http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-10 00:39:55 來源:科技日報
編者語:或許就在不久的將來,在你出門的時候,再也不用擔心忘了鎖門或是梁上君子的光顧,因為家庭保安機器人會幫你看家;在你即將下班的時候,也隻需一個電話,便能讓家裏的機器人幫你準備好可口的晚餐……機器人正逐步成為未來社會和家庭不可或缺的幫手。

今年71歲的曹祥康雖已退休多年,但他仍想為我國機器人發展發揮點“餘熱”,參與編寫《機器人發展戰略研究報告》是他目前的主要工作之一,偶爾也會輔導一下孫子功課。“現在的孩子可了不得,中學就參加機器人設計大賽,想當年我30多歲才知道robot(機器人)。”
在這位我國機器人事業的開創者之一,原北京機械工業自動化研究所機器人研究室主任看來,更“了不得”的是過去30多年來我國機器人技術的飛速發展。
從最初的機械手,到現在的服務機器人,機器人在提高產品質量、發展綠色製造、服務人民生活等方麵發揮著越來越重要的作用。“不久的將來,一切人‘不能幹,幹不好,不想幹’的事,都可以由機器人代勞。”他微笑著說。
機械手:我國最早的一批工業機器人
提起機器人,或許你會首先聯想起美國大片《變形金剛》。然而,曹祥康告訴記者,現實生活中的機器人並不一定具有人的外形特征,美國1958年研製出第一台工業機器人,外形有點像坦克,我國早期的機器人也與人形相去甚遠。
上世紀70年代初期,我國科技人員從外文雜誌上敏銳地捕捉到國外機器人研究的信息,開始自發地研究機器人。“nashijinkouzazhihengui,yanjiudanweibushedemai,meicidouyaoqichedaojixiegongyeqingbaosuozhaziliao,ewenhaikeyi,yingyubutaizaixing,zhihaoyibianxueyingyuyibianzhaoziliao。”起步的艱辛遠不止這些。“中國的人都用不了還搞機器人?”上海出版的某刊物更是把機器人視為批判對象,扣上一頂“唯心主義的偽科學”的帽子。
對此,曹祥康說,中國人口眾多,但並非任何惡劣環境都適合人去作業,諸如粉塵、毒氣、噪聲、振動、高低溫、放射性、高壓帶電、水下作業等惡劣工作環境下,用機器人作業,可以把人解放出來。不過,“為了保險起見,大家決定將robot翻譯成‘機械手’。”
在科研院所和高校“惡補”機ji器qi人ren理li論lun的de同tong時shi,工gong廠chang技ji術shu人ren員yuan也ye開kai始shi在zai實shi踐jian中zhong尋xun求qiu突tu破po。當dang時shi,在zai我wo國guo工gong廠chang衝chong壓ya作zuo業ye上shang下xia料liao時shi,由you於yu生sheng產chan節jie拍pai過guo快kuai,又you缺que乏fa相xiang應ying的de安an全quan保bao護hu設she置zhi,工gong人ren稍shao有you不bu慎shen,手shou指zhi就jiu可ke能neng被bei切qie斷duan。“出於對工人階級的感情”,加上技術革新的需要,上海、東北等地工廠的技術人員自發地研發機械手,如上海汽車配件二廠研製的汽車燈殼衝壓機械手、天津鍛壓機械廠研製的鍛件上下料機械手,這就是我國最早的一批工業機器人。
“早期機械手的控製原理很簡單,基本上就是‘擋塊’定位,換做衝壓別的零件,就擰擰螺絲調整一下‘擋塊’的位置。曹老話鋒一轉,“就是這些簡單的技術,卻解決了很多實際問題,工廠斷指事故明顯減少,工作效率也大大提高。”
工業機器人:駛入國家規劃發展的快車道
80年代中期,我國機器人的研發單位大大小小已有200多家,然而,由於多半從事的是低水平、重複性的研究,全國尚無一台機器人產品問世,直至1985年,我國機器人才迎來了“春天”。
