中国最聪明的机器人,11月聚会杭州

中国最聪明的机器人,11月聚会杭州

机器人正在端盘子

2012‘中国智能博览会举行媒体见面会,这一国内顶尖高科技智能产品盛会,11月1日到3日,将亮相杭州浙江世贸国际展览中心,博览会由中国人工智能学会和杭州市政府联办。

博览会的两项主打活动,很可能会受到发烧友的热捧
一项是,机器人竞赛;一项是,智能缩微车竞赛。中国人工智能学会副秘书长陈桂生说,全国最好的无人驾驶缩微车、最聪明最能干的机器人,届时,大家都能看到。

有“机器人舞蹈队之父”美誉的
哈尔滨工业大学教授洪炳熔
去年,央视春晚,洪炳熔带着他的机器人舞蹈队,登上舞台。他宣布:改造升级后的机器人舞蹈队将参加在杭州举行的机器人竞赛。

洪炳熔的机器人添了新才干,它们的舞蹈,跳得更热辣,学会了内讧,劈腿、勾拳、直拳……机器人之间的战争,不断传出“咚咚”的金属倒地声。每个机器人,造价万元左右。

洪炳熔展示了国内和人类长得最像的机器人,它的动手能力、智商,大体相当于4岁孩童。端起盘子,送到指定位置。温柔抱起啼哭的婴儿,轻声细语,好言劝慰,最终,让他停止哭泣。

法国的机器人,要来凑热闹,来杭州的,是个60厘米高、每只手,只有3根手指的小人,它能唱,能跳,能和人对话,会法语、英语、中文等9种语言,主人可用其中任意一种语言指挥它,收发邮件、倒水、操纵电视遥控器,这些活,它都能干,市场价人民币10万元。

陈桂生认为,无人驾驶汽车是大势所趋,严格按照交通规则行驶,不会打瞌睡,不会把油门当刹车踩,普及无人汽车后,交通事故能减少,甚至消失。如今,国内各路科研人马,竞相攀登无人驾驶汽车高峰,究竟谁的无人汽车更聪明,将在实际道路的1/13大小的微缩道路上,比试。

在赛道上,有山路、有隧道、有红绿灯、有障碍物、有限速路段,也有行驶在路上的各色车辆,没有司机,也没人手持遥控器在一旁指挥,全程行驶,都靠汽车自主判断,国内研发的无人驾驶汽车,果真能应付路面的复杂路况吗?

