①國家自然科學基金創新群體項目成員

 

②“海斗一號”水下機器人

  　　③新松機器人自動化股份有限公司廠區 

 

　　　　④“海翼”水下滑翔機

  　　⑤劉浩（右）在協調志愿者入組臨床試驗

　　■本報記者 沈春蕾 

　　10907米，這是“海斗一號”全海深自主遙控潛水器今年5月在馬里亞納海溝4次萬米下潛的最大深度。在成功完成首次萬米海試與試驗性應用任務、取得多項重大突破的同時，“海斗一號”還填補了我國萬米級作業型無人潛水器的空白。

　　“海斗一號”誕生于機器人學國家重點實驗室，該實驗室曾孕育了“探索”“潛龍”“海翼”“海星”等無人潛水器，也誕生了“蛟龍”號載人潛水器的控制系統。

　　如今，面向國家重大需求和國民經濟主戰場，機器人學國家重點實驗室正在機器人與人融合、機器人與信息融合、機器人與環境融合等領域持續開展前沿探索。

　　從無到有 著眼深海 

　　機器人學國家重點實驗室的前身，是1989年成立的中國科學院機器人學開放研究實驗室，依托于中國科學院沈陽自動化研究所（以下簡稱沈陽自動化所），是我國在機器人領域最早建立的部門開放重點實驗室。

　　實驗室成立的這一年，有一位剛畢業的研究生加入了沈陽自動化所，他叫劉健。之后，他見證了水下機器人的誕生。這種機器人在當時還是新生事物。

　　水下機器人的應用構想，是時任沈陽自動化所所長蔣新松在20世紀80年代初期提出的，他預見機器人在海洋領域將大有作為。1985年12月，由蔣新松任總設計師的中國第一臺水下機器人“海人一號”樣機首航成功。

　　中國科學院機器人學開放研究實驗室成立后，蔣新松任實驗室首位主任。在他的帶領下，水下機器人團隊從跟蹤國外先進技術與方向到自主研制開發，于1994年成功研制出“探索者”號無纜水下機器人（AUV），其工作深度可達1000米，是我國第一臺無纜水下機器人。

　　見證著水下機器人成長的劉健，一直希望自己也可以在該領域干一番事業。2000年，38歲的劉健正式加入水下機器人團隊。

　　他接到的第一項任務是擔任CR02總設計師。CR02是一臺6000米級AUV，其“同胞兄弟”CR01在1998年被評為我國十大科技成果之一，獲得國家科學技術進步獎一等獎。“盡管我們在自主水下機器人領域取得了一些成績，但CR01和CR02都是原理樣機，離應用還有一段距離。”為此，劉健帶領團隊率先開始對CR02進行了實用化改造。

　　近年來，我國對深海應用投入加大。基于CR02研制和實用化改造的技術積累，劉健帶領團隊開始著手研制“潛龍”系列水下機器人。“希望我們自主研發的潛水器可以投入應用，探測深海資源、解決能源問題，造福子孫后代。”劉健說。

　　劉健先后擔任了“潛龍一號”課題負責人、“潛龍二號”和“潛龍三號”總設計師。“潛龍二號”和“潛龍三號”可謂是一對“雙胞胎兄弟”，從外觀來看就是條大號的小黃魚。劉健解釋道：“這種非回轉體立扁魚形設計，依據的是水動力優化計算的結果，有利于它在復雜海底地形中垂直面爬升，同時具備水面航行能力。”

　　從CR01、CR02到如今的“潛龍”系列，這些我國具有自主知識產權的無纜自治水下機器人的誕生，在劉健看來，是在總結前人經驗和教訓的基礎上取得的突破和創新。

　　基礎研究 應有擔當 

　　2007年，機器人學國家重點實驗室正式獲批。在2012年國家重點實驗室評估中，發生了一件令機器人學國家重點實驗室主任、沈陽自動化所所長于海斌印象頗深的事：“盡管機器人學國家重點實驗室面向國家重大需求作出了諸多杰出貢獻，但在前沿基礎方向上布局偏薄弱，離代表國家水平的基礎研究定位，還有較大差距。”

　　為此，機器人學國家重點實驗室上下齊心，加大基礎研究力度。經過多年的沉淀，實驗室從原來一年只有幾篇SCI（科學引文索引）論文，到現在每年可發表論文近百篇，半數刊登于頂級期刊。均衡發展和明晰定位，也使實驗室在2017年評估中獲得優秀。

　　“有一位英國教授在《科學》上發表一篇介紹中國機器人發展的文章，一共引用了4篇文獻，其中2篇來自我們實驗室。”于海斌表示，這足以說明實驗室在基礎研究領域發展迅速。

　　2018年，以于海斌為學術帶頭人的“機器人感知、控制與協同”創新研究群體項目獲批。國家自然科學基金創新群體項目是目前我國學術影響力最大的創新人才類項目，當年全國共資助38項。這是繼評估獲得優秀后，機器人學國家重點實驗室在基礎研究領域的又一標志性事件。