1983年12月,新華社內參上一篇建議我國發展機器人技術的文章直抵中央,時任國家計委主任宋平做了“給與重視、適當支持”的批示。“國家計委科技司司長傳達給我,讓我們盡快組織專家論證,提交工業機器人‘七五’發展規劃的初步框架。”曹祥康當晚激動地睡不著覺,平時舍不得打電話的他破例給一些外地同行掛了長途。
1985年,工業機器人被列入了國家“七五”科技攻關計劃研究重點,目標鎖定在工業機器人基礎技術、基礎器件開發、搬運、噴塗和焊接機器人的開發研究等五個方麵。
“按照規劃要求,不僅要做出樣機,還要將樣機用於生產。”曹祥康研究室負責開發噴漆機器人。留給他們的時間不足4年,當時麵臨的困難可想而知,但誰也沒想過退縮。“國家拿出錢讓我們做,拚了命也要做成。”曹祥康的話擲地有聲。
正是憑著這股兒拚勁,1990年,工業噴漆機器人PJ-1如期完成。這是我國第一台噴漆機器人,專家鑒定結果認為:“其主要技術性能達到80年代中期國外同類產品水平。”這台機器人也成了明星,“戴著大紅花到各地展覽,甚是風光”。
與此同時,其他幾種機器人的商品樣機也已完成,還分別在第一汽車廠、第二汽車廠和南京汽車廠建立了自動噴漆生產線,駕駛室焊接線、弧焊工作站等應用示範點。“節省了從外國技術引進的費用近數百萬美元。”更為主要的是,我國形成了一支從事機器人研發的技術隊伍。說到這裏,曹祥康開心地笑了。
從90年代初期起,在國家“863”計劃支持下,我國工業機器人又在實踐中邁進一大步,具有自主知識產權的點焊、弧焊、裝配、噴漆、切割、搬運、包裝碼垛等7種工業機器人產品相繼問世,還實施了100多項機器人應用工程、建立了20餘個機器人產業化基地。
國際競爭中,我國工業機器人的優勢也日益凸顯。清華大學計算機科學與技術係教授,第四屆、五屆國家“863”智能機器人主題專家組組長賈培發舉例說,1995年,京城摩托車廠計劃建立9個機器人工作站,雖然世界著名機器人廠商ABB公司再三承諾比我國新鬆公司報價都要低很多,京城最終還是選擇了新鬆。
水下機器人:機器人技術躋身世界前列
1997年6月18日,我國機器人領域值得自豪的日子。煙波浩淼的大海作證:我國6000米mi無wu纜lan水shui下xia機ji器qi人ren試shi驗yan應ying用yong成cheng功gong,標biao誌zhi著zhe我wo國guo水shui下xia機ji器qi人ren技ji術shu已yi達da到dao世shi界jie先xian進jin水shui平ping,我wo國guo成cheng為wei世shi界jie上shang少shao數shu具ju有you深shen海hai探tan測ce能neng力li的de國guo家jia之zhi一yi,為wei我wo國guo新xin世shi紀ji開kai發fa海hai洋yang資zi源yuan贏ying得de了le主zhu動dong權quan。
“人們將其視為成功發射了一顆返回式的‘海洋衛星’。”賈培發說。
這樣的評價並不為過。在約6000米的深海中,大拇指指甲蓋大的麵積要承受將近1噸的壓力;受海水和海流的影響,水下機器人要比空中更難指揮和定位;由於電磁波在水中信號衰減嚴重,隻能用聲納聯絡;為了對抗海水對材料的腐蝕,必須采用抗腐的特殊材料;空中衛星能采用太陽能電池供電,而水下機器人隻能自帶“幹糧”……
上世紀七八十年代,中國科學院沈陽自動化所蔣新鬆提出“結合中國國情,把特殊環境下工作的機器人作為中國機器人技術發展的突破口”的設想。有一次,他在南海艦隊調研時了解到,因海上救撈或開采石油的需要,潛水員在水下工作時,20米以下很難看清目標,50米以下深水作業時隻能靠手摸,對人體傷害極大,潛水員有時水下呼吸所需費用一分鍾相當於一克黃金。
這更堅定了蔣新鬆研究水下機器人的決心。在幾位德高望重的科學家鼎力支持下,蔣新鬆得到中國科學院100多萬元的科研經費,開始了“海人一號”100米水下機器人的研製,該機器人於1985年、1986年先後首航和深潛試驗成功。“七五”期間,國家將“海洋和水下機器人技術開發”列為科技攻關重點項目之一。