奥运-沃迪机器人, 一个上海创新样本
上海的机器人研制和产业化水平,小公司。

  在杭州湾北岸的金山区,上海沃迪自动化装备股份有限公司正快速挺进一个潜力巨大的市场――机器人。2009年,这家公司销售成交的机器人,只够凑一副牌局,之后,3年,从这里“走出去”的机器人,连年翻着跟斗增长,今年,到目前为止的销量,已经超过170台;2015年的销量,预计可达到1000台。
  沃迪不大,300多名员工,3000多万注册资金;沃迪不寻常,它是很少几家在做机器人产业化的中国本土企业之一,而且,承担了国家863计划“物流搬运机器人”的研制课题。
  打破国外企业独占中国机器人市场局面的,为什么是沃迪?
  切中一个“有机会”的市场
  车间有几分像动物园:几台即将交付客户的机器人,各自被圈在十几平方米大的铁笼子里,准备接受出厂前的测试。
  沃迪公司机器人事业部总经理童上高解释,把机器人关进笼子,是为安全:这些家伙,力气大,提东西一提,就是几百公斤;出厂前,它们都要在车间里,三天三夜连轴转――搬铁块,测试“体质”,这时,人必须站在笼外,以防万一,被铁胳膊扫一下,可就惨啦。
  沃迪的机器人,完全不是“变形金刚”的模样;其实,只是条胳膊,没腿脚、没脑袋,“长”在半人高的底座上,看上去,更像一部去掉了履带的微缩版抓斗车。事实上,机器人只有当演员(亮相科幻大片、在上海世博会,日本馆里,拉小提琴),或是充当人的生活伙伴(如,家政机器人)时,才要有一张讨人喜欢的脸。沃迪的机器人,是“扛大包”的,在工厂里,将一箱箱饮料、一袋袋化肥,搬下流水线,码垛堆叠,有一条有力而灵敏的胳膊,足够了。
  研制“搬运工”,是沃迪刻意选定的细分市场。在车间里看到,行车上,用油漆刷着大标语――“做中国自己的机器人”,童上高说,要实现这个理想,就要耐心、细心地寻找机会。
  上海市科学学研究所的王迎春博士,长期关注工业机器人行业,他所在的课题组,刚刚向政府部门,提交了一份上海发展机器人产业的建议报告。
美国、日本等发达国家,是机器人的主要用户,那儿的机器人,多数在汽车工厂上班,做焊接、喷涂等技术活儿。这类机器人的市场价值高,但,短期内,中国还没有实力参与这些领域的硬碰硬竞争。
  王迎春说,像沃迪这样错位竞争,选取一个别人不那么重视的领域,把并非最尖端的技术,做到最成熟,在市场上,站稳脚跟,是很聪明,很务实的创新策略:“‘中国自己的机器人’的短板,看似是技术,其实是产业化;没有产业,而想一步登天,在最尖端的技术上,跟老外PK,行不通。”
  “扛大包”,一样需要高科技
  “扛大包”的搬运机器人,一样需要高科技。迄今为止,沃迪已经积累了40多项专利。
  童上高播了一段视频:沃迪机器人,垒起来的食品箱,轮廓线条,就像刀切豆腐一样齐。他说,我们的机器人的动作精度,达到了0.3毫米,大力士能这样心灵手巧,实在不容易。
  不仅精确,搬运机器人的工作效率很高。
  生产聚苯烯的上海金昌工程塑料公司,今年,刚成为沃迪的客户。
这家公司,库房外,装满塑料颗粒的大袋子,不断被传送带送到机器人面前,一只有几十根指头的机械手,抓起袋子,扭身,拎上另一侧的木托盘,动作舒展得,就像跳探戈……等,把总共40个袋子,在托盘上,整整齐齐码成8层,机器人会自动将新袋子,换个托盘再码。
  金昌公司相关负责人陆军说,一台机器人,每班能替代2到3个工人,按年综合成本,每人4万元计算,它每年,能为企业节省20多万元,收回投资,大概只消两年,机器人可以工作10年。
  据介绍,由于太苦,太累,现在,即使在西部省份,搬运工的月工资,已直逼4000元,难招到人。于是,不会辞工、不用加薪的机器人,越来越受青睐。数据显示,虽然,国内的制造业,眼下,有些低迷,但,对搬运机器人的需求,始终在高位增长。
  沃迪本是做食品加工机械的,在机器人领域,没有一点基础。常常参加国外展会的公司董事长赵吉斌发现,在国外,搬运机器人,已很普及;国内,还没有真正的自主品牌。2006年,赵吉斌“轧出苗头”――他的一些老客户,如,食品厂、饮料厂,有意购买进口的搬运机器人,就打算试试自主开发,于是,请来了原在一家国外大型机器人公司,担任中国区技术负责人的童上高。
  童上高说,为推出第一款成熟产品,他和同事们,整整忙了3年。机械结构、控制电路、软件算法,所有环节,都要一步步摸索。据他透露,开始时,因为控制部件不成熟,机器人有时会像淘气的孩子,耍点小脾气,比如,抡起拳头,砸地板;在不断的改进中,淘气孩子逐渐长大成熟。
  2009年,沃迪的首款机器人,研发成功,它干活利索、故障率低,价格,比进口机器人有优势。接着,沃迪正式出击,在全国打市场,渐渐地,客户名单上,出现了中粮、新希望、红牛等大公司;同时,开始在一些欧美国家崭露头角。
  “谁说了算”决定研发成败
  最近三,四年,国内民企对投资研制搬运机器人,热情高涨;据童上高了解,几乎所有案例,都像在写同一个剧本:企业不谙此道,找高校和研究所,付钱,全盘委托对方研发……
最终,从这种模式里走出来的机器人,没一个在市场上立住脚。
  童上高说,其他投资者“把机器人研发,全部交给科研单位”
沃迪是“把科研单位最强的技术拿过来”。“交”和“拿”,事关“研发以谁为主体”的核心问题。
  入行多年,他知道,仅靠企业自己,研发难度很大;
依赖高校和研究所更不行,因为,机器人在国内,一直没能产业化,科研单位的技术,多半停留于理论,悬在半空。企业必须自己梳理技术研发的要点,选择合适的研发伙伴,你一口,我一口地啃硬骨头。
  过去4年,上海交通大学机器人研究所,是沃迪最主要的研发伙伴。副教授栾楠说,大学老师的长处是,算法设计,确定算法、写成软件,让机器人,以最合理的方式做动作。沃迪机器人的舒展,扬臂,和跳探戈似的转身,就源自交大老师的智慧。这一连串精心设计的动作,既能让机器人,把胳膊舞来生风(沃迪机器人,最快每小时,能完成1100个动作),又不使它发力太猛,而损坏零件。栾楠说,在沃迪之前,他们从未跟国内企业合作过(实际上,那时,国内几乎就没有什么机器人企业),检验算法,主要靠计算机虚拟仿真,跟“实战”,还是有差距。沃迪让他们得到了第一次在国产机器人身上,检验控制系统的机会。
  王迎春表示,沃迪的成功,证明“以企业为主体的创新”,在机器人研发和产业化领域的意义。他说,上海不少科研单位,在机器人研究上,有一定基础;学者们往往各自用力,这就需要由企业牵头,围绕某款产品,整合各方技术力量,捏成拳头。
  在与上海交大合作研制第一代搬运机器人,成功后,沃迪开始引入其他科研力量:携手上海大学,研发机器人核心电机器件,希望打破国外垄断;携手同济大学,尝试开发新一代更快、更巧的机器人,希望拓展小包装货物搬运机器人的市场――“整合上海机器人技术”的设想,变成现实,看起来,已有点眉目。