　　當前，在國家破“四唯”的大趨勢下，于海斌認為，對實驗室來說，不僅要發表高水平的論文，更要把論文寫在祖國大地上。其實，發表高水平論文本身沒有錯，盡管它不是科研的根本目的，但依然是基礎研究進展的重要標志之一。把論文寫在祖國大地上，離不開基礎研究的突破。

　　基礎研究需要一個自由探索的過程，在這個過程中還需要不斷地凝練目標和組織隊伍。這也是于海斌自2011年接任實驗室主任后主抓的兩件事情。

　　“這是一個令人興奮又痛苦的過程。雖然論文不是科學成果，但它卻是科學成果的重要表征。為了讓基礎研究可以扎實穩定開展，實驗室從工資、獎金等方面都給予了基礎研究團隊穩定的支撐。”于海斌說。

　　在此基礎上，機器人學國家重點實驗室致力于機器人學基礎理論及方法研究，與國際先進水平同步發展，并在機器人學應用基礎研究、機器人技術前沿探索和示范應用等方面取得一批有重要影響的科研成果。

　　打破短板 實戰培養 

　　當年，憑借優良的硬件條件和實驗設施，實驗室聚集了來自清華大學、北京大學、哈爾濱工業大學、華中科技大學等院校的博士和博士后，他們或是來實驗室交流，或是來此完成實驗。實驗室對培養和激勵機器人領域青年人才起到了很好的平臺支持作用。

　　在2012年國家重點實驗室評估中，專家還提出，機器人學國家重點實驗室需要在領軍人才培養上加大投入。

　　談及人才，于海斌坦言，這對于機器人學國家重點實驗室來說確實是一個挑戰，一方面是受地域影響，另一方面是受到博士生指標限制。

　　對此，實驗室制定了相關人才目標，比如與地方聯合培養碩士生，培養并留住年輕人。目前，實驗室自主培養的人才占較大比重。“我們還十分注重在實戰中培養人才。”于海斌說。

　　針對突如其來的新冠肺炎疫情，實驗室第一時間安排了抗疫項目，由醫療機器人課題組組長劉浩負責。

　　劉浩課題組長期從事手術機器人研究，密切關注疫情發展的他，開始思考能否研制一種可以保護醫生的機器人。

　　恰逢中國工程院院士鐘南山團隊提出如何解決新冠肺炎患者生物樣本采集交叉感染、保證采樣質量的問題，于是，劉浩跟鐘南山團隊取得聯系，對方希望他們研發一臺能做咽拭子采樣的機器人。

　　咽拭子采樣可能會讓患者出現不適感，因此需要機器人的動作輕柔且具有較高精度。春節假期，買不到采樣工具，劉浩團隊就用雪糕棒和棉簽對著自己做測試。

　　那段日子的艱辛難以盡述。2月6日，劉浩團隊完成了機器人原理樣機的搭建，并于2月17日通過了廣州呼吸健康研究院的臨床倫理審批。2月24日，劉浩和同事從沈陽飛往廣州。在機場劉浩接到于海斌的電話，只有一句話：“大家注意安全！”

　　“3月8日，機器人首次進入隔離病區，由醫生成功操作機器人完成了確診新冠肺炎患者的咽拭子采樣。”劉浩說，細胞學檢測結果顯示，機器人咽拭子采樣可以達到較高的質量，一次成功率大于95%。

　　作為從實驗室里成長起來的青年，劉浩表示自己也曾對做基礎研究還是應用研發有過迷茫，于海斌給他的建議是：“問問自己的根本出發點是什么。”最終，劉浩選擇了臨床應用。

　　上天入海 延續特色 

　　上九天攬月，下五洋捉鱉。一路走來，機器人學國家重點實驗室的研究方向從以應用系統為導向到以科學問題和原始創新為驅動，從機械電子學科為主到與信息科學、生命科學的深度交叉，應用場景從陸地、水下擴展到太空。

　　機器人學國家重點實驗室成立初期，主要從事工業機器人和水下機器人的研究。其中，工業機器人系統技術從實驗室走向實際應用，不僅填補了國內的空白，還“孵化”了我國機器人第一股——新松機器人自動化股份有限公司。

　　機器人學國家重點實驗室始終緊密圍繞國家需求展開科研布局。隨著世界強國紛紛將目光投向太空，實驗室專門成立了空間自動化技術實驗室，開展相關技術研發；隨著制造業轉型升級成為焦點，實驗室還將機器人與信息科學、網絡科學等融合，專注于工業互聯網的創新，提升智能制造水平。

　　機器人學國家重點實驗室研究員王洪光，見證了實驗室成立以來的發展變化。他的研究方向是機器人結構學，先后從事過空間機器人與自動化技術研究系統、工業裝備與智能機器人、特種機器人的研究，現在的研究方向主要聚焦下一代機器人和電力機器人。

