【科技日報】讓“仿人機器人”走出實驗室
發布日期：2008-12-25 閱讀次數：
原文鏈接：http://www.stdaily.com/gb/education/2008-12/23/content_891108.htm
作者：李凝 來源：《科技日報》2008年12月24日 摘編：新聞中心 高國慶
隨著一曲悠揚的旋律，一名“身著”銀灰色服裝，名叫“匯童GDSC”的仿人機器人正在舞臺上剛柔并濟地打著太極拳。“野馬分鬃”“弓步”“云手”“金雞獨立”，那一招一式，憨態可掬，博得了臺下觀眾的連連喝彩。接著，匯童彬彬有禮地做起自我介紹：“我是中國人制造的機器人，是人類的朋友，我出生在北京理工大學……”；在“人機對話”環節，匯童與觀眾間的一問一答，更引來笑聲不斷。這是記者11月22日在廣東科學中心“數碼世界主題展館”看到的一幕。而這一幕，自今年11月中旬以來，伴隨著“匯童GDSC”落戶廣東科學中心——新建的亞洲最大的科學博物館，正每天兩次地循環上演著。用廣東科學中心主任江洪波的話來說就是，在我們投資建設的幾百個展項中，仿人機器人的表演作為重點展項之一，已成為群眾參觀活動的一大亮點。
由北京理工大學牽頭自主研制的仿人機器人“匯童GDSC”在廣東科學中心的“落戶”，是我國的仿人機器人第一次走出實驗室開啟實際應用新篇章的標志，使仿人機器人這一高端科研成果向市場化邁出了堅實的第一步，也使我國成為繼日本之后具有同等功能的仿人機器人走出實驗室投入實際應用的第二個國家。
我國仿人機器人躋身世界先進行列
仿人機器人具有人類的外形特征，更容易適應人類生活環境，是未來與人類友好共處的先進機器人的重要代表，具有廣闊的應用前景。作為一種競爭的高技術前沿，以及潛在的強大產業和應用前景，仿人機器人越來越受到各國政府和企業界的重視。早在1998年，日本通商產業省就投資了50億日元，啟動“仿人機器人工程”國家項目，重點開展仿人機器人的關鍵技術及平臺研究。日本本田公司、豐田公司投資了幾百億日元，開展了仿人機器人的核心部件及示范應用研究。與此同時，韓國、英國、法國、德國等國政府也投入了大量資金研制仿人機器人。
在我國，仿人機器人的研制也緊跟世界科技前沿。在科技部“十五”863計劃、國防科工委基礎科研、“長江學者獎勵計劃”等支持下，2002年12月，“匯童”1型仿人機器人問世。它是由北理工聯合兵器工業集團惠豐機電公司、航天工業集團紅林機械廠等單位，研制出的我國第一臺無外接電纜行走的仿人機器人。
2005年12月，被列入科技部“十五”863計劃主題重點項目的“匯童”2型仿人機器人相繼誕生。它突破了仿人機器人的穩定行走、復雜運動規劃等關鍵技術，其功能達到國際先進水平，在復雜動作協調控制方面達到國際領先水平。“匯童”2型的誕生，使我國在仿人機器人研究領域躋身國際先進行列。
新一代仿人機器人落戶廣州
從具有自主知識產權的匯童仿人機器人在國家“十五”重大科技成就展、國家創新成就展上首次亮相；到在中央電視臺“創新中國”欄目的首期現場直播，科研人員就開始思索讓仿人機器人這項科研成果走出實驗室，走向應用、邁向市場的道路。
但是，邁向市場、走向應用這一步的確很難。北理工智能機器人研究所段星光教授告訴記者說，對研究者而言，從單純的科學研究轉向實際工程使用，面臨著許多挑戰性的工程技術問題，包括可靠性、系統集成、工程化等。由于仿人機器人的復雜性，真正走出實驗室進入實際應用的寥若晨星，目前，國際上只有日本的本田、豐田兩家公司研發的仿人機器人在他們各自公司的科技館進行展示應用，其余的仿人機器人基本上仍停留在實驗室樣機階段。