春晚明星机器人牵手“微缩智能车”,杭州“相亲”

智能机器人端盘子做家务。

智能机器人跳热舞。

杭州,9月11日,春晚明星机器人,来杭州亮相,寻找“婆家”,它能热舞,能做端盘子、打扫卫生等家务劳动,使得位于杭州滨江区的低碳科技馆的参观者们惊叹不已。无独有偶,这次和它一起来的,还有“微能智能车”,带领人们,领略智能交通的便利。

  2011年的春节联欢晚会上,会跳舞的智能机器人,让观众惊叹了它的才艺,一时间,掀起国内智能科学技术的热潮。当时“机器人舞蹈队之父”的洪炳熔,现场,放出“狠话”:欢迎社会各界的机器人,前来挑战。

  此次,有了中国人工智能协会的“撑腰”,洪炳熔更是信心满满,“现在,机器人的性能和长相,几乎和人一样,比如,它可以创造超过飞人博尔特的速度飞奔。杭州作为旅游城市,是一座工业城市发展前景美好,只要有企业出资200-300万,即可做仿真机器人,推动城市工业文明前进。”

  除了智能机器人,“微缩智能车”,同期,到达杭州,向人们展示无人驾驶的微型智能技术,以及,车联网的未来行业发展趋势。在展览馆现场,在工人智能协会工作人员的操纵下,无人驾驶的微缩智能车,展示了基础驾驶、变更车道、避障、红绿灯响应,以及多车之间灯语交互等自主驾驶行为。

  据悉,由于目前,实际交通环境,不能为智能车辆驾驶技术,提供实验场地,迫切需要建立小尺度的三维交通环境,为未来智能交通系统开道。(完)

山科大研究中心, 头戴天线,活老鼠变机器人
假肢机器人

操控假肢机器人的头盔

科大宝宝

春晚的机器人街舞表演,想必给大家留下了深刻的印象,小小的机器人闪转腾挪,身手不凡,除了左右摇摆之外,还会翻跟头,是不是让你觉得很神奇?在山东科技大学机器人研究中心,也有这样一些机器人,有能说,会跳的迎宾机器人,有听人话的,活的动物机器人,还有假肢机器人,无不让人拍手称奇。9月7日,研究中心,这高科技玩意儿。

为迎宾而生的科大宝宝

将近两米高的个头,蓝色的外衣,大大的眼睛,扁平,椭圆的脑壳,上面,装了个天线,外形,非常可爱,这可不是动画片里的“天线宝宝”,这是实实在在的机器人“科大宝宝”。“这不,新学期,刚开始嘛,我们要让科大宝宝去迎新,现在,我们正在给它做调试。”实验室的孙同学说。

