在“造人”的王国里
——访中科院自动化所复杂系统与智能科学重点实验室徐德研究员

中国图像网 韦巧珍

   采访徐德研究员，源于《自动化天地》杂志第161期上的一篇文章——《弧焊机器人焊缝跟踪视觉控制研究成果》。作为实验室的成员之一，徐德研究员参与了实验室弧焊机器人视觉控制等课题的研究。
   实验室就是一个制造王国，而徐德研究员所在先进机器人与制造系统研究组，就是一片“造人”的沃土，凭借着国家的支持和先进的技术设备，研究人员们对机器人进行制造、改良、实验等等。热忱和善的徐德研究员为我们打开了一扇大门，带我们走近这个充满科幻色彩、代表了国家机器人研发水平的“造人”王国。在与徐德研究员的交流中，可以看到他对于机器人研究的热爱和重视，从而表现在言行上的自信和沉稳，即使只是作为旁观者，也会深受鼓舞。

实验室：创新智能科学 服务产业需求
   复杂系统与智能科学实验室下设7个专攻不同方向的课题组。在机器人方面的研究，除了在《弧焊机器人焊缝跟踪视觉控制研究成果》文中所述的焊接机器人视觉控制外，还有先进机器人与制造系统研究组的多仿生机器鱼、移动机器人CASIA-I、110KV巡线机器人研究；智能控制理论与方法研究组的移动机械手系统协调运动规划与控制研究；机器人应用与理论研究组的智能保安机器人与机器人装配技术研究等等。
   智能机器人在工业上的作用无可比拟。在我国，每年对机器人技术研究的扶持力度都在不断加大。2006年，实验室得到了国家“863”计划“大型工件焊接技术与设备研究”项目的支持。记者特意询问了该项目的进展状况，徐德研究员向记者介绍说，目前该项目已经完成焊接机器人装置和机构的设计，并已交付加工。在机器人的视觉控制研究方面，也已初步完成了焊接机器人视觉测量、视觉对中控制和焊缝跟踪等算法的设计，下一步的工作就是在焊接机器人装置上进行联合调试实验了。
   徐德研究员对课题组在弧焊机器人视觉控制的研究工作、创新方法和2002年到2006年的系列研究成果进行了详细的介绍。对于这样高产的研究成果，记者问道：这是否说明机器视觉在弧焊机器人的研究运用已经到了一个相对成熟的阶段？
   而徐德研究员认为，现在还不能说机器视觉的应用已经达到了很成熟的阶段。因为，一个成熟的工业技术研究，必然需要经历理论研究准备、实验室模型研究、产品样机研发、应用研究等多个环节，从理论到实践，再从实践到理论，反复验证、改进这样一个艰苦的过程，才能达到良好的应用阶段。而机器视觉在国内乃至国外都算是一个方兴未艾的产业，他们要做的研究工作还有很多。

焊接机器人：占机器人应用的半壁江山
   在《弧焊机器人焊缝跟踪视觉控制研究成果》一文中，徐德研究员介绍的就是弧焊机器人在视觉控制方面的研究成果。
   弧焊机器人的研究由来已久，并随着机器视觉和智能控制技术的发展，弧焊机器人控制研究和应用又达到了另一个广阔的空间。弧焊机器人的研究对于制造业生产具有重要的产业意义，也出于国家战略和经济发展双向需求的考虑，中科院自动化所和复杂系统实验室带动学科发展，逐步凝练科技目标，针对这一课题展开了研究工作。在焊接机器人研究方面，国内一些科研单位，如清华大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学、中国科学院北京、沈阳自动化所等单位，围绕焊接机器人的设计、规划、传感技术和智能控制方面各自展开了研究工作，并取得了大量研究成果。
   徐德研究员很是看好他当前正在研究的弧焊机器人。“焊接生产是机器人应用最为广泛的领域，占机器人应用的半壁江山，是我们目前研究工作的重点。”对于机器人的未来发展，徐德研究员认为应用于家庭的服务和安防等特种机器人，具有巨大的潜力和需求，将会是未来机器人研究的重要方向之一。
   对于如何看待国内机器人研发水平和国际上的先进技术水平的差距，徐德研究员务实地认为国内差距主要在于应用研究方面。因为目前国内的研究成果往往处于实验室演示阶段，而较少有成熟的技术能够应用到实际焊接生产当中去。针对这个问题，实验室结合焊接生产的实际要求，努力探索，并取得了可喜的开端。比如，实验室在承担国家项目和课题的同时，还会与企业开展横向的项目合作，以便把研究成果更快的运用到企业生产上去，完成实验演示到实际生产的转变。目前实验室与企业的合作主要是焊接专机的研发与应用。

视觉对于机器人，就像双眸对于人
   随着机器视觉和机器人技术在工业领域的进一步发展，装备日益完善的机器人在提高生产率、改善劳动条件等方面也将发挥越来越重要的作用。由以前纯粹的机器人，发展到如今基于视觉的智能机器人，徐德研究员肯定机器人与机器视觉的结合是智能化研究的必然结果—— “视觉对于机器人，就像明亮的双眸对人一样重要。”视觉信息的引入，为机器人的智能控制研究提供了新的研究方法。应用于机器人上的机器视觉，与传统机器视觉研究相比，其研究重点有所不同，更加重视视觉测量的实时性、鲁棒性，以及视觉控制的稳定性、准确性等等。机器视觉技术提高了机器人的智能控制水平，同时机器人也为机器视觉带来了更广阔的应用平台，二者是相互促进的。
   在不远的未来，机器视觉将继续向系统标准化、嵌入式应用等方向发展；同时，机器人的智能化水平也会在以视觉传感为代表的先进传感技术的推动下不断得到提高，应用领域更加广泛。“可以想象，在未来工业生产领域中，具有先进机器视觉技术的机器人就像现在的普通机床一样，将得到大量使用并可靠地工作，成为生产系统中的一个环节，切实地为企业提高生产效率。”
   装上了眼睛的机器人，它们的未来让徐德研究员充满自信。

结语
   实验室里的机器人，不像屏幕上的变形金刚那么富有娱乐性，对于研究者们来说，机器人不是小时候手里把玩的玩具，而是一项需要认真对待的严肃事业，因为这关系到国家工业制造能力和智能化机器人在国际上的竞争力。徐德研究员和他所在的复杂系统与智能科学实验室，远离名利和鲜花，默默地贡献着自己的力量。那些看似冰冷的机器人，实际上浸透着他们的时间、心血乃至温度。也许，对于许许多多默默耕耘在实验王国的人来说，给予机器人一对更加灵活的肢体，一双更加明亮的眼睛，甚至一个越来越聪慧的大脑……这一原本机械化的过程已经掺杂了太多责任上情感上的因素——制造了它，就要让它越来越美好。