段星光等科研人員心里憋著股勁兒，“別人能搞得出來，我們也能搞得出來，而且搞出來的要更好。”“國家科技部給了重大支持，在“十一五”期間，863計劃進一步加大了對仿人機器人研究的投入力度，立足為未來全球范圍內機器人新興產業的發展提供技術支撐與儲備。國家層面上的這一重要舉措，為我國仿人機器人走出實驗室、走向應用展現了前景，奠定了基礎，也堅定了科研人員推動這項成果實現產業化的信心。”
國家科技部的支持，讓段星光們的干勁更足了。在“十五”研究成果的基礎上，科研人員重點研究系統可靠性及其核心單元部件的關鍵技術，開展了仿人機器人示范應用工作，兩年，他們開發成功新一代“匯童GDSC”仿人機器人，并首先在廣東科技館“秀”。
“‘匯童GDSC’仿人機器人身高1.65米，體重70公斤，具有28個自由度，集機構、控制、電源、傳感器等于一體，具有力覺、平衡覺、語音對話、遙感操作等功能，實現了無外接電纜的獨立行走，并能完成太極拳等復雜動作表演。”
來自成果供需雙方的魄力
為了仿人機器人在科技館展演這一應用目的，北理工智能機器人研究所仿人機器人研發團隊在廣州一住就是幾個月，精心安裝調試。他們說，與廣東科學中心的合作成功，對供需雙方來說都需要魄力。在這個過程中，“我們也看到了近年來國家對科技館的投入力度很大，各地都在建設新館的契機，從而在幾個意向合作者中首先與最具實力和魄力的廣東科學中心的合作者達成共識，而與國家科技館等多家科技館的合作也正在進行中。”
當記者參觀這一亞洲最大的科學博物館時，的確被這座投資19個億最具現代化的科技城所震撼。在環境優美的廣州大學城里，它科技航母和木棉花合二為一的外觀造型分外搶眼，館內外矗立的“太陽風帆”、“連接”、“變形”等大型標志性展項，將科學的功能與藝術的沖擊力完美地合為一體；走進館內，兒童天地、實驗與發現、數碼世界、交通世界、綠色家園、飛天之夢、人與健康、感知與思維這8個常設主題展館和4座科技影院恰到好處地布局在五瓣木棉花下。恰逢周六上午，一隊隊身著校服的中小學生們紛至沓來，他們興致勃勃地參與到各種展示與互動項目中，體驗著科技的魅力和樂趣。而像“仿人機器人表演”、“翻車和撞車”、“裝扮‘神七’宇航員”等極具吸引力的項目前更是人頭攢動，排起了長蛇陣。
談起為何會引入“匯童GDSC”仿人機器人項目，江洪波說，從科技中心的建設宗旨來講，其建設項目既要有基礎的科學原理、思想方法的展示，同時也更加注重科技發展前沿動態的展現。而仿人機器人既符合我們注重前沿性的宗旨，也是能將娛樂性、參與性和教育性融為一體的極佳選擇。經過了兩年的考察，當這個“863”主題項目的重大成果達到了在科技館里展示的可行性后，我們就下決心引進這個項目。他認為，仿人機器人走出實驗室、走進科技館有兩方面的意義，其一，向世人展示我國仿人機器人當前的發展水平，增強觀眾的科技素養；其二，培養青少年對于機器人，對于高科技產業的愛好和興趣，有利于激發他們的好奇心和創造力。
仿人機器人走出實驗室，走進了科技館，這還只是在應用的道路上邁出的第一步。然而讓機器人真正進入家庭，走進社會，在服務娛樂、醫療、生物技術、教育、危險作業、軍事空間探測等多個領域成為人類的好幫手，據專家預測還需要15到30年的時間。展望仿人機器人廣闊的應用前景，我國的科研人員正在努力著。
■科技詞典
仿人機器人不僅是一個國家高科技綜合水平的重要標志，也在人類生產、生活中有著廣泛的用途。由于仿人機器人具有人類的外觀特征，因而可以適應人類的生活和工作環境，代替人類完成各種作業。它不僅可以在有輻射、粉塵、有毒的環境中代替人們作業，而且可以在康復醫學上形成動力型假肢，協助癱瘓病人實現行走的夢想。將來它可以在醫療、生物技術、教育、救災、海洋開發、機器維修、交通運輸等多個領域得到廣泛應用。目前，我國仿人機器人研究與世界先進水平相比還有差距。我國科技工作者正在為趕超世界先進水平而努力奮斗。(據《計算機世界報》)
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