由中國自動化學會以及紹興市柯橋區(qū)人民政府主辦的2019國家機器人發(fā)展論壇暨2019年RoboCup機器人世界杯中國賽在浙江紹興輕紡城國際會展中心舉行。本次論壇和大賽聚焦多類智能機器人的發(fā)展、應用與創(chuàng)新，推動機器人在智能制造、智慧生活、智能產(chǎn)業(yè)和國防安全等領域的深入應用，億歐作為特邀媒體參會并進行現(xiàn)場報道。

在主題為“工業(yè)機器人控制與ROS系統(tǒng)”的分論壇上，來自學界和業(yè)界的嘉賓分享了他們各自領域的研究成果，并與現(xiàn)場聽眾針對工業(yè)機器人控制以及ROS系統(tǒng)相關問題進行交流與研討。

參加該分論壇的嘉賓有清華大學計算機科學與技術系教授、博導、IEEE Fellow、國家杰青孫富春，中國科學院自動化研究所研究員、博士生導師王碩，優(yōu)必選科技優(yōu)必選聯(lián)席CTO廖洪濤，珞石機器人有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人韓峰濤，武漢精鋒微控科技有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人胡春旭，臺達-中達電通股份有限公司機電事業(yè)部機器人產(chǎn)品處經(jīng)理林敬佑，廈門大學航空航天學院自動化系教授、博士生導師劉暾東，百度主任架構(gòu)師、Apollo自動駕駛系統(tǒng)操作系統(tǒng)技術負責人王柏生，鋼鐵制造流程優(yōu)化國家工程實驗室邊巖，蘇州索亞機器人公司創(chuàng)始人陳剛，華東師范大學副教授，浙江大學博士、韓國梨花女大圖形學與虛擬現(xiàn)實研究中心研究教授、美國北卡羅來納大學教堂山分校研究科學家張新宇，杭州新松機器人自動化有限公司研究院陳鵬。

工業(yè)機器人高精度控制研發(fā)成為必然趨勢

近年來，隨著我國人口紅利逐漸消失，人力成本升高，以及科學技術的發(fā)展讓人們對產(chǎn)品的精細度要求更高，我國工業(yè)機器人市場規(guī)模持續(xù)擴張。工業(yè)生產(chǎn)的高質(zhì)量、高效率、高智能的要求也進一步提高。在時代發(fā)展下，對工業(yè)機器人高速高精度控制的實踐研究已成為工業(yè)機器人發(fā)展的必然趨勢。

日前，由工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委、財政部等三部委聯(lián)合印發(fā)了《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》中明確指出，要大力發(fā)展以高性能控制器為代表的工業(yè)機器人關鍵核心部件。該規(guī)劃的發(fā)布，為工業(yè)機器人控制器的研發(fā)進程起到了推動作用。

廈門大學航空航天學院自動化系教授、博士生導師，廈門大學嘉庚學院兼職副院長劉暾東在報告中提到，關于機器人高精度控制的關鍵科學問題主要是變工況下綜合運動誤差建模一級深度網(wǎng)絡動力學建模和在線學習優(yōu)化。前者的研究難點在于變工況下，誤差建模困難，目前的解決方案是通過減速器機理建模和有限元彈性變形動態(tài)建模。后者的研究難點是網(wǎng)絡計算量大，無法實現(xiàn)實時補償。目前的解決方案是動力學模型對網(wǎng)絡初始化，結(jié)合智能優(yōu)化的策略梯度算法。這兩個解決方案考慮到了機械傳動環(huán)節(jié)誤差的影響，同時保證了補償模型的準確性和泛化性。

中國科學院自動化研究所研究員、博士生導師王碩則在報告中對中科院自動化所智能機器人系統(tǒng)研究團隊在工業(yè)機器人建模、規(guī)劃與控制方面的研究進展進行了介紹。相關研究涉及工業(yè)機器人動力學模型標定、軌跡規(guī)劃插補、拖動示教控制、VR遙操作示教控制等具體算法實現(xiàn)和實驗驗證，并探討了如何將人工智能技術與云計算技術同智能機器人系統(tǒng)有機結(jié)合。

ROS賦能機器人智能化變革

ROS是一個機器人軟件平臺，近年來被提及得越來越多，它能為異質(zhì)計算機集群提供類似操作系統(tǒng)的功能。它的首要目標是提供一套統(tǒng)一的開源程序框架，用以在多樣化的現(xiàn)實世界與仿真環(huán)境中實現(xiàn)對機器人的控制。利用ROS可以提高機器人研發(fā)找那個的軟件復用率。

蘇州索亞機器人公司創(chuàng)始人，嘉興學院副教授，IEEE 高級會員，法國工學博士陳剛分享了ROS在無人駕駛車領域的應用和實踐。他指出，無人駕駛車是人工智能技術的重要應用場景，將改變我們未來的工作、出行和生活的方式。ROS作為機器人領域的開源軟件框架，在無人駕駛車領域也收到了廣泛的關注和應用，加速了無人駕駛技術快速成熟和產(chǎn)業(yè)化快速落地。同時，他也指出了無人駕駛技術的挑戰(zhàn)，主要為三個，一是海量數(shù)據(jù)的處理、二是高性能計算能力、三是高可靠執(zhí)行系統(tǒng)。解決方式主要從軟件層面解決四個問題，分別為導航、道路設置、在道路上的車道設置以及車道保持。

