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▲老人服務(wù)機器人參加深交會展示

 
▲“四自由度工業(yè)搬運機器人”樣機 ▲仿壁虎輪足復(fù)合爬壁機器人三維CAD圖與樣機

   近日在國內(nèi)上映的好萊塢大片《環(huán)太平洋》中有這樣一段特寫，男主人公在介紹中國紅色風(fēng)暴號機甲戰(zhàn)士時，特別提到這款機甲戰(zhàn)士是于常州制造的。隨后，常州的智能裝備產(chǎn)業(yè)受到新一輪關(guān)注熱潮。
 
    位于常州市科教城的中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院（以下簡稱合肥研究院）先進制造技術(shù)研究所（以下簡稱先進制造所）頻頻接到電話，詢問機器人事宜。雖然先進制造所跟影片中的機器人并無關(guān)系，但該研究所的主要研發(fā)工作正是面向先進制造領(lǐng)域機器人與智能裝備的核心技術(shù)需求。
 
    先進制造所副所長駱敏舟在接受《中國科學(xué)報》記者采訪時表示：“作為合肥研究院唯一一家落地常州市的科研單位，我們從事先進制造領(lǐng)域的研究已有多年。借助常州的市場需求和政府幫扶，先進制造所已在機器人市場化的方向上邁出一大步。”
 
   市場需求興旺
 
    常州市是近代中國民族工商業(yè)的發(fā)祥地，位于長三角中心地帶，緊鄰蘇州與無錫兩市。這3座城市構(gòu)成了蘇—錫—常都市圈。
 
    上世紀(jì)80年代初，常州市憑借發(fā)達(dá)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)，創(chuàng)造了跨時代的“蘇南模式”。這些年來，裝備制造業(yè)一直引領(lǐng)該區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，常州市正在成為一座潛力巨大的現(xiàn)代裝備制造城。
 
    早在2007年，合肥研究院與常州市科教城共建成立了常州機械電子工程研究所；2010年成立的先進制造所是以常州機械電子工程研究所為基礎(chǔ)，與原中科院合肥智能機械研究所智能車輛技術(shù)中心、常州現(xiàn)代設(shè)計與制造中心合并而成。
 
    “當(dāng)年，我們十幾個人從合肥來到常州，一切從零開始。如今，不少人已在這里安了家，先進制造所也成為合肥研究院在常州市院地合作的一枚豐碩果實。”駱敏舟告訴記者。
 
    常州市有近10萬家民營企業(yè)，大部分企業(yè)對機械裝備制造有著強烈的需求。在先進制造所機器人技術(shù)研究中心，數(shù)十臺儀器裝備每天24小時不停歇地運行著，這些裝備的購置和每年的運行維護成本不菲。
 
    機器人技術(shù)研究中心副主任孫少明說：“多數(shù)設(shè)備是為企業(yè)采購的，幫助其完成相關(guān)機械設(shè)備的制造和檢測。因此，運行費用也由這些使用的企業(yè)來攤銷，而購置成本則由政府補貼。”
 
    日前，江蘇省科技支撐計劃重點項目“多功能冗余自由度雙臂工業(yè)機器人開發(fā)及示范應(yīng)用”啟動會在常州科教城召開。會上，常州市副市長王成斌希望該項目能瞄準(zhǔn)創(chuàng)新機制，早日做出實體；瞄準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，細(xì)分市場需求；瞄準(zhǔn)技術(shù)突破，從企業(yè)角度考量。
 
    協(xié)同創(chuàng)新攻關(guān)
 
    “多功能冗余自由度雙臂工業(yè)機器人開發(fā)及示范應(yīng)用”項目由先進制造所牽頭，南京航空大學(xué)、江南大學(xué)、常州大學(xué)、江蘇洪昌科技、江蘇龍城精鍛等科研單位和企業(yè)共同參與。
 
    該項目以研制下一代多功能冗余自由度雙臂工業(yè)機器人為首要目標(biāo)，同時攻克一系列關(guān)鍵技術(shù)，包括雙臂工業(yè)機器人虛擬樣機建模與系統(tǒng)仿真、機電一體化關(guān)節(jié)等關(guān)鍵功能部件開發(fā)、欠驅(qū)動手爪的創(chuàng)新設(shè)計以及機器人集成測試與模擬多工況測試等。
 
