奋力摘取制造业皇冠顶端的明珠

来源:办公厅宣传与政策研究处   发表时间:2020-04-14

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来源:中国纪检监察报    作者:本报记者 尹健

 

1月29日大年初五,王耀南院士(左)带领研发人员在湖南大学机器人学院讨论医用应急抗疫机器人方案。张辉 摄

 

3月24日,王耀南院士(前排左三)和研发团队向湖南省人民医院捐赠医用应急抗疫机器人。黄婷 摄

 

    2014年6月9日,习近平总书记在两院院士大会上指出,机器人是“制造业皇冠顶端的明珠”,其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。

 

    近年来,我国在机器人领域取得了长足发展,研发了蛟龙号的深海探测机器人装备、嫦娥系列的深空探测机器人、无人机飞行器、协作机器人等。

 

    王耀南,中国工程院院士,湖南大学电气与信息工程学院院长、教授,机器人技术与智能控制专家。新冠肺炎疫情发生后,王耀南院士团队领衔,联合湖南大学机器人学院、机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室、相关科技公司等多方力量,研制了医用紫外消毒机器人、医用喷洒消毒机器人、医用物资配送机器人等系列防疫机器人。机器人“上岗”后,能大大减轻医护人员工作负担,降低临床工作人员交叉感染风险。

 

    近日,王耀南院士就抗疫机器人研发、机器人应用、中国机器人发展、个人成长和科研经历等话题接受了本报记者采访。

 

    1 尽最大努力保障医护人员有更安全的工作环境

 

    新冠肺炎疫情发生后,王耀南就一直关注着疫情的实时动态。他的团队和机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室一直都是围绕机器人关键技术开展技术攻关和工程应用,在医药工业制造方面有一定的技术积累,研制和生产了大量工业全自动物流搬运作业机器人。他提出设想,使用机器人代替医护人员进行一些简单的护理和消毒,以防止交叉感染。

 

    于是,王耀南联系了课题组的成员和在校的一批老师,嘱托大家要做好科研攻关抗击新冠肺炎疫情的准备。王耀南大年初四从老家云南赶回长沙,组织机器人国家工程实验室团队还在长沙的10多名成员,开始进行防疫机器人的研发。

 

    王耀南说:“我虽然不是专业医护人员,不能像可敬的医护人员冲在抗击疫情的第一线,但仍然想尽我们最大努力来保障医护人员拥有更安全的工作环境,为抗击疫情做点事。”

 

    疫情应急机器人的研发主要分为两个方面,一是硬件结构的设计,二是控制系统的开发。由于正值春节假期,团队里还留在长沙的人员非常少,为了解决人手不够的问题,他们决定线上线下一起协同合作。

 

    线下团队由王耀南和留在长沙的老师组成,主攻硬件设计,由于疫情影响,多个硬件厂家都停止生产,不得不在一些设计上进行妥协和平衡。线上团队由还在家里的博士研究生组成,主要进行控制系统的研发,长沙这边提需求和给出具体的实验反馈,在外地的同学、老师进行算法开发。

 

    在长沙的人员加班加点,在线上团队给出版本的基础上进行修改,最终获得了比较满意的方案。3月24日,研发团队免费捐赠的2台机器人在湖南省人民医院开展应急防疫应用工作,机器人防疫迈出了重要的一步。

 

    据介绍,该团队研发的抗疫机器人分为三类。第一类,面向医院的医用紫外消毒机器人和户外大范围场景的医用喷洒消毒机器人。医用紫外消毒机器人,能够智能自动导航,对医院病房内同时完成紫外线和喷洒两种消毒,可应用于重症监护病房(ICU)、供应室等开放区域的消毒工作,也能应用于无菌检查实验室、微生物检测实验室、阳性对照实验室、取样间、物料传递间等密闭空间灭菌;医用喷洒消毒机器人可以通过远程操控,在多种地形喷洒次氯酸消毒液,为室外大空间消毒。

 