華東師范大學副教授，浙江大學博士、韓國梨花女大圖形學與虛擬現(xiàn)實研究中心研究教授、美國北卡羅來納大學教堂山分校研究科學家張新宇則從“ROS助力荒漠生態(tài)恢復機器人集群”的角度進行了分享報告。隨著全球氣候變暖、國家工業(yè)化程度提高，我國的生態(tài)及生態(tài)恢復面臨了嚴峻的挑戰(zhàn)，盡管退耕還草、還林取得了一定的成績，但是生態(tài)退化還在持續(xù)加速。植樹造林的工程實施面臨許多問題，一方面地處偏遠、環(huán)境惡劣，人類難以適應此環(huán)境下的大規(guī)模作業(yè)。另一方面，全部人工、自動化為零的操作方式，效率低，難以跟上現(xiàn)實環(huán)境的需要。因此，機器人在該環(huán)境下的應用前景廣闊，通過ROS開發(fā)的機器人，可以助力荒漠生態(tài)恢復。

武漢精鋒微控科技有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人胡春旭從ROS的發(fā)展史開始講述，介紹了ROS系統(tǒng)的優(yōu)勢與現(xiàn)狀，他表示，ROS社區(qū)內(nèi)的功能包數(shù)量、下載量、WIKI訪問量、相關文章呈大幅度上漲。此外，他介紹了云機器人，他表示云機器人的優(yōu)勢有性能均衡、網(wǎng)絡穩(wěn)定、可靠性高、成本較低等。

機器人多領域應用亮點頻出

清華大學計算機科學與技術系教授，博導，計算機科學與技術系學術委員會主任，智能技術與系統(tǒng)國家重點實驗室常務副主任，IEEE Fellow，國家杰青孫富春為我們介紹了“面向機器人精細操作的視觸多模態(tài)傳感裝置”。目前，機器人觸覺傳感器的測量模態(tài)單一、分辨率有待提高，孫富春介紹道，他們團隊開發(fā)出的傳感裝置，充分挖掘了視覺傳感器獲取物體多的形狀、顏色以及表面紋理等信息的優(yōu)勢，結(jié)合半導體芯片加工的金屬濺射工藝研制了基于微視覺的高分辨率多模態(tài)智能傳感裝置。從信物融合系統(tǒng)"感-聯(lián)-知"的角度，介紹了"感"部分的高密度觸覺陣列傳感器和微視覺多模態(tài)指尖傳感器，"聯(lián)"部分的模塊內(nèi)和模塊間測量點互聯(lián)和視觸關聯(lián)，以及"知"部分相關認知計算方法。最后，提出了研究團隊的未來設想。

優(yōu)必選聯(lián)席CTO，機器人操作系統(tǒng)ROSA負責人廖洪濤博士介紹了優(yōu)必選獨創(chuàng)的機器人操作系統(tǒng)ROSA技術架構(gòu)與應用開發(fā)。從機器人操作系統(tǒng)現(xiàn)狀出發(fā)，結(jié)合當下機器人領域開發(fā)過程中普遍存在的問題，重點闡述了優(yōu)必選機器人操作系統(tǒng)ROSA的開發(fā)背景、系統(tǒng)架構(gòu)及技術特征。同時，在報告中還介紹了ROSA如何幫助開發(fā)者迅速開發(fā)出機器人應用、讓整機廠商更高效地打造出產(chǎn)品級機器人，以及優(yōu)必選如何與內(nèi)容提供者一起構(gòu)建機器人生態(tài)系統(tǒng)。

任鋼鐵制造流程優(yōu)化國家工程實驗室工業(yè)機器人中心副主任邊巖介紹了“熱軋帶鋼柔性在線激光打碼機器人系統(tǒng)”，這是一種采用激光在熱軋帶鋼表面在線打印鋼卷編碼的機器人系統(tǒng)，所打編碼包括：企業(yè)名稱、規(guī)格型號、生產(chǎn)日期以及自動生成的二維碼與條形碼。通過掃碼得出帶鋼生產(chǎn)信息、化學成分、鋼坯信息等內(nèi)容。

百度主任架構(gòu)師，Apollo自動駕駛系統(tǒng)操作系統(tǒng)技術負責人王柏生介紹了“Apollo面向自動駕駛的高性能低時延的安全操作系統(tǒng)”。首先介紹了隨著自動駕駛技術的發(fā)展，車控電子設備對操作系統(tǒng)提出的新挑戰(zhàn)。自動駕駛技術既要操作系統(tǒng)滿足傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)在實時性方面的要求，也要能滿足數(shù)據(jù)中心處理包括Camera、Lidar等大數(shù)據(jù)高吞吐的能力，同時，還要考慮支撐異構(gòu)計算、安全（包括功能安全、網(wǎng)絡安全）以及如何符合車規(guī)等。報告分享了Apollo自動駕駛操作系統(tǒng)在這些方面的探索和實踐。

臺達-中達電通股份有限公司機電事業(yè)部機器人產(chǎn)品處經(jīng)理林敬佑則向大家介紹了臺達機器人工作站整合方案，SCARA標準機搭配臺達開發(fā)擴展軸模塊成為五軸機器人，達到多角度應用?？蓪攵喾N制程，包含涂膠、焊錫、檢測等。