　　“隨著萬物互聯時代的到來，機器人的感知與控制必將迎來一個變革的新時代。”于海斌解釋道，“這個變革，從技術載體看是機器體和生命體的融合，從技術維度看是機器人和信息技術的融合，從應用環境看是機器人與環境的融合，從應用方式看是機器人與人的交互實現本質提升。”

　　在時代發展的大背景下，機器人學科也已步入快車道。于海斌認為這是一門深度交叉的學科，正在顛覆很多領域的發展，工業應用、民生需求、應急醫療等領域也為機器人學科提出新的機遇和挑戰。

　　“和而不同”——這是于海斌常常說起的一句話，機器人學國家重點實驗室的發展也是如此——無論是需求牽引還是學科牽引，都有比較明確、具體的落腳點和獨特的認識；在發揮自身特色和優勢的基礎上，融入國家需求、實現自身發展。

　　展望“十四五”，機器人學國家重點實驗室將在類生命機器人、機器人互聯網、信息與物理空間融合等前沿交叉領域繼續深耕。

　　于海斌希望，實驗室能持續不斷從國家重大需求中提煉科學問題，從關注系統到關注科學本質，從跟蹤創新到原始創新，真正讓實驗室具備從基礎研究、應用研究到技術開發的貫通式發展能力。“我們將按照黨和國家對國家重點實驗室的要求不斷謀求自身發展，不辜負習近平總書記的期望，為實現‘把我國機器人水平提高上去，而且要盡可能多地占領市場’發揮戰略科技力量。”

　　家庭矛盾是這樣化解的 

　　在機器人學國家重點實驗室，提到劉開周，無人不曉。

　　“載人深潛英雄，國家就三人！”實驗室副主任劉連慶對他更是贊不絕口，“劉開周對我個人幫助也非常大。”

　　這個幫助再一聽有點匪夷所思——“劉開周幫我化解了家庭矛盾，還是在他本人沒有出場的情況下”。

　　因為工作需要，劉連慶經常去外地出差，時間久了難免家人會有些怨言，劉連慶也心生愧疚。但突然有一天，妻子對他經常出差的埋怨少了許多。

　　原來，劉連慶的孩子和劉開周的孩子是同班同學，有一次兩個孩子的媽媽在一起聊天，劉連慶愛人說：“劉連慶一周就沒幾天在家，你家劉開周也經常出差嗎？”“劉開周倒是不頻繁出差，但遇到海上試驗的時候，他有時會走半年。”兩位家屬在彼此寬慰的同時，也對丈夫的工作有了更深的理解。

　　“我們實驗室同事最長的出差紀錄是在海上待了240天。”劉連慶介紹說，“我們有一個職工已經連續4個春節沒有在家過了，都是在海上度過。因為春節正是南半球的夏季，所以印度洋科考航次往往安排在春節前后。”

　　在機器人學國家重點實驗室，默默奉獻早已深入科研人員的骨髓。

　　沈陽自動化所科技處處長胡琨元對此深有體會：“科研崗位雖然工作強度大，但科研人員對工作總是難以割舍，尤其一些老同志因身體原因不得不離開崗位，卻在工作述職時表現出深深的不舍，究其原因還是他們對這份工作飽含深情。”

　　“我們年青一代科研人員在以中國工程院院士蔣新松為代表的老一輩科學家的感召下，時刻將創新、團結、奮斗精神融入到日常科研工作中。”劉連慶說，“我們有一批響當當的成果，‘海翼’號水下滑翔機獲總書記點贊，并和‘海斗’號萬米水下機器人分別入選2017年和2016年中國十大科技進展新聞。”

　　這是一支業務熟練、勇于創新、精誠協作、舍小家為大家的團隊，這支團隊也正是實驗室光芒閃耀的源泉所在。（沈春蕾）

　　機器人學國家重點實驗室簡介 

　　機器人學國家重點實驗室的前身是1989年成立的中國科學院機器人學開放研究實驗室，2001年更名為中國科學院機器人學重點實驗室。2007年10月科技部正式批準中國科學院機器人學重點實驗室建設機器人學國家重點實驗室；2010年1月通過驗收，2012年2月通過首次評估，2017年被評估為優秀。

　　實驗室始終把滿足國家戰略需求和開展機器人學基礎前沿研究作為重要發展任務，定位于為我國經濟和社會發展、國家安全、重大科學工程提供所需要的機器人技術與系統，研究機器人學基礎理論與方法、發展新技術和平臺樣機系統，培養和匯聚從事機器人學研究的高水平人才，推動我國先進機器人技術與系統的可持續發展。

　　經過30余年的發展，實驗室在科學研究、人才培養、國內外學術開放交流、實驗室條件建設等方面已步入良性及可持續發展軌道，現已逐步發展成為我國機器人領域具有國際影響力的科技創新研究和高水平復合型人才培養的基地。