《電子技術應用》
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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,北京工業(yè)大學電子信息與控制工程學院的左國玉老師講演了“智能機器人技術在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的應用”,并接受了《電子產品世界》的獨家專訪。

      與國外的差距在工藝和控制方法

  要使機器人運行得流暢,能夠真正完成一些特定功能,算法是很重要的。例如西門子、施耐德等國際領先企業(yè),其控制方法很恰當,或者是更先進。相比較而言,芯片、硬件電路設計、軟件編程等問題不是太大,我國這方面的人才也很多。

  另外,在材料和加工工藝方面,國際領先公司也有優(yōu)勢。我們國內一些企業(yè)做出來的產品,總的感覺是不夠精致,在機械、驅動、設計結構、外形設計等方面有些差距。

  那么,是否本土企業(yè)有了足夠的資金,也能很快達到國際先進水平?這恐怕也不是。因為我國的基礎實力還未達到這個高度,包括機器人材料、加工生產工藝、用戶體驗設計等。

  在培養(yǎng)機器人的人才方面,需要綜合能力,諸如電路設計、軟件編程和基本的控制方法等,另外還有基礎的機械設計,包括不同的機械設備、機械結構和機械模型等。

  服務機器人前景廣闊

  機器人是典型的自動化裝置。相比國外先進水平,從工藝和技術角度看,我國短時間內趕超不太現(xiàn)實。但是在智能機器人、服務機器人等特種機器人方面,我們還是有可能趕超先進水平的。

  當前國內做掃地機器人的企業(yè)很多,但左老師的研究小組對此不太關注。因為盡管掃地機器人有一定的科技含量,但很容易入門,而且商業(yè)化已比較成熟了,因此硬件方面提高不是太大。在此基礎上,左老師看好路徑規(guī)劃類機器人,例如他們正在研制空氣凈化器機器人,可以移動,濾網(wǎng)可以水洗。

  左老師希望他們的技術和設計不要趴在實驗室里,應該推廣出去。為此,左老師這兩年開始參加一些國際性展會,也有一些眾籌公司、機器人公司和科技園主動找上門來,看能不能孵化、商用投產。不過,盡管現(xiàn)在風投比較多,但都希望短期回報。這就有時間和速度的問題,對單一的高校來說有點難。建議大學的研發(fā)技術與企業(yè)的工程技術結合起來,才有可能加快進度。

  與智能車、無人機互補促進

  目前高校中也流行智能車、無人機等,其實與機器人是并行、互補的。例如智能車的平臺比較固定化,之后如果進一步提升,可以用來做機器人的技術研究。反之,如果機器人研發(fā)做得好,可以把電子電路學、軟件編程學和游戲控制等方面的知識用到智能車控制、圖像處理方面去。

  無人機包括旋翼和非旋翼兩大類,這十來年的發(fā)展較快,但是也不能說它比地面機器人更難。地面機器人需要的基礎性技術,例如硬件和軟件技術,可以用到空中機器人。

  因此,在機器人培養(yǎng)方面,無論是研究生還是本科生,也無論是智能車、機器人還是無人機,都可以采用一些通用的硬件,做一些相似的計算控制。

  學生作品與實際產品的差距

  在左老師帶的學生中,很多學生從大一開始接觸,大三大四正式做,最后都能做出機器人來。因此,現(xiàn)在機器人入門門檻不是特別高,從淘寶網(wǎng)上就可以買到很多部件。不過,正像IDG高級顧問Allen Furst在“硬件自由日”的講演中所說,“那也僅僅是你攢出來的,但是利用你真正掌握的技術能不能夠做得更好?這可能就比較難了?!?/p>

  北工大機器人的優(yōu)勢

  北京工業(yè)大學目前有兩個學院在進行機器人的教學和科研工作——機電學院和電控學院。機電學院主要側重機械方面,例如柔性機械臂的設計和控制;電控學院更多的是偏重智能控制。因此,在北工大,參與機器人機型方面研究的老師數(shù)目較多,是北工大的一個主要特色。

  關于硬件自由日:

  硬件自由日是DFF(數(shù)字自由基金會)發(fā)起的一個全球性自由開源慶?;顒?。

  硬件自由日推舉的開源硬件口號,意指允許人們對硬件實體進行自由地設計、修改、完善、再利用并全面開放、公開分享。這些硬件實體包括設計圖、藍圖、模板、軟件代碼和設備本身。旨在推廣開放硬件的概念,希望讓更多人可以了解、參與身邊的開發(fā)社交。


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