——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
在知識(shí)和經(jīng)濟(jì)大爆炸的今天,許多人喜歡把“做大做強(qiáng)”定為工作的目標(biāo),對(duì)于中科院自動(dòng)化研究所研究員徐德而言,他的目標(biāo)卻是“做小做強(qiáng)”??此坪蛣e人不一樣,但他卻善于“以小見(jiàn)大”,在智能機(jī)器人領(lǐng)域,不斷攻堅(jiān)克難,成果不斷。
小世界,卻有大夢(mèng)想。在精密感知與控制領(lǐng)域,徐德正在和他的科研團(tuán)隊(duì)鼓足力氣干“小”事?;蛟S在不久的將來(lái),他們的“小”研究,能夠成就智能機(jī)器人大規(guī)模工業(yè)化的“大”夢(mèng)想。
越“小”越好
徐德所在的精密感知與控制研究中心,“精密”是重中之重。作為中心主任,徐德興致勃勃地跟記者講起了他的“小”故事。
2012年,在承擔(dān)一項(xiàng)國(guó)家任務(wù)時(shí),徐德遇到了難題——10微米微管與12微米微孔的精密裝配。這種微小器件的裝配對(duì)精度要求很高,需要啟用顯微視覺(jué),而顯微視覺(jué)景深小,常??床磺迥繕?biāo)。角度、對(duì)準(zhǔn)、裝配、瞄準(zhǔn)都是難題,用原來(lái)的方法常常出現(xiàn)“顧前顧不了后,看得了上下看不了左右”,定位十分困難。
徐德果斷大膽使用了多路顯微視覺(jué)系統(tǒng)標(biāo)定的技術(shù),完成了多路顯微視覺(jué)的多機(jī)械手精密裝配。此前,國(guó)內(nèi)的紀(jì)錄保持者也還停留在100微米量級(jí)。而這次,他完成的挑戰(zhàn)是10微米量級(jí)的精配。
這一戰(zhàn)打贏了,徐德沒(méi)有“垂楊生左肘”,而是再接再厲,2013年,他的團(tuán)隊(duì)又迎來(lái)了一項(xiàng)新挑戰(zhàn)——三維空間中6自由度微小零件的精密裝備。“比之前還難,之前那個(gè)只有5個(gè)自由度,精度要求同樣不能有一點(diǎn)偏差。”徐德和同事們重新抖擻精神,這一次,他采用了自由度分解的戰(zhàn)略,利用位置的相對(duì)性,把6個(gè)自由度分配到兩個(gè)機(jī)械手上,調(diào)整好角度位置再裝配。柱狀微零件組件6自由度自動(dòng)裝配系統(tǒng)的研制成功,給這次科研攻關(guān)畫(huà)了一個(gè)圓滿的句號(hào)。
徐德和他的同事把他們的這場(chǎng)戰(zhàn)役寫(xiě)了篇文章,目前這篇文章已經(jīng)被IEEE Transactions接收,不久即將發(fā)表。
“火眼金睛看世界明察秋毫,剛?cè)嵯酀?jì)做調(diào)整和諧穩(wěn)定”,這是徐德自己擬的一副對(duì)聯(lián),橫批是“精密感控”。在他看來(lái),這火眼金睛就是感知,明察秋毫就是精密,剛?cè)嵯酀?jì)就是控制,而和諧穩(wěn)定就是他的目標(biāo)。
全心全意為“它”服務(wù)
上世紀(jì)80年代,在山東工業(yè)大學(xué)讀本科的時(shí)候,徐德認(rèn)識(shí)了自動(dòng)化,開(kāi)始接觸到智能控制。此時(shí)只有不到20歲的他還沒(méi)意識(shí)到,自己將會(huì)和機(jī)器人結(jié)下不解之緣。浙江大學(xué)博士畢業(yè)后,他來(lái)到了中科院自動(dòng)化所——這里,機(jī)器人視覺(jué)作為一個(gè)交叉學(xué)科,既有視覺(jué)研究的精細(xì),又有控制研究的魅力,徐德一下子就被深深地吸引了。
從副研究員到研究員,再到精密感控中心的主任,徐德把大量的精力傾注給了機(jī)器人。
徐德說(shuō)他自己是“做眼睛的”——機(jī)器人視覺(jué)測(cè)量和視覺(jué)控制相當(dāng)于機(jī)器人的眼睛?!霸谀壳暗难芯恐?,機(jī)器人的視覺(jué)存在兩個(gè)重要問(wèn)題:一個(gè)是可靠性,不能稍微受到干擾就產(chǎn)生錯(cuò)誤的數(shù)據(jù);第二就是實(shí)時(shí)性,簡(jiǎn)單地說(shuō)就是必須快,如果測(cè)量需要很長(zhǎng)時(shí)間,那實(shí)踐應(yīng)用肯定要出問(wèn)題?!毙斓赂嬖V記者。
