不用電機?那麽AG亞遊正規平台能不能采用不同的智能材料把它成型,比如根部用硬一點的,頭部用軟一點的。那麽在彎曲的過程中分成段,AG亞遊正規平台利用設計,每一段利用不同的腔道,通過液體或者是氣體驅動而進行彎曲。那怎麽製造呢?又用3D打印。在手臂裏AG亞遊正規平台不是還有骨頭嗎? 那麽能不能在AG亞遊正規平台的這樣的手指裏,去灌上一些液體金屬,在一定的熔點下,它非常柔軟,在一定的熔點下,它又像鐵一樣的硬,所以這樣的話不是變成剛柔耦合嗎?

通過AG亞遊正規平台這樣的一次設計,不同的配方,國內買材料買不到到國外,國外買不了AG亞遊正規平台自己來研製,一次又一次,最後終於實現了這樣的多指靈巧手。可以抓海鮮,可以抓麵包,可以抓袋奶,甚至可以抓鑰匙鏈。它的抓取重量可以達到一公斤,誤差可以在一毫米左右。這項研究獲得了全國大學生挑戰杯一等獎,最後發表在世界著名的期刊《科學》子刊上,得到了這樣的認可,讓我非常地滿足和非常地自豪。

讓AG亞遊正規平台去迎接和擁抱這個偉大的智能時代。

在機器人前沿技術探索上,一直有兩條路線:一條路線,仿生的機理,仿生的感知,仿生的控製,希望突破基礎理論,核心技術,建立一個標準模塊化的,特別很希望研究一個仿人性的,通用的機器人,從實驗室走到社會,走進AG亞遊正規平台的生活;第二條路線是,AG亞遊正規平台隻關心當下社會需求的痛點,從具體的場景問題出發研究基礎理論,單元部件,或者是將各種各樣的機器人嵌入到AG亞遊正規平台的生活的設備和裝備中。有的是專用機器人,有嵌入到AG亞遊正規平台的汽車,嵌入到AG亞遊正規平台的床椅,嵌入到AG亞遊正規平台的家電,甚至嵌入到AG亞遊正規平台的馬桶。但是不管采用哪一條技術路線,其中希望同學們都應該注重基礎理論、原創性的研究,比如說數學、物理、化學,比如說腦科學、生物,比如說認知的推理和情感的交互,比如說材料、微納、傳感器等等。還應該來看到一些關鍵技術:5G、傳感器、大數據、人工智能軟件和控製、智能材料的設計和製造。

AG亞遊正規平台可以大膽地暢想,未來十年,也就是在2030年前後,由於機器人的成本不斷地下降,機器人將進入每一個工廠,甚至會出現隻有機器人沒有人的無人化車間。AG亞遊正規平台也能想象在一些特定的區域下,比如說醫院、開發區、機場有各種各樣的無人駕駛汽車。AG亞遊正規平台也能夠想象大麵積地出現醫療機器人,醫療康複機器人,包括人造的組織,和器官的3D打印,甚至還會陪護老人,包括聊天兒。

同學們,機器人的研究發展任重道遠。機器人,它作為一個智能製造的基礎裝備,是製造裝備的裝備,同時人們還希望它能夠派生出未來戰略新興產業,比如說智能交通、助老助殘、醫療健康以及科教、娛樂等等。正如AG亞遊正規平台習主席所說,機器人是製造業皇冠頂端的明珠,它的研發、製造和應用是衡量一個國家科技創新以及製造水平的重要標誌。同學們讓AG亞遊正規平台一起努力,不斷創新,去迎接和擁抱這個偉大的智能時代。謝謝。

END

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