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机器人的关键是控制算法和工艺

2015-04-23

      在“2015硬件自由日”上,北京工业大学电子信息与控制工程学院的左国玉老师讲演了“智能机器人技术在创新人才培养中的应用”,并接受了《电子产品世界》的独家专访。

      与国外的差距在工艺和控制方法

  要使机器人运行得流畅,能够真正完成一些特定功能,算法是很重要的。例如西门子、施耐德等国际领先企业,其控制方法很恰当,或者是更先进。相比较而言,芯片、硬件电路设计、软件编程等问题不是太大,我国这方面的人才也很多。

  另外,在材料和加工工艺方面,国际领先公司也有优势。我们国内一些企业做出来的产品,总的感觉是不够精致,在机械、驱动、设计结构、外形设计等方面有些差距。

  那么,是否本土企业有了足够的资金,也能很快达到国际先进水平?这恐怕也不是。因为我国的基础实力还未达到这个高度,包括机器人材料、加工生产工艺、用户体验设计等。

  在培养机器人的人才方面,需要综合能力,诸如电路设计、软件编程和基本的控制方法等,另外还有基础的机械设计,包括不同的机械设备、机械结构和机械模型等。

  服务机器人前景广阔

  机器人是典型的自动化装置。相比国外先进水平,从工艺和技术角度看,我国短时间内赶超不太现实。但是在智能机器人、服务机器人等特种机器人方面,我们还是有可能赶超先进水平的。

  当前国内做扫地机器人的企业很多,但左老师的研究小组对此不太关注。因为尽管扫地机器人有一定的科技含量,但很容易入门,而且商业化已比较成熟了,因此硬件方面提高不是太大。在此基础上,左老师看好路径规划类机器人,例如他们正在研制空气净化器机器人,可以移动,滤网可以水洗。

  左老师希望他们的技术和设计不要趴在实验室里,应该推广出去。为此,左老师这两年开始参加一些国际性展会,也有一些众筹公司、机器人公司和科技园主动找上门来,看能不能孵化、商用投产。不过,尽管现在风投比较多,但都希望短期回报。这就有时间和速度的问题,对单一的高校来说有点难。建议大学的研发技术与企业的工程技术结合起来,才有可能加快进度。

  与智能车、无人机互补促进

  目前高校中也流行智能车、无人机等,其实与机器人是并行、互补的。例如智能车的平台比较固定化,之后如果进一步提升,可以用来做机器人的技术研究。反之,如果机器人研发做得好,可以把电子电路学、软件编程学和游戏控制等方面的知识用到智能车控制、图像处理方面去。

  无人机包括旋翼和非旋翼两大类,这十来年的发展较快,但是也不能说它比地面机器人更难。地面机器人需要的基础性技术,例如硬件和软件技术,可以用到空中机器人。

  因此,在机器人培养方面,无论是研究生还是本科生,也无论是智能车、机器人还是无人机,都可以采用一些通用的硬件,做一些相似的计算控制。

  学生作品与实际产品的差距

  在左老师带的学生中,很多学生从大一开始接触,大三大四正式做,最后都能做出机器人来。因此,现在机器人入门门槛不是特别高,从淘宝网上就可以买到很多部件。不过,正像IDG高级顾问Allen Furst在“硬件自由日”的讲演中所说,“那也仅仅是你攒出来的,但是利用你真正掌握的技术能不能够做得更好?这可能就比较难了。”

  北工大机器人的优势

  北京工业大学目前有两个学院在进行机器人的教学和科研工作——机电学院和电控学院。机电学院主要侧重机械方面,例如柔性机械臂的设计和控制;电控学院更多的是偏重智能控制。因此,在北工大,参与机器人机型方面研究的老师数目较多,是北工大的一个主要特色。

  关于硬件自由日:

  硬件自由日是DFF(数字自由基金会)发起的一个全球性自由开源庆祝活动。

  硬件自由日推举的开源硬件口号,意指允许人们对硬件实体进行自由地设计、修改、完善、再利用并全面开放、公开分享。这些硬件实体包括设计图、蓝图、模板、软件代码和设备本身。旨在推广开放硬件的概念,希望让更多人可以了解、参与身边的开发社交。


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