摘要:近日,佛山智能装备技术研究院(以下简称“智能装备院”)在机器人动力学研究领域取得重大突破,相关成果被机器人领域公认的顶级期刊《IEEE Transactions on Robotics》(IEEE T-RO)录用,标志着中国在该领域的研究已达到世界领先水平。
近日,佛山智能装备技术研究院(以下简称“智能装备院”)在机器人动力学研究领域取得重大突破,相关成果被机器人领域公认的顶级期刊《IEEE Transactions on Robotics》(IEEE T-RO)录用,标志着中国在该领域的研究已达到世界领先水平。
该研究成果是继智能装备院黄石峰博士团队于2021/2022连续两年在机电领域国际顶级期刊IEEE/ASME Transactions on Mechatronics上发表论文之后,取得的更高水平且更具影响力的研究成果,填补了激励优化可行解无法解析计算的学术空白,彻底突破了长期困扰机器人领域在动力学参数辨识方面生成最优性激励轨迹所面临的低成功率、高耗时两大共识性难题。
研发成果已成功部署于华数机器人最新一代控制器产品,应用在智能工业协作机器人CR系列、工业六轴机器人JR/BR系列、平面四轴SR系列等全类型产品,实现机器人在光伏、新能源汽车、锂电、3C、泛家居等的产业化落地应用,助力大负载机器人在汽车主机厂焊装、涂装、总装车间等的高要求应用,带来了显著的经济价值。
研究院。
从零到领先:
八年磨砺,终成大器
这项研究始于2017年,而可查阅的技术资料,包括外文文献,几乎局限于实验室的单一台套机器人动力学研究,适合于机器人制造商的量产机器人动力学建模-辩识-部署的完整工艺路线和成套技术并未公开,这也是国外高端机器人厂商严格封锁的技术。研发团队坚持国产自主创新,也深知要赶超国际先进机器人水平,必须迈过动力学这道“山”。在这样的背景下,研发人员只能像“神农尝百草”一样,不断尝试,反复推导技术方案和进行大量试错测试,逐步摸索出一条适合中国制造业的研发路径。
“最初,我们研发团队只有12个人,大家每天都泡在实验室里,反复测试、修改、优化。”智能装备院关键实验室主任黄石峰回忆道,“那时候,很多人质疑我们能否成功,但我们坚信,只要坚持下去,就一定能实现突破。做正确的事,因为相信,所以看见!”
黄石峰坦言,能够让他们一直坚持下去的动力,其实源于身上的一份责任与担当。佛山是制造业大市,作为全省首个、全国六个之一的千亿强镇,狮山已形成了七大支柱产业集群,涵盖了汽车制造、高端装备、智能家居等多个领域。这些产业的快速发展,离不开科技创新与智能制造的推动,而机器人作为智能制造的核心载体,其应用性能的提升对产业升级至关重要。但机器人动力学研究是机器人技术突破的关键。
功夫不负有心人,经过八年的不懈努力,团队终于攻克了机器人动力学领域的关键技术难题,成功研发出高效、低成本的解决方案。这一成果不仅实现了从0到1的突破,更将中国机器人技术推向了世界舞台,并遥遥领先。
从实验室到生产线:
技术落地,赋能智能制造
其实,早在智能装备院机器人动力学研究取得世界级突破前,于2021年的时候就已经实现了产业化。例如,在汽车制造中,机器人动力学研究的突破可以实现更精准的焊接与装配;在智能家居领域,更灵活的机器人操作能提升生产效率与产品质量。这些成就,为狮山本土、佛山乃至湾区的企业带来显著的经济效益,可以为企业降低生产成本、提高生产效率,同时增强市场竞争力。这不仅推动了产业集群的升级,也为佛山乃至珠三角地区的工业发展注入了新的活力。
目前,这项成果已在华数机器人最新一代产品上实现批量应用,实现了负载质量最大估计误差不超过 0.1 ∼0.2kg,质量误差百分比在0.25% ∼3.50% 以内的高精度辨识,且突破了负载辨识激励运动受制于构型的技术瓶颈。而应用在华数机器人的210公斤大负载机器人“柔性误差补偿技术”上,绝对定位精度有效提升高达91.23%,全工作空间的定位精度波动控制在0.2mm以内,跻身国际领先水平。
