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今年初夏,中國科大人形機(jī)器人研究院在合肥揭牌——融合培養(yǎng) 瞄準(zhǔn)“機(jī)器人總動員”

2024-08-12 16:50:21 來源:安徽新聞網(wǎng)-安徽日報

日前,在中國科大人形機(jī)器人研究院,學(xué)生正組裝機(jī)器人。本報記者 徐旻昊 攝   

中國科大人形機(jī)器人研究院研制的靈巧手。本報記者 徐旻昊 攝   

近日,在中國科大人形機(jī)器人研究院,學(xué)生進(jìn)行人形機(jī)器人研究。本報記者 徐旻昊 攝

中國科大人形機(jī)器人研究院學(xué)生制作的機(jī)器人。本報記者 徐旻昊 攝

十多年前,一部科幻動畫電影《機(jī)器人總動員》點燃了彼時暑期電影市場的激情。影片的主角正是人形機(jī)器人,它們超凡的能力和細(xì)膩的情感,讓觀眾對人形機(jī)器人充滿無限幻想和期待。

人形機(jī)器人就是模仿人類外觀和行為的機(jī)器人,它集成了人工智能、高端制造、新材料等先進(jìn)技術(shù)。如今,人形機(jī)器人發(fā)展勢頭已成燎原之勢,有望成為繼計算機(jī)、智能手機(jī)、新能源汽車后的顛覆性產(chǎn)品,深刻改變?nèi)祟惿a(chǎn)生活方式。人形機(jī)器人技術(shù)加速演進(jìn),已成為科技競爭的新高地、未來產(chǎn)業(yè)的新賽道、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎,發(fā)展?jié)摿Υ蟆?yīng)用前景廣。

今年初夏,中國科大人形機(jī)器人研究院在合肥揭牌。中國科學(xué)院院士丁漢受聘為人形機(jī)器人研究院科技委員會主任,并宣布長三角人形機(jī)器人聯(lián)盟成立。記者日前走進(jìn)該研究院,一探相關(guān)人才培養(yǎng)究竟。

多學(xué)科交叉背景優(yōu)勢明顯

人形機(jī)器人是多學(xué)科交叉融合的典型代表,涉及機(jī)械、人工智能、力學(xué)、材料、儀器、控制、計算機(jī)、科技倫理等學(xué)科。而多學(xué)科交叉優(yōu)勢正是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)最大的辦學(xué)特色之一。

中國科大基礎(chǔ)學(xué)科實力雄厚,擁有數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、力學(xué)、生物科學(xué)、天文學(xué)等6個國家理科基礎(chǔ)科學(xué)人才培養(yǎng)基地。在教育部第四輪學(xué)科評估中,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理學(xué)、化學(xué)、天文學(xué)、地球物理學(xué)等7個學(xué)科獲評A+。同時,中國科大也是國內(nèi)數(shù)、理、化、天、地、生全部為A檔的唯一高校。進(jìn)入該校就讀的本科生一直采用2+X培養(yǎng)模式,即前兩年強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)寬厚實,后兩年強(qiáng)調(diào)專業(yè)精新活。

在這樣的背景下,中國科大人形機(jī)器人研究院匯聚了來自全校相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的頂尖科學(xué)家和工程師,致力于打造面向世界科技前沿、具有安徽特色的人形機(jī)器人綜合研究平臺。

中國科大工程科學(xué)學(xué)院副院長張世武教授從事多年仿生機(jī)器人研究,研制出多代仿生機(jī)器魚、軟體機(jī)械臂、仿生靈巧手、兩棲機(jī)器人AmphiHex-I及AmphiHex-II、撼地者救援機(jī)器人、液態(tài)金屬驅(qū)動移動機(jī)器人、液態(tài)金屬電機(jī)等各類特種機(jī)器人。

“人形機(jī)器人也是仿生機(jī)器人的一種,AI里的算法也可以應(yīng)用到人形機(jī)器人上面?!睆埵牢湔f,團(tuán)隊很早就在做人形機(jī)器人相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù),比如靈巧手?!笆质侨松砩线\動最復(fù)雜的部位之一,有20多個自由度,又非常輕,還可以做很靈巧的操作。目前工業(yè)上的一些靈巧手跟真正的人手差距非常大。怎么讓靈巧手變得又輕又靈巧,本身就是一個挑戰(zhàn)?!睆埵牢湔f。

研究院揭牌儀式上,該校相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,將發(fā)揮中國科大多學(xué)科交叉優(yōu)勢,在材料傳感、結(jié)構(gòu)驅(qū)動、小腦(運動控制)以及大腦(具身智能)等方向爭取技術(shù)突破,獲得標(biāo)志性成果。在技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上,研究院將積極推進(jìn)人形機(jī)器人在服務(wù)、醫(yī)療、教育等領(lǐng)域的應(yīng)用。通過與企業(yè)的合作,加快科研成果的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,推動人形機(jī)器人技術(shù)在實際場景中的應(yīng)用和普及。

持之以恒辦賽點燃夢想

從2001年開始,中國科大每年都會組織開展面向全校的RoboGame機(jī)器人大賽。這一賽事吸引了許多專業(yè)學(xué)生參加,也因此培養(yǎng)出大批投身機(jī)器人方面的復(fù)合型人才。

