走向产业化的中国机器人

机器人作为人类20世纪最伟大的发明之一，在短短的40年内发生了日新月异的变化。机器人已经不仅成为先进制造业不可缺少的自动化装备，而且正以惊人的速度向海洋、航空、航天、军事、农业、服务、娱乐等各个领域渗透。

机器人主要分为两大类：用于制造环境下的工业机器人（如焊接、装配、喷涂、搬运等机器人）和用于非制造环境下的特种机器人（如水下机器人、农业机器人、微操作机器人、医疗机器人、军用机器人、娱乐机器人等）。

国家“七五”科技攻关将工业机器人和水下机器人的研究和开发列入计划，组织了点焊、弧焊、喷漆、搬运等型号的工业机器人的攻关，使中国工业机器人一起步就瞄准了实用化方向。

我们在完成1000米水下无缆自治机器人的研制后，又开展国际合作，成功地研制了6000米水下无缆自治机器人，并实现了工程化。1995和1997年在夏威夷东南太平洋5800米水深处成功地进行了两次大洋探测试验，用它进行海底录像、摄影、海底地势与水文测量和海底多金属结核丰度测量，自动记录各种数据，取得了海底锰结核分布的宝贵资料，使我国成为世界上少数几个具有深海探测能力的国家之一。水下6000米无缆自治机器人获得国家科技进步一等奖。

由机器人主题支持、中国科技大学研制的“全光学生物微操作系统”，通过光来完成对生物细胞、细胞器及其他微小粒子的微加工，激光光镊可以在三维空间拖动微粒，使之准确定位，用来完成分选粒子（或细胞），使两个或多个粒子相互密接，从而观察其相互作用。激光光刀则对被光镊夹持的“工件”进行穿孔、基因传导、细胞器切割、焊接等加工。光学处理的另一特点是可以在不操作粒子（细胞）表面的情况下，深入其内部进行操作或微加工。该系统已成功地运用于选择性细胞融合、染色体切割与分选、基因传导等生物医学领域，达到世界先进水平。

机器人技术辐射到国民经济的相关领域，激活了企业产品更新换代，在工程机械方面表现尤为突出。例如，由徐工集团开发的机器人化装载机、智能型沥青混凝土自动摊铺机，通过将机器人技术应用在传统工程机械产品上，提高了产品的技术含量和可靠性，增强了市场竞争力。目前在16类工程机械中，我们正在进行9类工程机械产品的机器人化与智能化开发。我们相继完成了无人驾驶振动式压路机、隧道凿岩机、大型喷浆机、机器人化装载机、自动摊铺机等机器人化工程机械，在国家基础设施建设和西部大开发中一显身手。

我们在研制出遥控移动机器人及爬壁机器人以后，又根据市场需求开发出排爆机器人、面壁清洗机器人、多种口径的管道机器人、医疗辅助机器人、机器人足球等。由北京航空航天大学机器人研究所、清华大学、海军总医院联合研制的脑外科医疗辅助定位机器人，基于医学图像轮廓线提取、三维重构、手术路径规划与导航，研制出新一代面向无框架立体定向手术的机器人化导航系统及操作平台。该系统已成功地为130位患者进行手术，实现了脑外科手术的安全、微创。特种机器人在海洋与农业、服务与医疗、生物与基因工程、航空与航天等领域的应用显示出强大的生命力，如适应于现代城市高层建筑的爬壁清洗和擦窗机器人、安全微创的脑外科辅助定位机器人、雕刻机器人、导游机器人等都进入实用化阶段，其中许多产品已开始了产业化创业，形成机器人新的技术与经济增长点。

机器人主题以国家、市场、企业需求为己任，研制开发出7种工业机器人系列化产品，实施了100余项机器人应用工程，在汽车、摩托车、电子、家电、石化等行业建立了一批用机器人技术改造传统产业的示范工程，取得良好的经济效益与社会效益。

目前，我们已经完成了6公斤与10公斤弧焊机器人、100公斤与120公斤点焊机器人、平面关节型与直角坐标型装配机器人、仿形喷涂机器人、全自动导引车、注塑机器人、包装码垛机器人等产品的技术开发，并全部在生产线上实际应用，有的已进入小批量生产。与10年前相比，国内市场大大改变了工业机器人完全依赖进口的局面，并实现了技术输出。

机器人主题在汽车、摩托车、家电、石化等行业组织实施了一百多项应用工程，增强了企业对国产机器人及自主开发系统工程的信心。一汽第二轿车厂“红旗”轿车点焊线由6台国产点焊机器人和两个机器人工作站组成，进行前后风窗、左右侧围门和三角窗的焊接，机器人运行协调、准确、一丝不苟，提高了国产轿车的焊接质量与焊接技术水平。一汽长轻厂1吨车、2吨车后桥弧焊机器人生产线采用了11台国产机器人和7个机器人工作站，解决了存在已久的后桥渗漏难题，产品质量和生产效率大幅度提高。

在二汽，在海尔，在山水、金城、新大洲摩托车厂，在大连华录，在上海烟厂，在大庆，国产机器人和年轻的机器人工程队伍在实践中茁壮成长。

为了持续进行机器人基础科学、关键技术的研究，机器人主题建立了10个实验室和研发中心，开展了机器人机构学、机器人控制理论与方法、机器人视觉、多机器人协调、虚拟机器人、可重构技术、传感器技术等方面的研究及技术攻关。15年来，共发表学术论文2800余篇，取得发明与实用新型专利100多项，获得国家科技进步一等奖1项、二等奖20项。国防科技大学于1990年研制出我国第一台两足步行机器人，去年又研制出我国第一台“先行者”仿人形机器人，实现了我国机器人技术的重大突破。“先行者”仿人形机器人在机构设计、控制器先进算法研究、步态平衡控制与运动协调、环境信息实时采集与处理、行走性能，以及实验效果等单项技术方面，都体现了自主创新。