“今年,王兴兴的人形机器人登上春晚舞台,令人印象深刻,其后期展现的功夫绝技,更是表现出了动力学在机器人先进运动控制的突出作用。”黄石峰表示,他们的技术一样可以用在人形机器人、四足机器狗(机器狼)上。此次的重磅研究成果,是产学研的一次良好示范,研究的需求来自于生产实践,而研究成果不仅能登顶国际顶刊,也落地于车间,即以市场为导向,推动技术研发与产业化的深度融合,让技术研发不仅仅停留在实验室阶段,而是紧密结合市场需求,探索实际应用场景,这种思路有助于缩短技术从研发到产业化的周期,也通过与企业的合作,技术能够更快地转化为产品,满足企业在生产、服务等领域的实际需求。
“技术的成功应用,标志着中国在机器人核心技术上已经具备了国际竞争力。”黄石峰表示,“未来,我们将继续加大研发投入,推动更多创新成果落地,为中国智能制造贡献力量。”
借助机器人产业
建功“三十而立”
智能装备院是在广东省大力发展机器人产业的自主创新,实现机器人核心技术国产化,打造珠江西岸先进装备制造业产业带,加快传统制造业转型升级的新形势下,由佛山市政府、南海区政府、国家智能设计与数控技术创新中心联合共建,是集智能装备技术研发、人才培养、成果转化和产业化的新型研发机构和开放式公共服务平台。
其自2015年落户狮山以来,以市场需求为应用场景,构建“顶天立地”发展新模式,在核心技术产业化突破方面成绩斐然,是佛山首家荣获省科技进步奖的创新平台,具身智能机器人研发为佛山的家电、陶瓷、装备制造等支柱产业解决劳动力成本攀升、精密作业困难等应用场景问题。突破的控制系统、工业软件等关键核心技术,在佛山本地实现成果转化,构建了“1+2+N”的产业生态体系,服务本地产业升级,累计服务佛山企业超1000家。
“智能装备院分为关键技术实验室和机器人产品中心、控制系统中心、产业化中心、实训中心四大中心,其中关键技术实验室是智能装备院的技术引擎,承担着前沿技术研发、创新突破的核心任务。它像‘脑部’一样,主导着整个智能装备院的技术方向和创新思维。”智能装备院产业化中心负责人 周伟娜介绍,十年来,以智能装备院为首的“1+2+N”生态圈已建立了一支综合素质较高的500余人的研发和产业人才队伍,培育了20个中高层次人才团队。
值得一提的是,智能装备院研发人员占比90%以上,“这些创新力量就是我们的实力。而能吸引这么多高水平人才来到此,还得益于佛山各级政府对人才的大力支持,比如对人才团队项目的资金扶持、项目配套补贴、科研与办公支持等,重视人才、礼遇人才。”周伟娜坦言。
当前,智能装备院正在协同打造南海智能机器人科创园,通过技术创新带动产业发展,打造成为具有机器人创新研发中心、机器人产业龙头集群、产教融合示范基地和机器人双创基地的新型科技园区。2月27日,在中央广播电视总台《极速争锋·首届机器狗田径赛》——“CMG世界机器人技能大赛”首场赛事启动活动上,周伟娜代表广东南海智能机器人科创园,获颁“CMG世界机器人技能大赛”科技创新顾问证书。狮山是工业大镇,可以借助此,打造大湾区高质量机器人产业集群,形成“核心技术自主化、产业链条高端化、应用场景全球化”的生态格局。
随着人工智能技术的迅猛发展,机器人产业正成为新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力。近期,广东省和佛山市相继出台了一系列政策措施,加大对人工智能和机器人产业的支持力度。如广东发布《广东省建设现代化产业体系2025年行动计划》,佛山在机器人产业园、人工智能创新中心、工业机器人应用推广、智能工厂建设、政策支持与资金投入、人才引进与培养等方面都有布局,展现了其作为粤港澳大湾区重要制造基地的战略眼光。
智能装备院的各项成绩与技术突破,是狮山乃至佛山大力布局人工智能与机器人产业、并取得重大战略成果的缩影。它不仅是中国机器人技术发展的里程碑,更是中国智能制造走向世界的重要标志,也代表着狮山建功“三十而立”,助力中国制造业迈向高质量发展的决心与信心。
来源:佛山日报