    第二类,医药物资搬运智能机器人,它可在隔离住院部开展物资配送工作,能够在复杂环境中自主定位并递送产品、货物等,载货能力强,并且兼具传统递送机器人的负载和室内递送服务的双重功能。

 

    第三类,面向病患测温-诊断-消毒的智能移动协作双臂机器人,它将过氧化氢设备与机器人相结合,在机器人内部装置消毒系统产生消毒气体,而且在无人环境下能够实现自主导航、自主移动,高效、精准地对室内进行360度无死角消毒防疫,还可以模拟人类自由移动的能力,代替人深入疫情严重区域。

 

    除了投入医院的机器人,其他功能的机器人也应用广泛,可以在大范围流行病中降低感染率,减少流行病对经济社会生活的影响。例如:它可以代替人工测温守关、社区物资供应等,一些人和人接触的工作变成了人和机器接触,自然就降低了交叉感染的风险。如快递送货等服务行业、口罩生产等制造行业如果能大范围使用机器人,那么即使面对疫情,工厂依然能够生产、人们仍然可以购物,生产生活将不会受到特别大的影响。此外,由于机器人具有柔性,只需要修改内置程序就能快速调整生产目标,这使得厂家可以迅速调整生产方向,全力生产医疗物资,为防控疫情提供物资保障。

 

    2 让智能机器人服务于生产生活

 

    2014年6月9日,习近平总书记在两院院士大会上指出,机器人是“制造业皇冠顶端的明珠”,其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。

 

    中国的机器人行业起步于上世纪八十年代中期。1985年,机器人专家蔡鹤皋院士主持研究的我国第一台弧焊机器人在全国科技成果展览会上进行展示。这标志着我国机器人行业正式起步,有了自主研发机器人的能力。

 

    1986年国家推行863计划,大力扶持自动化产业。自此以后,我国机器人产业有了国家支持,机器人开始作为一个产业发展。

 

    2009年10月30日,新松机器人自动化股份幸运飞艇注册作为我国最大的机器人产业化基地正式上市。这标志着我国机器人产业已经具有良好的商业化环境,表明我国机器人行业市场前景广阔。

 

    2015年,李克强总理在全国两会上作政府工作报告时提出,要重视智能制造。国家政策对机器人产业给予更多支持,中国机器人产业开始飞速发展。

 

    近年来,我国在机器人领域取得了长足发展,研发了蛟龙号的深海探测机器人装备、嫦娥系列的深空探测机器人、无人机飞行器、协作机器人等。但相对于国际上的四大机器人家族(库卡、ABB、发那科、安川)来说,国内的机器人依然有落后的地方:一是核心零部件的生产制造,如伺服系统、精密减速器等;二是智能自主控制系统的设计、一些机器人操作的核心算法等。

 

    王耀南建议,加强国际交流合作,培养国内的相关人才,吸引海外高层次人才和先进技术公司,鼓励国内优秀企业收购具有先进技术和发展前景的核心技术或团队;加强高校、研究院等科研机构和企业之间的合作。

 

    近年来,王耀南院士团队对中国机器人技术发展和工程应用做了大量工作。2008年南方发生雨雪冰冻灾害后,团队研究设计了输电线路在线除冰机器人,经过多年技术攻关,在电力特种机器人方面已形成了多项产品,服务于电力行业检测、带电作业等。围绕南水北调、三峡工程等国家大型基建项目,研究了大型复杂构件加工机器人软硬件设备,用于加工大型水轮机、盾构机刀片。紧跟国家提出的智能制造方针,研究了高速精密制造生产线中的机器人视觉检测与智能优化控制技术,为我国的电子制造业智能化做出了贡献。针对我国医药产业智能化不足、成品率低、速度慢、转型难等问题,研制出了大型高速医药自动化柔性生产线,降低了制药成本,提高了良品率,制药速度更快。

 

    科学技术是第一生产力,机器人与互联网、物联网、人工智能等技术融合发展将大大改变人类生产生活方式。

 

    机器人在生产上有着人类难以比拟的优势,其替代作用正在发生。将来,所有重复繁重的劳动、所有存在危险的工作都不再需要人力,人们的主要工作将是具有创造性的脑力劳动,这将极大地解放社会生产力,使得人民生活更加富足。

