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关键技术促发展,产研融合建生态——刘辛军主讲清华校友学习日第22讲:机器人关键技术及发展生态
2021.03.03

2月27日下午,“清华校友终身学习支持计划”学习日活动第22讲在“荷塘雨课堂”开讲。清华大学机械工程系刘辛军教授应邀为校友们带来“机器人关键技术及发展生态”的主题报告。海内外300余名校友参与在线学习。

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清华大学机械工程系刘辛军教授作主题报告

刘辛军在报告中首先指出,机器人的概念在人类的想象中已存在了三千多年,直到50多年前,才作为专业术语被使用。其之所以受到人类的关注和青睐,归其原因,它可以一程度地代替人、服务人、拓展人。伴随着四次工业革命,机器人实现了从人类的梦想到深入人类生产生活方式的跨越。使机器人成为人类的友好合作伙伴是人类的伟大梦想,而现实中机器人的功能和实用性距离人类的期望仍然有很大差距。

从研究和应用层面来看,机器人有三类,包括工业机器人、服务机器人和特种机器人。工业机器人在我国飞速发展,然而国产机器人市场占有率仍然不高。究其原因在于核心零部件(含软件)受到制约,成本居高不下;研发周期和市场验证周期短,机器人产品性能存在差异;机器人生态圈尚未完善,影响了产业的可持续健康发展。与此同时,机器人研究的基础理论与关键技术、基础部件、专业人才和研究院所机制等还尚未形成体系,对机器人创新发展有一定的制约。

人类文明的发展史就是一部认知发展的历史。为了狩猎获取食物,人类发明了工具,揭开了人类创新发明机器的序幕。人类往往采用仿生手段,将对自然界的好奇转化成一个个伟大的创造发明,机构在机器的创造发明中扮演着不可或缺的角色,其生命体构成和行为规律均是以“并联”和“串联”的方式集成,与之相对应,创造发明机器也离不开串联、并联和混联三类机构。而机器人创新涉及到的机构学三个核心基础问题就是构型、性能和尺度问题。

结合行业和国家的重大需求,刘辛军教授的现代机构学与机器人化装备实验室科研团队以基础理论和核心技术研究为先导、以解决工程问题为目标,坚持以自主创新为发展根本,重点研发高速并联机器人、加工机器人、智能协作机器人和多机协同搬运装备等4类机器人。

他向广大校友分享了其科研团队在疫情防控期间的产学研案例。2020年1月23日,新冠疫情防控工作拉开序幕,体温筛查成为疫情防控的重要手段,但市面上的体温检测产品测温效果存在较大偏差。为了能在室外环境快速便捷精准地测温、减少人员接触、解决疫情期间体温筛查痛点,刘教授的科研团队于2月7日开始进行体温准确自动筛查机器人“阿荼”的研发工作。在克服疫情初期人员不能到岗、采购和加工受限等重重困难,科研团队在第36天研制出第一台体温自动筛查机器人。4月1日,北京市人民政府针对疫情防控第68次新闻发布会对这项科研成果进行发布,其体温检测精度达到0.2℃。自4月8日,“阿荼”机器人在烟台部分学校、北京华信医院、长庚医院、北京协和医院和武汉同济医院等单位投入使用,也得到了各医院和学校的信任和好评。自6月3日,170多台阿荼机器人陆续在清华大学上岗,助力师生复学。谈及这次快速高效的产学研工作,他感慨,正是因为拥有一支以机械专业为主、机械与信息学科交叉的团队,并积累了扎实的基础理论和关键技术体系,才能在关键时刻做到“轻车熟路,驾轻就熟”;只有建立了真正的产学研协同,才能让关键技术转化为产品,阿荼的产业化,离不开烟台清科嘉研究院的大力协作;在危机时刻,人的责任、担当和协作精神,才是取胜的法宝。

在讲座的最后,刘辛军教授谈到高品质制造装备是实施我国“智能制造”战略的基础,自主创新是发展我国高端制造装备业的必由之路。他认为我国首先应该重点布局基础研究,着重发展基础部件、基础工艺、基础材料;在培养和引进高端人才的同时,重视高职业素养技术人员的培养;此外,应建立一批非盈利成果孵化机构,在高校与企业之间建立一座桥梁。对于一个区域,要围绕一个产业建立集人才培养、研发、元器件、制造于一体的发展生态圈。要通过“政产教研”平台建设,联合更多的合作伙伴,打造“产业与科教命运共同体”。

在互动环节,校友们通过“雨课堂投稿”就机器人关键技术、产业应用、人才培养等问题进行提问,刘辛军教授一一细致作答。

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直播课程截图

刘辛军教授在课后接受采访时表示对校友学习日活动高度认可,认为此活动不仅可以给在校老师一个展示自己科学研究的平台,也为广大校友们带来更多新知,未来也有可能促成校友参与的产学研合作。他希望校友学习日能够持续办下去,在防疫要求允许的情况下,采用线上+线下相结合的方式,为校友们带来更好的教、学、研的互动体验;也希望未来能邀请更多杰出校友来到学习日课堂,除校友外,吸引更多学校老师参与学习,促进教学、产业融合发展。

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威尼斯人副院长郭钊向刘辛军教授赠予活动纪念奖牌

威尼斯人副院长郭钊参加学习,并向刘辛军教授赠予活动纪念奖牌。清华2012届校友、综合办主任李阳老师主持本次活动;学院在线办全程进行直播保障。

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刘辛军教授与工作团队合影

“清华校友学习日”系列活动由清华校友总会、教育基金会、威尼斯人、校长办公室、终身教育处共同组织并协作实施。2018年11月25日开启学习日活动首次讲座,此后每个月的最后一个周六,根据校友们的学习需求开展“专题讲座”。 

2020年2月29日,第12期校友学习日首次登上“雨课堂”直播平台,这种打破空间限制,在同一时间同上一堂课的线上学习和互动方式,得到校友们的高度认可。 “清华校友学习日”将持续整合优质资源,为校友提供职业发展与学业需求的支持和服务,构建一个互帮互助、终身学习的校友交流空间和氛围,期待更多校友关注和参与。  

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直播课程准备

供稿 | 合作发展办公室

撰稿 | 郭晓旭

图片 | 郭宏涛、郭晓旭

排版 | 段堃