科大宝宝是研究中心制作出来的迎宾机器人,2011年,开始研究制作,前后,共花了一年左右的时间,科大宝宝的头部和腹部,装有显示屏,显示的是,一张方形大脸,安静的时候,显示屏上面的两只眼睛,瞪得圆圆的,边缘,有睫毛。据孙同学介绍,显示屏上方,安装有一个用来识别人脸的摄像头,脑袋两边,鼓鼓的耳朵,是机器人“说话”的扬声器。胳膊上,有两处关节,和人的手臂差不多,可以做好多动作。

研究人员说:“摄像头具有人脸识别功能,它会牢牢记住你的脸。如果将一个人的照片,预先存储到机器人系统中,当机器人看到你的时候,摄像头,会捕捉你的图像,然后,作出判断,识别出,站在它面前的,是谁,进而,作出针对性的回应。机器人胳膊里面,装着电机,能弯曲,腰部,装有电机,这样,它就会扭腰了。”

随后,研究人员开始演示,如何与科大宝宝进行互动。只见研究人员对它说“你好”,科大宝宝就回应说“你好”,研究人员说“做个自我介绍”,科大宝宝就非常有礼貌地,做了一番自我介绍,最后,唱起了《我的未来不是梦》,而且,边唱,边跳,又伸胳膊,又扭腰,像是在做广播体操。在说话的时候,科大宝宝会挤眉,弄眼,不时做出可爱表情,在回答提问时,会不时蹦出个流行词“必须的”。

研究人员说,科大宝宝属于智能机器人,会表演口技、朗诵诗歌,如果有人站在它面前,它可以给对方拍照留念。研究人员说,科大宝宝已经具备了一些功能,实用性差一些,比如,它只能由外接电源提供动力,这样,在没有电源插头的地方,它就不能工作。所以说,这款迎宾机器人,离投入市场,还有一段距离,市场价格,尚无从谈起。“价格没法说,但是,它的成本是确定的,目前,科大宝宝的软件、硬件,成本,加起来,在20万左右。”

活的动物,能成为“机器人”

你可曾想过,活蹦乱跳的动物,也会像机器人一样,听人的话?在动物机器人实验室,研究人员展示了动物机器人的演示实验,这些动物,可都是真的。

只见在一个圆形盒子里 ,有一只老鼠,它的头部,“粘”有一些线,线的另一端,接在一台电脑上。打开电脑上的控制软件,操作界面,有不同指令的按钮。用鼠标,点击按钮,看到了神奇的一幕。只见点击“右拐”按钮,本来,在盒子里无规则活动的老鼠,开始不断地右转,之后,点击“左转”,就见这只老鼠,开始不停地左转。随后,鸽子机器人登场,与老鼠的有线控制不同,鸽子是无线控制的,研究人员操作仪器,鸽子就开始走方格。

研究人员解释说,动物听人控制,是通过外部,施加电流,刺激动物脑部实现的。因为,动物的脑部,分为不同的区域,各个脑区的功能,是不一样的,比如,有的脑区,与动物恐惧、害怕的情绪有关,如果电击该脑区,动物就会因为恐惧,想躲避,所以,会向前移动。控制动物左拐、右拐,道理和控制其前进,是一样的。

“利用电流对动物的脑区,施加影响,主要有两个难点,一个是,了解动物脑区的不同功能划分,刺激哪个区域会有哪样的反应,这个,必须弄清楚,还有一个是,动物顶部装置的安装问题。”研究人员说,在给鸽子安装控制器的时候,将鸽子头部的部分羽毛剔除,用粘合剂,将控制器,粘在上面,同时,将微电极,刺进鸽子头部。“微电极非常细,对鸽子,几乎没有影响,控制器接收到信号后,会发电,通过微电极,刺激不同的脑区。但是,这种安装的方式,并不牢靠,因为,鸽子头部,被剃毛的部位,会长出新毛,慢慢的,控制器,就被顶开了,现在,我们研究,将控制器做小,埋入鸽子的皮下,这是我们目前的研究方向。