然而,“在國家863計劃實施之前,我國研製的都是有纜遙控水下機器人,工作深度僅為300米。”賈培發說。
1986年底,中共中央24號文件把智能機器人列為國家863計劃自動化領域兩大主題之一,代號為512,其主要目標是“跟蹤世界先進水平,研發水下機器人等極限環境下作業的特種機器人”。
在國家863計劃精心組織下,1994年“探索者”號研製成功,它工作深度達到1000米,甩掉了與母船間聯係的電纜,實現了從有纜向無纜的飛躍。從1992年6月起,又與俄羅斯科學院海洋技術研究所合作,以我方為主,先後研製開發出了“CR-01、CR-02”6000米無纜自治水下機器人,為我國深海資源的調查開發提供了先進裝備。
2008年,水下機器人首次用於我國第三次北極科考冰下試驗,獲取了海冰厚度、冰底形態等大量第一手科研資料。
“過去我們在國外考察時,深水作業機器人連參觀都不讓,90年代他們出費用請我們過去,我們想看啥看啥,他們是想跟我們合作。”今非昔比的變化讓賈培發無比自豪。
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服務機器人:未來社會不可或缺的幫手
家中老人戴上腕表式監測儀,它就可24小時監測老人的血氧和脈搏變化,發現異常時,會立刻趕到老人身邊做出語音提醒,並給其家人發送報警短信;當發現陌生人闖入時,它會發出警報,並對陌生人拍照,以彩信的方式發送到主人的手機上;它還是小朋友忠實的小夥伴,其豐富的兒童教育娛樂資源更是讓小朋友在互動交流中輕鬆學到知識……
2008年11月25日,國內首台家用網絡智能機器人——塔米(Tami)在北京亮相,以上這些科幻作品中出現的場景成為現實。
北京航空航天大學機械工程及自動化學院院長,第六屆國家863jihuajiqirenjishuzhutizhuanjiazuzuchangwangtianmiaogaosujizhe,xiangduiyuyijingchengshudegongyejiqirenlaishuo,woguofuwujiqirenqibujiaowan,yuguowaiyecunzaijiaodachaju。“我們基本上是一邊需要補工業機器人,一邊還需要發展服務機器人。”
他介紹說,我國服務機器人的研究始於90年代中後期。近年來,在國家863計劃的支持下,我國“服務機器人軍團”不斷壯大:
仿人機器人走出實驗室,我國成為繼日本之後投入實際展示應用的第二個國家;
烹飪機器人實現小規模量產,它能做出50多種美味菜肴,烹飪水平不低於專業廚師;
機器人護理床、智能輪椅等各種助老助殘服務機器人相繼問世,並積極推進服務機器人產業化進程;
guoneidedaxingwanjuqiyezhengzaihekeyanyuansuohezuo,yanfagaoduanwanjujiqirenchanpin,qiyedejijicanyujiangtuidongyigaoduanwanjuweidaibiaodejiaoyuyulejiqirendechanyehuajincheng……
“2005年,我國服務機器人市場開始初具規模。”同年,發展服務機器人被列為國家 863計劃先進製造與自動化技術領域重點項目。2006年,發展智能服務機器人被列為《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006—2020年)》。2008年,科技部將北京四季青模範敬老院和上海徐家彙福利院列為服務機器人應用示範區。
目前,我國的服務機器人主要有吸塵器機器人,教育、娛樂、保安機器人,智能輪椅機器人,智能穿戴機器人,智能玩具機器人,同時還有一批為服務機器人提供核心控製器、傳感器和驅動器功能部件的企業。
據預測,隨著中國老齡化社會的到來,在未來的十年之內,服務機器人在中國的需求會有明顯的增長,家庭護理機器人、玩具機器人、安控機器人、清潔機器人將是最為需要的。預計到2010年,中國兒童玩具機器人的消費將達到100億元人民幣以上。
