「納米、並聯、星球探測」開闢未來機器人新大陸

機器人的發展史猶如人類的文明和進化史在不斷地向著更高級發展。人類對機器人的幻想從未停止，未來的機器人將上天下地入海無所不能。

「納米機器人、並聯機器人、星球探測機器人」三種特殊機器人漸漸走進我們的視野，未來將發揮重要作用。在第五屆中國機器人峰會暨智能經濟人才峰會上，中國工程院院士、哈爾濱工業大學教授鄧宗全，加拿大工程院院士、加拿大約克大學機械工程系系主任、教授張丹，北京理工大學教授、中國科學院外籍院士福田敏男深刻探討了不同領域內機器人的發展情況，為中國機器人未來的發展道路指明方向。

鄧宗全：探索宇宙，離不開星球探測機器人

中國工程院院士鄧宗全重點介紹了探測星球所應用的機器人：月球車、火星車。嫦娥工程是我國落月的重大工程，這裡面主要有三個部分：軟著陸、月球車從著陸器轉移、月球車的移動。軟著陸是落月工程的核心。我國的軟著陸技術最大的特點就是在100米空間距離有一個懸停移動。嫦娥五號有四大關鍵技術：月面採樣、月面上升、環月對接、高速載入。其難點在於鑽進難、剖面層序保持難。

中國工程院院士鄧宗全

2013年，玉兔號成為世界上第三個月球車，位於世界前列，是航天人類科技文化的重大成果。該月球車是鄧宗全及團隊成員花費十三年時間和航天合作，消除輪力學問題、控制問題的研發成果。載人登月工程目標是獲取月面表層和次表層樣品。通過月面採樣探測，構建了鑽取/機械臂表取複合、樣品封裝與傳送的月面採樣總體方案和技術體系，一次探測獲取兩種形態樣品，在世界上屬首次。還發明了「雙管單袋無滑差」鑽進取芯方法，消除了月壤顆粒的力鏈阻塞效應，保證了高取芯率採樣。與前蘇聯Luna24（雙管多帶）相比，在鑽進取芯結構原理上有重大突破。

對於火星的探測，我們也發明了火星車，目前我國計劃於2020年發射火星車進行火星巡視探測。對火星實施首次「繞-落-巡」一體化探測任務。並研製了輪步式火星車移動系統，具有輪步複合移動、蠕動移動、全方位移動、質心高度調整等運動模式，可實現主動脫陷功能。當前，人們對小行星也很著迷，對於小行星探測的難點，鄧宗全總結四點：弱引力附著、表面形貌、物質特性非確知、飛行時間長。

「太陽系內探測能力是當今深空探測的核心目標，星球探測機器人將發揮重大作用。環境適應性和高可靠服役仍是技術挑戰，系統創新與智能操控將成為未來研究的主題」，鄧宗全說。

福田敏男：小小機器人，卻承載大大能量

「微型納米機器人」一個讓人耳目一新的機器人，一個能夠治病的機器人。福田敏男研究的是微米、納米機器人。該款機器人規模尺寸非常小。

福田敏男介紹，微米機器人的旋轉可以進行調節，就像我們的手臂一樣，它能夠進行速度的調整、調節關節的轉動，這是根據仿生系統製造出來的。納米機器人非常微小，卻依然可以控制它的碳管。微米、納米的應用範圍十分廣泛，細胞的組裝，重組、自動化領域、製造控制機、AI機器人、電機一體化等都可運用到微米、納米技術。通過這些技術來實現細胞操作的控制。為了更好地實現操控，需要進行機械方面的互動，基因的操作、注入，單個細胞的分離，環境的控制、測量、製圖、分子的操作，細胞形態的控制等。

中國科學院外籍院士福田敏男

對於3D細胞結構，可以進行一個複製的工作。採用各種不同的方式來實現細胞之間的處理。對於3D的細胞組裝，可以採用光子互聯作為基材，在晶元上可以實現想要做的結構，整個晶元尺寸大概在110個微米。福田敏男說：「我們研究的目標就是採用一個類似於細胞的一種組裝方式，來實現對於3D結構細胞的連接」。

張丹：並聯機器人質優能強，要大力推廣

並聯機器人各方面性能超過串聯機器人，加拿大工程院院士張丹介紹了高性能並聯機器人的創新設計。他說，並聯機器人包括柔性機器人，比如踝關節康復機器人、煤礦救援機器人、無人機起落架。那麼，什麼叫並聯機器人？最簡單的理解就是好比人兩條腿蹲在地上呈現閉環的狀態。與串聯機器人相比，並聯機器人速度快、精度高，在抓取、裝配、打磨等應用中已廣泛實施。行業涉及醫藥、電子、汽車、航空等多個領域。

加拿大工程院院士張丹

張丹在實驗室里做了一個可重構的機器人，主要用於播音737起落架拋光、打磨。可以根據加工需求進行0度、30度、60度、90度調整。

張丹說，並聯機器人的發展離不開柔性關節的應用，不同的情況要選擇不同的柔性關節，並根據需要建立不同模型

來源：易智家

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