对于动物机器人的应用价值,研究人员说,由于动物机器人,仍处于攻坚阶段,具体的用途,并不明确,这需要结合不同动物的特性,“以鸽子为例,它们可以深入到一些人工飞行器都无法到达的地方,如果想勘探那些区域,只需要考虑,在鸽子身上,安装一个小型的探测仪器。之后,给鸽子下命令,只要让它往那个方向飞,它就会一直飞下去,并不需要考虑动力等问题,也不需要考虑人工避险,这些状况,它都会自己解决,这些优势,是常规飞行器所无法比拟的”。

假肢机器人,眨眼就能控制它

对它说一声“抬手”,它就乖乖地把手抬起来。说一声“喝水”,它就慢慢地把手中的杯子,放在嘴边,做出喝水的动作。这不是科幻,这就是樊炳辉教授研制的智能假肢机器人。

在樊教授的实验室,看到一个身穿运动服、头戴感应器的假人。当樊教授发出“抬手”“喝水”等指令时,假人的机械臂,慢慢地伸向工作台上,樊教授激光定点的杯子,缓缓,但平稳地,把杯子握起来,从胸前,放到了嘴边。这个可爱的假肢智能机器人,是樊炳辉教授研发的第二代假肢机器人。

这款假肢智能机器人,除了听从主人“吆喝”的口令之外,会“猜测”主人心理,主人眨巴眨巴眼睛 ,它就知道,主人要自己干什么。在实验室,看到了一个类似于自行车手戴的头盔,不同的是,这个头盔上,安装了一个摄像头和精密的眨眼扫描器械,通过眼睛的特殊眨动,假肢机器人,会做出伸手、抓握、喝水等动作来。

除了以语音、眨眼睛来指控机器人之外,樊教授介绍,还可以“趾压”和“按键”的方式,来指挥假肢机器人。现在,这款假肢机器人,总共可以通过4种方式,来控制,满足人们在不同场合下的要求。趾压和按键的方式,就是敲点樊教授发明的特殊键盘,让机器人,去做自己想做的动作。

这样的假肢机器人,力量是不是很大,如果安装在人身上,是不是会成为蝙蝠侠一样的人呢?这样的问题,或许是大家最为关注的。

“没有那么科幻,目前,主要是为了解决残疾人士单独生活的难题”,据樊教授介绍,目前,市场上,残疾人戴的假肢,靠肌肉,来控制移动,但是,有很多残疾人他们的胳膊,是整个从肩膀处切断的,这样,就没有办法,用断肢上的肌肉,来控制假肢 。樊教授研制的这个假肢智能机器人,不靠断肢肌肉控制,只要使用者嘴能说话,或者眼睛可以眨动,或者脚趾能动,都可以控制智能假肢 ,即使胳膊整个被切断了,也可以控制假肢拿东西,喝水。

做机器人研发,几乎没周末

樊炳辉教授说:“为了研发这款机器人,我三年以来,就一直带着研究生在做,不用说周末,其实,只要有时间,我们都会呆在实验室里。”

樊炳辉教授,并不是最近几年,才开始研究机器人的,早在10几年前,他负责研发的863重大项目“大型喷浆机器人的产品化”,获得了2001年,山东科技进步一等奖,和2002年国家科技进步二等奖,但,在市场化的时候,只实现了小批量生产,并没有对社会做出很大贡献,而且,现在,随着社会的进步,喷浆机器人,已经被其他产品所替代,技术上,已经落后于社会的发展。樊教授认为:“就得不断地研发,和社会的形势,结合起来。”

在三年的研发时间里 ,樊教授担任着教学任务,研究生们有学习其他课程的学业任务,他说:“只要是不上课的时间,大家几乎都在实验室里,做实验,算数据。”2012年的暑假,樊教授的研究生们,都没有回家休假,基本上,都在实验室里。

智能假肢机器人问世,还只是第一步。“必须把它推向市场,才算成功。”樊教授说,“要不,你就白研发了,花了那么多的心血 ,花了那么多的钱,如果没有对人们产生一点贡献,那就太遗憾了。现在,不能休息,还得继续干,完善它、找企业合作、找相关批文,争取让这个发明,尽快派上用场”,樊教授说。