對此,王田苗表示,我國有望在十年內突破仿生材料與機構、感知技術、自主移動與控製技術、人—機交互技術等一些服務機器人關鍵技術。“到那時,距離服務機器人真正走入社會和尋常百姓家就更近了一步。”
而在此前,中國人工智能學會副理事長洪炳鎔教授也曾表示,“20世紀90年代,我們進入因特網時代;21世紀前半葉,我們將進入機器人時代。從現在起,再過10年,機器人有望進入普通中國人家庭。”
講述
曹祥康:難忘兩次學術交流會
1977年,全國機械手技術交流大會在浙江嘉興召開,這是我國曆史上第一個以機器人為主題的大型會議。
作為大會的主持人,曹祥康“沒想到會來那麼多人”:會前正式發函的有百十來人,最後來了小500人。除西藏以外,全國各省市都有代表參會。
時隔30多年,曹老憶起當年的“壯觀場麵”仍激動不已。“一個招待所住不下,隻好分住在幾個招待所,開會時按照提前設定好的路線,把各個招待所的人都‘串’起來。”
參會的人太多,會場不得不臨時改在一間舊工棚。很多代表都爭先恐後地上台介紹經驗,“台上講得認真,台下聽得起勁。”曹(cao)老(lao)說(shuo),當(dang)時(shi)開(kai)會(hui)都(dou)是(shi)自(zi)帶(dai)糧(liang)票(piao),差(cha)旅(lv)費(fei)也(ye)是(shi)自(zi)理(li),即(ji)便(bian)這(zhe)樣(yang)也(ye)擋(dang)不(bu)住(zhu)大(da)家(jia)的(de)熱(re)情(qing),代(dai)表(biao)白(bai)天(tian)聽(ting)完(wan)報(bao)告(gao),晚(wan)上(shang)還(hai)追(zhui)到(dao)其(qi)他(ta)代(dai)表(biao)住(zhu)處(chu)要(yao)圖(tu)紙(zhi),能(neng)拿(na)到(dao)一(yi)張(zhang)飄(piao)著(zhe)墨(mo)香(xiang)的(de)油(you)印(yin)材(cai)料(liao)都(dou)被(bei)當(dang)寶(bao)貝(bei)似(si)的(de)留(liu)著(zhe)。
這(zhe)次(ci)會(hui)議(yi)開(kai)啟(qi)了(le)我(wo)國(guo)機(ji)器(qi)人(ren)學(xue)術(shu)交(jiao)流(liu)的(de)新(xin)紀(ji)元(yuan)。此(ci)後(hou),有(you)關(guan)機(ji)器(qi)人(ren)技(ji)術(shu)的(de)學(xue)術(shu)交(jiao)流(liu)會(hui)幾(ji)乎(hu)年(nian)年(nian)不(bu)斷(duan),對(dui)我(wo)國(guo)機(ji)器(qi)人(ren)技(ji)術(shu)發(fa)展(zhan)產(chan)生(sheng)重(zhong)大(da)影(ying)響(xiang)的(de)中(zhong)國(guo)機(ji)械(xie)工(gong)程(cheng)學(xue)會(hui)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)專(zhuan)業(ye)委(wei)員(yuan)會(hui)和(he)中(zhong)國(guo)自(zi)動(dong)化(hua)學(xue)會(hui)機(ji)器(qi)人(ren)專(zhuan)業(ye)委(wei)員(yuan)會(hui)也(ye)於(yu)1983年和1985年相繼成立,前者主任委員是曹祥康,後者是蔣新鬆,兩個委員會分別協助國家主管部門完成了“七五機器人攻關”和“863計劃智能主題”發展規劃。
1978年,應中日友好協會邀請,日本早稻田大學機器人專家加藤一郎來北京訪問交流,從而打開了我國機器人對外交流的窗口。
