具有全地形通過能力、身材小巧、降低能耗30%，能在狹窄空間作業(yè)的六足工業(yè)機(jī)器人；用于螺旋焊縫無人化作業(yè)，且能將原本20-30分鐘的工序降低到3分鐘以內(nèi)，一次成型的精度全自主打磨機(jī)器人；面向復(fù)雜地形、集成自主研發(fā)的高功率密度關(guān)節(jié)電機(jī)、實(shí)現(xiàn)快速仿生行為的四足巡檢機(jī)器人……

這些有著“領(lǐng)先”基因的機(jī)器人，誕生于長安大學(xué)的科研團(tuán)隊。長安大學(xué)博士生導(dǎo)師朱雅光帶領(lǐng)團(tuán)隊不斷打破技術(shù)壁壘，一步步縮短著與國外機(jī)器人行業(yè)的差距，為“國產(chǎn)”技術(shù)持續(xù)注入發(fā)展?jié)摿?。日前，朱雅光教授在西安?chuàng)新設(shè)計中心注冊了產(chǎn)業(yè)化公司西安云合智能機(jī)器人有限公司，加速產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)程。

創(chuàng)新方案攻破行業(yè)痛點(diǎn)難點(diǎn) 填補(bǔ)國內(nèi)空白

外形酷似巨大甲殼蟲的機(jī)器人，擁有六條腿，可以前后左右自如行走，而且不管在草地、沙地、坡地，這個機(jī)器人都能平穩(wěn)靈活地快速行走……12月27日，在陜西省機(jī)器人產(chǎn)業(yè)對接大會上，朱雅光教授團(tuán)隊向大家展示了他們的六足機(jī)器人，能夠在復(fù)雜環(huán)境中執(zhí)行各種任務(wù)。

“我國擁有全球最大的機(jī)器人消費(fèi)市場，廣闊的市場為自動化需求提供著天然土壤。在這種情況下，工業(yè)機(jī)器人消費(fèi)市場迅速崛起?！敝煅殴庹f，2022年中國機(jī)器人占全球機(jī)器人的比重為34%，市場規(guī)模達(dá)174億美元，主要應(yīng)用于礦井、隧道、工廠巡檢、災(zāi)后偵查等。

市場是硬道理，“機(jī)器人+應(yīng)用”已是大勢所趨。據(jù)介紹，在國外，機(jī)器人主要應(yīng)用于礦井電廠、高空作業(yè)、狹窄腔體等高危檢測作業(yè)。以腿足機(jī)器人為例，它們運(yùn)動靈活，范圍大，能夠完成精細(xì)敏捷的檢測。其他機(jī)器人在作業(yè)表現(xiàn)方面，也已能安全可靠地代替人工。

而在國內(nèi)同樣的應(yīng)用場景中，機(jī)器人運(yùn)用還存在較多問題。如，在軌道式機(jī)器人巡檢上，雖預(yù)鋪軌道能進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)控，但檢測范圍有限，精細(xì)化也有限。在高空作業(yè)上，安全行動要求和成本較高且作業(yè)效率低。在“人工+局部”機(jī)器人作業(yè)上，磁吸附式機(jī)器人通過性較差，在復(fù)雜環(huán)境下難以完成任務(wù)。

朱雅光說，面對功率密度有限、行為模式單一、人機(jī)交互復(fù)雜低效等行業(yè)痛點(diǎn)，急需發(fā)展擁有自主知識產(chǎn)權(quán)高效靈活的機(jī)器人軟硬件系統(tǒng)。

在探索實(shí)驗(yàn)過程中，朱雅光帶領(lǐng)團(tuán)隊通過實(shí)施軟硬件創(chuàng)新，克服了以往機(jī)器人作業(yè)效率不高、行動不靈活的困境，實(shí)現(xiàn)了在復(fù)雜危險場景中自主靈活高效作業(yè)功能。