 

    在生活方面,机器人会让人们生活更加方便:更快速的购物物流、更准确的信息获取、更方便的家务劳动,更智能的客服机器人、扫地机器人、家庭陪伴机器人,这些都正在我们身边悄然发生。未来强人工智能实现,甚至能颠覆服务行业的现有模式。

 

    这些技术对生产生活方式的改变将减少人们生活压力,有更多的时间和精力享受生活、体验艺术和钻研科学,以此反哺人类社会与科技的进步,形成良性循环,促进人类社会全面发展。

 

    3 科研紧密结合国家重大需求

 

    1957年11月,王耀南出生于云南省龙陵县的一个革命家庭。他祖籍江西吉水,父母跟着党干革命,千里迢迢、不畏艰险从江西吉安一直打到云南,之后就留在云南建设边疆。受父辈影响,“报效国防、建设祖国”的红色种子自幼就在他心里扎了根。他说:“我曾经想报名参军保卫国家,后来即使机缘巧合走上科研的道路,所做的工作也都是以围绕国家需求、解决国家困难为目标。”

 

    王耀南从小就对无线电感兴趣,喜欢动手制作、组装半导体收音机,经常鼓捣到深夜。1974年9月高中毕业后,他作为知识青年到龙陵县猛兴乡下沟心寨村插队,白天下地干农活,晚上回来常常义务帮老乡家安装、修理喇叭和收音机。为解决大山沟里乡亲们的吃饭问题,他特地跑到县里农机站学习拖拉机、打谷机、磨面机等“五机”工作原理。学会后,他把“五机”搬上了山。

 

    1977年,王耀南进入抚州地质学院(东华理工大学前身)学习。他的同班同学、老班长陆钢说,王耀南读书有如拼命三郎,他的刻苦和坚持是一般人难以想象的。只要看见他,如果不是捧着书看,就一定在认真钻研和做实验。因为他发奋读书,机房旁边的值班室经常半夜灯还亮着。他的成功,离不开他过硬的知识储备和持之以恒的坚毅品质。

 

    1979年核工业部分配给他在读的抚州地质学院一台大型数字计算机,他通过努力得到学习和研究大型数字计算机的运算器和控制器(CPU)硬件系统的机会,开启了计算机科学的大门,之后来到湖南大学攻读博士,进行机器人研究,创建了机器人国家工程实验室。他说:“在科研的道路上,我个人付出了巨大的努力,但我的成绩不仅靠自身的奋斗,更要感谢国家对知识分子的重视和培养。如果没有当年的‘五机’上山和大型数字计算机的科研工作历练,我恐怕也难以达到现在的成就。”

 

    王耀南已经培养了65名博士,150余名硕士,桃李满天下。从插队知青到中国工程院院士,回望过去,王耀南称自己一辈子只做了一件事——跟“三机”打交道:从当年插队知青从事的“五机”上山,到东华理工大学的计算机研究,再到湖南大学的机器人研究,正好见证、参与了从机械化1.0年代,到电气化2.0年代,到自动化3.0年代,再到万物互联的智能化4.0时代。他说:“这是最好的时代,科研工作者在建设科技强国的道路上大有可为,也应该大有作为。”

 

    王耀南一直叮嘱团队里的年轻教师:一要立德树人,为国家培养出更多的高水平人才;二要爱国务实,要以国家需求为导向,把爱国情怀转化为建设国家的强大精神动力;三要开拓创新,充分发挥创造力,把科研成果最大限度地转化为生产力,把人才智力优势转化为国家发展优势。

 

    采访最后,王耀南说,有国才有家,国盛家才旺。作为知识分子、科学家,我们应当将个人价值、科学研究与国家发展紧密结合,以国家重大需求为导向,国家需要什么,我们就研制什么,国家有困难了,我们就应该去解决。(本报记者 尹健)

 

    原文:http://www。jjjcb。cn/content/2020-04/13/content_89489。htm

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