徐德在機(jī)器人的視覺(jué)系統(tǒng)做了很多工作,說(shuō)到成果,最令他欣慰的就是乒乓球機(jī)器人。通過(guò)兩個(gè)攝像頭,確定球的位置并計(jì)算軌跡,科研人員能夠指揮機(jī)器人準(zhǔn)確而迅速地運(yùn)動(dòng)、擊球。“在2010年的時(shí)候,我們的機(jī)器人已經(jīng)能跟真人對(duì)打50個(gè)回合?!闭f(shuō)這番話的時(shí)候,徐德的語(yǔ)氣里充滿了自豪。
那一次的乒乓球比賽,雖然機(jī)器人還是輸給了運(yùn)動(dòng)健將,但是卻贏得了另一重意義上的勝利——證明了高速視覺(jué)測(cè)量、軌跡預(yù)測(cè)等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用非常成功,前景樂(lè)觀。
徐德讓機(jī)器人有了眼睛,有了靈活的頭腦,作為回報(bào),機(jī)器人朋友也給徐德回贈(zèng)了好幾篇SCI的高水平論文和一本名為《機(jī)器人視覺(jué)測(cè)量與控制》的書(shū)。
徐德說(shuō),機(jī)器人不是終極產(chǎn)物,而只是生產(chǎn)線上的一個(gè)中間環(huán)節(jié),他現(xiàn)在給機(jī)器人做眼睛,就是為將來(lái)大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)貢獻(xiàn)力量。
從“小”到“大”
2012年2月,精密感知與控制研究中心正式成立,徐德開(kāi)始一心一意做他的“小”事。
經(jīng)過(guò)兩年多的發(fā)展,現(xiàn)在的精密感知與控制研究中心分為五個(gè)業(yè)務(wù)部——精密裝配、數(shù)字樣機(jī)、智能裝備、精密感知、生產(chǎn)線。有30多個(gè)職工,博士比例95%以上,團(tuán)隊(duì)科研戰(zhàn)斗力十足。
徐德期望帶出一支能夠作出重要貢獻(xiàn)、吃苦受累、團(tuán)結(jié)合作的隊(duì)伍,建成一個(gè)具備應(yīng)用基礎(chǔ)研究、樣機(jī)開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品研制等完整科研、研發(fā)鏈條的團(tuán)隊(duì)?!爸挥芯邆渫暾逆湕l,才能使得科研工作與實(shí)際應(yīng)用對(duì)接,進(jìn)而滿足國(guó)家重大需求?!?/p>
面對(duì)工業(yè)應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)室科研之間的一道鴻溝,他說(shuō)自己“從進(jìn)入中科院就開(kāi)始鋪橋,努力地把橋鋪得平坦點(diǎn)”。
“科研不能和實(shí)踐脫節(jié)?。 毙斓赂锌?。嚴(yán)格來(lái)說(shuō),現(xiàn)在我國(guó)在精密感控方面只有不到40年的積累,還是和國(guó)外有一定差距的。對(duì)于研究人員來(lái)說(shuō),在認(rèn)識(shí)到差距和不足的前提下,應(yīng)該再接再厲,實(shí)現(xiàn)從關(guān)鍵技術(shù)與理論方法到整機(jī)與系統(tǒng)的大飛躍。
當(dāng)被問(wèn)到有什么目標(biāo)時(shí),徐德給出了最質(zhì)樸也最真實(shí)的回答:“踏踏實(shí)實(shí)地干,積跬步成千里,一步步作出大成就”。
?。ㄔd于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2014-11-17 05版)
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