其中，形成了創(chuàng)新性的能耗優(yōu)化解決方案，創(chuàng)立了基于能耗優(yōu)化的腿足結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法，成功發(fā)展了高功率輕質(zhì)量儲能構(gòu)型，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人整機(jī)能耗降低20%。同時，形成了具有近40種行為模式、模式切換快速平滑且整機(jī)控制平衡穩(wěn)定的快速靈敏的多模態(tài)行為控制方法，提高了機(jī)器人的靈活度。

此外，還打造了移動機(jī)器人遙操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于移動機(jī)器人數(shù)字孿生技術(shù)、精確穩(wěn)定的里程估計技術(shù)及狀態(tài)可視化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了虛實(shí)同步，提高了定位精度，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。

當(dāng)前，該團(tuán)隊已成功創(chuàng)造出高功率密度關(guān)節(jié)電機(jī)、特種移動機(jī)器人、工業(yè)自動化機(jī)器人、數(shù)字孿生遙操控系統(tǒng)四大類型機(jī)器人，技術(shù)創(chuàng)新已遙遙領(lǐng)先。

不斷打破技術(shù)壁壘 致力打造全自主、全國產(chǎn)的機(jī)器人  

持續(xù)的技術(shù)突破離不開團(tuán)隊對于技術(shù)創(chuàng)新的不斷追求，也離不開重量級的科研團(tuán)隊。

該團(tuán)隊由國家青年千人、南丹麥大學(xué)教授Poramate Manoopong及江蘇省級人才、享受國務(wù)院政府特殊津貼的教授戴振東擔(dān)任技術(shù)顧問，始終專注技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品化和產(chǎn)業(yè)化，不斷打破技術(shù)壁壘。近年來，團(tuán)隊收獲相關(guān)專利50余項，核心專利14項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文60余篇，其中項目負(fù)責(zé)人朱雅光所發(fā)表的六足工業(yè)機(jī)器人科技論文查新為國內(nèi)唯一。

此外，團(tuán)隊依托教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、先進(jìn)控制與機(jī)器人研究所、國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心與工程機(jī)器人與無人裝備協(xié)同技術(shù)團(tuán)隊等技術(shù)支持，先后獲批研發(fā)經(jīng)費(fèi)近400萬元，在2012年至2022年十年間，成功研制了11臺機(jī)器人。

當(dāng)前，該團(tuán)隊與浙江大學(xué)、上海市大型構(gòu)件智能制造機(jī)器人協(xié)同創(chuàng)新中心等高校及科研院所進(jìn)行技術(shù)交流，并與國內(nèi)近十家企業(yè)在機(jī)器人系統(tǒng)自動化作業(yè)移動檢測方面建立合作，另有多家企業(yè)圍繞系統(tǒng)軟件無人化生產(chǎn)機(jī)器人關(guān)節(jié)，伸出了技術(shù)交流之手以期建立技術(shù)服務(wù)合作。

提及未來，朱雅光表示，團(tuán)隊將從拓展、加速、發(fā)展三個階段持續(xù)前進(jìn)。其中，在拓展階段，產(chǎn)業(yè)方向完成從技術(shù)輸出型為主的產(chǎn)品體系向服務(wù)導(dǎo)向型、高附加值型產(chǎn)品體系的轉(zhuǎn)變，形成以機(jī)器人技術(shù)、人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)支持技術(shù)為主的產(chǎn)品鏈，形成行業(yè)領(lǐng)先的科技型企業(yè)，積極推進(jìn)消費(fèi)級產(chǎn)品拓展和研發(fā)；在加速階段，對產(chǎn)品研發(fā)能力、生產(chǎn)規(guī)模進(jìn)行不斷優(yōu)化提升。拓展特種應(yīng)用機(jī)器人產(chǎn)品，從無人化、自主化等方向深挖智能化應(yīng)用，在行業(yè)內(nèi)具備影響力，并擁有一定的品牌知名度。

朱雅光表示，“立足西安、面向西北、輻射全國，服務(wù)西安‘雙中心’建設(shè)和‘一帶一路’國家戰(zhàn)略，打造一款全自主、全國產(chǎn)的機(jī)器人，這是團(tuán)隊的初心使命，也是堅定不移的實(shí)踐方向?！?/p>


責(zé)任編輯：黃蕊