机器人前瞻10月18日报道,昨天,全省科技大会在广州召开,会上颁发了2023年度广东省科学技术奖,共计218项。其中,深圳斩获78项获奖项目,占比35.8%。
在深圳的获奖项目中,有两项与机器人相关:中国科学院深圳先进技术研究院的“人-机-环三元协同的智能外骨骼机器人关键技术及应用”项目获得技术发明奖一等奖,中广核研究院牵头的“大型核反应堆燃料组件高效安全运维机器人关键技术研究及应用”项目获得科技进步奖一等奖。
一、深圳先进院:人体、机器、环境“三合一”的外骨骼机器人
深圳先进院吴新宇研究员作为第一完成人的“人-机-环三元协同的智能外骨骼机器人关键技术及应用”项目实现了多方面的技术突破:
它能够准确、持续地识别使用者的运动意图,例如,当使用者想要抬腿行走时,外骨骼机器人可以快速、准确感知到这一意图并提供相应的助力,让行走的动作流畅自然;
实现了人-外骨骼系统的深度相容,外骨骼机器人与人体的贴合度高,两者可以高度契合、协同工作,并且根据使用者的身体状况和运动需求进行自适应调整,从而做到在运动过程中不会对使用者造成额外的负担或伤害;
还能做到多种混合复杂地形的实时精准识别,面对崎岖不平的山路、楼梯、坡地等,外骨骼机器人能够自动调整自身的运动模式和助力策略,以适应不同的地形条件。
目前,项目团队已经研发了7大类、16套外骨骼系列样机,取得了多项医疗注册证,应用在医院和康复机构、消防支队、物流企业、制造企业等,不仅可以帮助患者进行康复训练,也可以为相关从业人员提供助力和保护。
据公开信息,吴新宇自2009年加入中国科学院深圳先进技术研究院,目前任该院集成所的副所长、研究员。十多年来,吴新宇团队聚焦于研究外骨骼机器人,此前曾成功研制出刚性外骨骼、无动力外骨骼、柔性下肢助力、刚柔结合全身助力外骨骼机器人等样机,获得多项国家发明专利。
▲吴新宇(图右)
二、中广核研究院:深入危险作业环境的运维机器人
核反应堆的燃料组件是核电站的 “心脏”,是一个高辐射、高温、高压、结构复杂的恶劣环境。为了保证它一直安全稳定地运行,需要依靠智能装备和机器人来定期对它进行检查和诊断修复。
由中广核研究院牵头的“大型核反应堆燃料组件高效安全运维机器人关键技术研究及应用”项目,创建了一种基于数字模型重构、驱动、预演的核燃料组件运维机器人精细安全操作新范式,提出一种涵盖定量啜吸、超声甄别、涡流检查及单棒安全置换的燃料棒一体化检修新工艺,发明了三维形貌可视化拓扑重构、全自动安全换棒等方法,建立了核燃料组件运维机器人环境适应性与任务匹配性评价标准及方法。
另外,该项目还研发出了涵盖外观检查、内部诊断、故障修复等领域的9款机器人,构建了全流程一体化机器人检修作业体系。
例如,在核电站乏燃料水池中,燃料组件整体重构机器人可以对燃料组件超300个零部件进行整体拆解,然后再精准重组、修复:
目前,该项目已在国内30多个核电站应用。相关应用结果显示,相比国外设备,成套机器人可显著降低集体剂量,每年至少可带来发电收益12亿元。
另据了解,中广核研究院持续提升核电智能装备与机器人领域自主创新能力,拥有2个国家级研究中心,同时还建设了深圳市核电行业机器人关键技术工程实验室、机器人环境模拟实验室和机器人系统集成及功能试验实验室,突破多项关键技术难题,已经累计开发100余款核电智能装备与机器人。
三、结语:从生产到生活,机器人落地应用加速
从深圳获得广东省科学技术奖的两个项目中,我们可以看到,不管是工业生产还是日常生活,机器人的应用落地都在不断加速中,在一定程度上做到了既可以替代人类进行危险作业、提高生产效率,也可以做到帮助人类更好地生活、提升生活的便捷性。
未来,机器人也将迎来更为广阔的应用前景,它们或许会成为家庭里忙碌的一员,或许会穿梭在城市的大街小巷,或许会走上更多的生产岗位,推动着一个充满无限可能的人机融合的时代到来。