今年暑假,中國科大機(jī)械工程專業(yè)研究生薛佳龍,因參加RoboGame機(jī)器人大賽,與來自不同專業(yè)的同學(xué)聚集在一個實驗室里,不懈地進(jìn)行機(jī)器人對戰(zhàn)訓(xùn)練。

“之前機(jī)器人的研究方向主要是以工業(yè)機(jī)器人為主,其功能具體到去干某件事。如果把它放在別的應(yīng)用場景中,可能無法使用或作用有限。但是人形機(jī)器人則被寄予希望可以做更通用的任務(wù),比如,在家里做飯、打掃衛(wèi)生,放到工廠里也可以搬運貨物等。”薛佳龍對人形機(jī)器人有著自己的理解。他表示,RoboGame機(jī)器人大賽里的對戰(zhàn)機(jī)器人雖然不是嚴(yán)格意義上的人形機(jī)器人,但是兩者在機(jī)械設(shè)計、硬件布線、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)等方面是有很多共通性的,并且前者經(jīng)驗的累積也是后者發(fā)展的基礎(chǔ)。

薛佳龍表示,研究人形機(jī)器人是一項綜合而細(xì)致的多學(xué)科聯(lián)合任務(wù),他和隊友們各自發(fā)揮優(yōu)勢,又能從融合中各自學(xué)到新知識?!皬牡讓觼碚f,首先是機(jī)械設(shè)計,其中包括結(jié)構(gòu)設(shè)計和工業(yè)設(shè)計。結(jié)構(gòu)設(shè)計是讓機(jī)器人能獲得足夠的穩(wěn)定性,而工業(yè)設(shè)計則讓它的外殼可以更加美觀;然后是電路設(shè)計,既要保證通信過程及時流程,還要保證電源能輸出足夠電力,而且還要做到布線美觀;再往頂層看,就涉及到自動化、人工智能等領(lǐng)域的技術(shù)?!彼?xì)致地介紹,自己在本科階段主要偏重于計算機(jī)的方向,讀研之后專門學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計,同時因為研究人形機(jī)器人的需要,也會學(xué)習(xí)材料相關(guān)領(lǐng)域的內(nèi)容。

讓機(jī)器人更像人造福人

今年以來,在大模型和具身智能等概念帶動下,人形機(jī)器人進(jìn)入高光時刻。很多人形機(jī)器人研發(fā)者都把服務(wù)業(yè)看作最佳應(yīng)用場景之一。

現(xiàn)在經(jīng)常出現(xiàn)在酒店里的送餐機(jī)器人,成為很多人對機(jī)器人當(dāng)“服務(wù)員”的原始印象。但在薛佳龍看來,送餐機(jī)器人還不能算是人形機(jī)器人,因為它首先還是一個輪式機(jī)器人,并且只能從電梯上去,還無法從樓梯走上去,到達(dá)之后還需要客人自己動手打開它的貨倉取餐。

薛佳龍向記者描述了一個可視化的應(yīng)用場景:“真正的人形機(jī)器人是有自己的判斷力和更強(qiáng)的能力。比如,一旦發(fā)現(xiàn)電梯人多擁擠,它就可以走樓梯上去;還可以敲門進(jìn)屋,把餐像服務(wù)員一樣直接送到桌上……”

“如果機(jī)器人做得更像人,那么很多設(shè)計數(shù)據(jù)都可以直接從人類里獲取?!睆埵牢湔f。這也是智能機(jī)器人向人形化發(fā)展的一個重要因素。作為機(jī)械與電子信息技術(shù)的結(jié)合體,人形機(jī)器人其實更像汽車,或者手機(jī)。

工業(yè)和信息化部印發(fā)的《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》提出,到2025年,我國人形機(jī)器人創(chuàng)新體系初步建立,“大腦、小腦、肢體”等一批關(guān)鍵技術(shù)取得突破,確保核心部組件安全有效供給。整機(jī)產(chǎn)品達(dá)到國際先進(jìn)水平,并實現(xiàn)批量生產(chǎn),在特種、制造、民生服務(wù)等場景得到示范應(yīng)用,探索形成有效的治理機(jī)制和手段。

今年4月份以來,人形機(jī)器人創(chuàng)新中心在各大省市密集成立。4月16日,廣東省具身智能機(jī)器人創(chuàng)新中心在深圳落地;4月18日,成都人形機(jī)器人創(chuàng)新中心正式營業(yè);同一天,浙江人形機(jī)器人創(chuàng)新中心落地寧波;7月19日,安徽人形機(jī)器人創(chuàng)新中心也在合肥落戶。一場圍繞著人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的競賽已經(jīng)開幕。

展望未來,有感覺、會思考、能行動并能與人溝通的人形機(jī)器人將會覆蓋人類活動的方方面面,它會像汽車、計算機(jī)一樣成為人們生活中不可缺少的組成部分。

“對于這樣一個顛覆性產(chǎn)品的角逐,我們中國一定要在里面有自己的一席之地!”張世武說,“從模仿人,到超越人,再到進(jìn)入家庭服務(wù)人,最終能去深空探測,去解決人類生存發(fā)展的終極問題。這些目標(biāo)需要我們一步步實現(xiàn),也終究會實現(xiàn)?!?/p>

(記者 陳婉婉)

[編輯: 吳曲波 審核:戎小平 審簽:王小明 ]
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