加藤一郎,1969年率先研製出世界上第一台會用雙腳走路的機器人,從而贏得“仿人機器人之父”的美譽。然而,改革開放之初,別說普通百姓,就是學者對他也知之甚少。
“中(zhong)日(ri)友(you)好(hao)協(xie)會(hui)讓(rang)我(wo)組(zu)織(zhi)國(guo)內(nei)學(xue)者(zhe)去(qu)聽(ting)報(bao)告(gao)。一(yi)聽(ting)說(shuo)日(ri)本(ben)的(de)機(ji)器(qi)人(ren)專(zhuan)家(jia)要(yao)來(lai)講(jiang)學(xue),大(da)家(jia)高(gao)興(xing)地(di)不(bu)得(de)了(le),五(wu)六(liu)十(shi)人(ren)接(jie)到(dao)通(tong)知(zhi)全(quan)來(lai)了(le),至(zhi)於(yu)加(jia)藤(teng)一(yi)郎(lang)是(shi)做(zuo)機(ji)器(qi)人(ren)哪(na)方(fang)麵(mian)研(yan)究(jiu)的(de)都(dou)不(bu)太(tai)清(qing)楚(chu)。”曹祥康回憶說。
由於語言和技術等多方麵的原因,我國學者對加藤一郎的報告還“聽不太懂”,印象最深的是加藤一郎帶來了一盤仿人機器人的錄像帶。“這台機器人看起來非常笨重,出場像‘人猿泰山’一樣,10多秒才邁出一小步,這在當時已經十分了不起了,我國學者大開眼界。”更為主要的是,我國機器人行業對外學術交流的大門由此打開。此後,美國、日本等國家的教授陸續來華訪問交流,我國機器人領域的專家也開始走出國門。
xiangbizhixia,shuoqidangnianwoguoxuezhedezhuchu,gengxiangshiyiduanqiwenyishi。caoxiangkangshuo,dangshibeijingzhaodaisuoshao,meibanfazhihaozhuzaideshengmenwaidajiedeyijiadachedian,xuezhemenjizaijizhangdatongpushangshui,chumenjiushishengkoupenghesiliaocao,tiaojianshenshijianku。“那撥來參加學術交流的人後來大多成了教授,哈爾濱工業大學的安永成、上海大學的姚誌良等等。當然,這是後話……”
專家簡介:
曹祥康 浙江省黃岩人,1938年7月生。
北京機械工業自動化研究所高級工程師現在科技部高技術發展中心擔任863重大工程項目一汽工業機器人應用與產業化項目及"弧焊機器人產業化開發及應用工程"的監理工作。
70年代初開始研製工業機器人,1974-1986年任北京機械工業自動化研究所機器人研究室主任。組織研製和開發噴漆機器人、機器人測試方法和設備等項目。同時還積極組織開展全國工業機器人行業技術交流。1983年成立中國機械工程學會工業機器人專業委員會,任主任委員。任職期間多次向國家有關部委積極反映,籲請支持發展機器人技術。1986年,機器人列入"七五"guojikejigongguanxiangmu,caoxiangkangrenzixunzhuanjia。zengrenjiqirenbiaozhunhuajishuweiyuanhuizhurenweiyuan,zuzhikaizhanquanguogongyejiqirenjishubiaozhunzhidinggongzuo,yuguojibiaozhunxiangduiyingjianlilewoguogongyejiqirendefazhantichujianyi,tuidonglewoguojiqirenjishufazhan。caoxiangkangzuoweiwoguojiqirenshiyedekaichuangzhezhiyi,duizhongguojiqirenyanjiudeqidonghefazhanzuochulezhongyaogongxian。