    項目負(fù)責(zé)人、副研究員陳劍介紹，多功能冗余自由度雙臂協(xié)作工業(yè)機器人，可以像人的兩個手臂一樣進行雙臂協(xié)調(diào)操作和精細(xì)安裝，并在諸如航空航天、汽車電子、高端裝備以及特種作業(yè)環(huán)境下應(yīng)用，是下一代工業(yè)機器人發(fā)展的重點。
 
    該項目最大的特點是由多單位協(xié)同創(chuàng)新。其中，先進制造所是江蘇省機器人與智能裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟的理事長單位，聯(lián)盟聚集了該領(lǐng)域的研究所、高校和企業(yè)，駱敏舟任該聯(lián)盟理事長一職。
 
    “借助這一平臺，我們將研究所、高校和企業(yè)聯(lián)合起來：高校以理論和探索為主，研究所出工程化產(chǎn)品，再由企業(yè)將產(chǎn)品與市場建立緊密聯(lián)系。三方在協(xié)同創(chuàng)新的體系里互相彌補、共同進退。”駱敏舟表示。
 
    加快產(chǎn)業(yè)進程
 
    多功能冗余自由度雙臂工業(yè)機器人代表了仿生機器人發(fā)展的一個方向，孫少明負(fù)責(zé)的仿生爬壁機器人項目就是其中一類。
 
    該項目以壁虎、昆蟲等生物的粘附爬行能力為模仿對象，利用微加工技術(shù)，設(shè)計并制作仿壁虎腳趾表面微納粘附陣列和仿昆蟲足部微刺式粘附結(jié)構(gòu)，發(fā)展仿壁虎機器人技術(shù)，使其具有類似壁虎、昆蟲等三維空間表面無障礙運動能力。該項目還獲得了“973”項目——“微納光機電系統(tǒng)的仿生設(shè)計與制造方法”的支持。
 
    在這之前，先進制造所已經(jīng)在工業(yè)和服務(wù)機器人領(lǐng)域取得一定進展。該所承擔(dān)了由唐山任氏水泥設(shè)備有限公司委托的“四自由度工業(yè)搬運機器人”項目，其也成為中科院唐山高新技術(shù)研究與轉(zhuǎn)化中心2012年科技成果轉(zhuǎn)化項目之一。
 
    該項目產(chǎn)品以平行四連桿并聯(lián)機構(gòu)為基礎(chǔ)，串接兩個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)及相應(yīng)連桿操作機構(gòu)，構(gòu)成四自由度混聯(lián)機器人，通過人工示教產(chǎn)生機器人的工業(yè)作業(yè)路徑，實現(xiàn)固定路徑的物料搬運，同時按照規(guī)定的垛形進行碼垛，避免了多關(guān)節(jié)機器人控制復(fù)雜、作業(yè)成本高、效率低等缺點。
 
    該所還承擔(dān)了中科院“知識創(chuàng)新工程”重要方向性項目“老人服務(wù)機器人”，目前樣機已開發(fā)完成，并通過安徽省科技廳成果鑒定，其主要技術(shù)性能指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。
 
    駱敏舟介紹，老人服務(wù)機器人作為自主創(chuàng)新成果，曾參加第十二屆中國國際高新技術(shù)成果交易會及各種展會活動，成功演示了自主移動式取水、取藥、娛樂聊天、摔倒監(jiān)測及運動健身等功能，并成為各界媒體和觀眾關(guān)注的焦點。
 
    如今，先進制造所正在圍繞工業(yè)機器人和服務(wù)機器人作進一步探索，并且關(guān)注前沿的仿生機器人，駱敏舟希望先進制造所能形成一個相對完整的機器人產(chǎn)業(yè)鏈條。
 
    機器人產(chǎn)業(yè)已發(fā)展多年，但是對社會有益、有特殊功能機器人的開發(fā)研制非常不容易，有時更需要先進制造所和其他各單位不斷協(xié)同，才能將相關(guān)機器人推向市場。
 
    駱敏舟由衷地感慨：“不管未來機器人如何發(fā)展，它們都必須聽命于人、不能傷害人類；當(dāng)然，人類也必須尊重機器人。這樣，人和機器人才能在未來經(jīng)濟社會和睦相處。”