“顶天立地”做科研，东大“智造”机器人闪烁太空

□ 本报记者 谢诗涵 王子杰

　　一条长长的走廊，数十个面积不大的房间，集合遥操作机器人范畴，每间房里都有着各自的“拿手”――这是记者对省长途测控技能要点试验室的开端形象。十二名教师，百余名学生，这个团队相同也是生物电子学国家要点试验室的重要组成力气。

　　近年来，试验室主任、东南大学首席教授宋爱国带领的教师团队环绕载人航天与探月工程、核电安全工程、助老助残恢复等范畴的严重需求，长时刻展开遥操作机器人的前沿根底与要害技能研讨。不久前，这个团队当选教育部第二批“全国高校黄大年式教师团队”，工作室里满墙的荣誉证书和奖章中，又增了闪亮的一笔。

　　“要做天上的科技，也要做民生的科技”

　　“传统工业机器人是在既定程序下重复精准作业，但面临杂乱不知道的环境，传统机器人达不到人类智力水平，因而需求将人的智力与机器人的适应性相结合，然后构建人机交互临场感遥操作机器人。”宋爱国向记者解说，例如在空间勘探、深海开发和原子能使用等范畴，常人难以抵达极限环境，因而需求通过各种传感设备丈量人肢体的运动信息，并作为操控指令去操控机器人的运动与操作；一起，再将机器人的视觉、力觉、触觉等各种感觉反应给人，完结人与机器人的深度耦合，使身处异地的人发生“感同身受”之感。

　　自成立以来，团队一向环绕国家严重工程和民生工程展开研讨。团队研发的航天员在轨操作力丈量体系于2016年9月随“天宫二号”发射升空，研发的空间站大型机械臂在轨遥操作分体系和小型化高精度航天员在轨操作力丈量体系于2021年4月随空间站天和中心舱发射升空，保证了我国载人航天工程（inks" target="_blank" href="http://stockpage.10jqka.com.cn/603698/" style="margin: 0px; padding: 0px; text-decoration-line: none; color: rgb(64, 140, 215);">603698）使命的施行。为了应对晚年化社会这一应战，团队决议不仅仅要将机器人技能使用于航天、探月等范畴，还要将它拓宽到助老助残恢复等国家严重工程与民生范畴。

　　采访现场，记者亲自体会了面向偏瘫患者所规划的力反应自动恢复游戏、实时显现扎针方位和深浅的力反应虚拟针灸体系等产品，一起也被可以通过“扭腰”来坚持平衡的火星车、协助空间机械臂精准定位的触须传感器等“奇思妙想”所信服。“做高科技研讨，既要顶天，也要登时。”在团队成员眼中，“顶天登时”有着两层意义，一是瞄准职业顶尖，一起可以将前沿科技落地；二是既要做“天上”的科技，一起也要做民生的科技。

　　“咱们的机器人研讨工作，是用生命换来的”

　　1993年2月，宋爱国以博士生身份来到东南大学。在学习《机器人传感技能》课的第一天，导师黄专一说：“咱们试验室的机器人研讨工作，是查礼冠教师用生命换来的！”那段话，至今让宋爱国浮光掠影，并一向鼓励着他。

　　1983年，全国第一次机器人大会在华南理工大学举行，研发了我国第一台仿人机器人的查礼冠教授作为大会的三个首要发起人之一，和黄专一一起参加会议。会议刚完毕，两人走在华南理工大学校园里，一辆失控的轿车撞倒两位教师，查礼冠不幸当场罹难，黄专一重伤昏倒。一年后，刚刚恢复的黄专一从头把机器人传感与操控技能试验室建了起来，试验室从1986年开端得到国家“863”高技能方案的继续支撑，并成为“863”方案先进制作范畴机器人传感技能网点试验室的副组长单位。

　　“黄教师关于科学的情绪也刻画着咱们关于科学家精力的界说。”再苦再累，每个时刻节点也有必要依照规划好的完结，不然一旦呈现失误，就会耽搁整个工程。有一次，团队协助航天中心丈量航天员出舱的攀爬力。此前在试验室测验时一切正常，但一到现场设备后就呈现很大差错，克制焦虑心境重复剖析，几天后，团队总算找到差错源头；在丈量航天员操作力时，航天员在测验中一脚不小心将传感器踩坏，为了不耽搁使命，团队紧迫进行修理，一起也意识到传感器可靠性规划的重要。“科研过程中的每一次成功和失利都浮光掠影。若干年后，当从头审视这些过往，每一次失利其实都是对理论剖析和技能研讨的一次提高。”宋爱国说。

　　“藐小的星星，只要集合起来才干闪烁太空”

　　通过20余年的根底研讨和技能攻关，团队先后研发成功高精度的机器人六维力传感器、仿生柔性触觉传感器、小型化的力反应执行器、高精度大空间六自由度力反应手控器、力触觉感知数据手套等人机交互遥操作机器人中心元件或设备以及四种类型的遥操作移动机器人体系，并在我国载人航天与探月工程、核电工程等重要范畴得到使用。

　　航天员在失重环境下，肌肉松懈会形成钙丢失与肌肉功用退化，生物力学发生变化，肢体出力状况跟地上相差很大。所以，“神舟七号”呈现过开舱门困难的状况。那么，人在失重环境下肌肉究竟能产出多大的力？之前只要美国和俄罗斯有这个数据。受我国航天员科研练习中心的托付，宋爱国团队从2008年开端研发高精度的多维力传感器与航天员操作力丈量体系，对空间站内航天员13种操作力、36种操作方法进行准确的力丈量。

　　2016年9月“天宫二号”上天，团队的这一研讨成果成功保证了“天宫二号”航天员的在轨练习使命。“遥操作”是月面巡视机器人（月球车）的四大要害技能之一，受航天五院和通讯与盯梢研讨所的托付，宋爱国团队担任研发了两套地上模拟试验月面巡视机器人，首要研讨月球车的遥操作操控算法和环境辨认的感知体系，在“嫦娥三号月面巡视器”工程使命中立下丰功伟绩。

　　“在科研的众多星空中，每个人就像一颗藐小的星星，只要集合起来才干闪烁太空。”采访过程中，宋爱国一向着重，现在的成果是归于团队的每一位成员。“关于咱们来说，进一步探究遥操作机器人技能实际上还存在许多应战。”怎么进一步加强人机交互？怎么提高力触觉反应技能？怎么保证在太空、深海等杂乱环境下，人机闭环通讯回路的安稳和低延时……实在处理严重技能问题，助推遥操作机器人技能走进千家万户，更深层更宽广的范畴亟待探究。