第十二屆高交會(huì )“機器人專(zhuān)展”背景與簡(jiǎn)介

　　中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院引領(lǐng)機器人產(chǎn)業(yè)駛入快車(chē)道

　　在被譽(yù)為"中國科技第一展"的中國國際高新技術(shù)成果交易會(huì )(簡(jiǎn)稱(chēng)高交會(huì ))上，曾由中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院主辦的"機器人專(zhuān)展"三年來(lái)一直都保持著(zhù)最多觀(guān)眾參觀(guān)的記錄?！稒C器人閃耀星光大道》、《會(huì )點(diǎn)菜的美女機器人》、《機器人成高交會(huì )新焦》等近百篇新聞報道出現在深圳市各大媒體的版面上，同時(shí)也吸引了中央電視臺、鳳凰衛視等媒體的目光。

　　2010年11月16日即將開(kāi)幕的第十二屆高交會(huì )上，中國科學(xué)院將再次拿出最新研制的機器人新品閃亮高交會(huì )中科院專(zhuān)館5號館。這些機器人主要是由中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院、自動(dòng)化研究所、上海微系統與信息技術(shù)研究所、合肥物質(zhì)科學(xué)研究院、沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所等多家研究院所共同展出的，凝聚了高水平的研究力量。

　　本屆高交會(huì )"機器人專(zhuān)區"共有73個(gè)項目參展，其中不僅有深圳先進(jìn)院與知名企業(yè)"騰訊"、"聯(lián)通"合作的機器人專(zhuān)區;有致力解決中國人口老齡化的"老人服務(wù)機器人""管家機器人"專(zhuān)區;有可輔助醫生的"醫用機器人"，及為殘疾人解憂(yōu)的"運動(dòng)功能康復機器人"等;還有許多與企業(yè)合作的工業(yè)機器人。參展數量之多，品種之眾，水平之高皆為例年展出之最。

　　這些成果大多都是中國科學(xué)院的科研人員在不到1年的時(shí)間里取得的，成果的源頭要追溯到中國科學(xué)院今年1月在深圳啟動(dòng)的"機器人"重大專(zhuān)項項目。該項目群2010年的立項經(jīng)費達3000萬(wàn)元，是由中科院高技術(shù)研究與發(fā)展局主辦，深圳先進(jìn)技術(shù)研究院承辦的知識創(chuàng )新工程重要方向項目。對"機器人"方向的研究是中國科學(xué)院的重要戰略部署，是發(fā)展戰略新興產(chǎn)業(yè)的重要環(huán)節。這一項目群建立能真正體現中國科學(xué)院科研實(shí)力和水平的機器人領(lǐng)域的"研究平臺"， 使更多的研究機構、企業(yè)獲益，帶動(dòng)國內的機器人研究水平上一個(gè)新的臺階。

　　加大對機器人科學(xué)的基礎研究，加強對機器人核心技術(shù)的攻關(guān)，培育機器人產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)，不僅能夠帶動(dòng)機器人技術(shù)本身的發(fā)展，同時(shí)也必將引領(lǐng)其他相關(guān)高新技術(shù)的發(fā)展和壯大，對國家發(fā)展戰略性新興產(chǎn)業(yè)有極大的推動(dòng)作用。

　　9月4日，中共中央總書(shū)記、國家主席胡錦濤在深圳特區成立30周年視察深圳先進(jìn)院，當先進(jìn)院樊建平院長(cháng)輕拍了一下其中的一個(gè)機器人的腦袋時(shí)，這個(gè)"小家伙"立刻說(shuō)道："總書(shū)記好!"引得總書(shū)記和在場(chǎng)所有人的歡笑，把總書(shū)記視察深圳成立30周年科技成果展推向了高潮。這個(gè)機器人今年也將亮相第十二屆高交會(huì )。

　　一、迎接"千家萬(wàn)戶(hù)的機器人"時(shí)代的服務(wù)機器人閃亮高交會(huì )

　　我國是人口大國，隨著(zhù)人民健康水平的日益提高和計劃生育政策的長(cháng)期實(shí)施，我國正快速步入老齡化社會(huì )。當人類(lèi)逐漸步入老齡化社會(huì )，人們夢(mèng)想是否有一種機器人老人伴侶，他能在家居環(huán)境中為老人的生活提供照顧，并對老人的生理狀況進(jìn)行監測，發(fā)生異常時(shí)，及時(shí)報警。為監測生理狀況，就必須研發(fā)無(wú)創(chuàng )的生物傳感器，為照顧生活，就必須識別老人的意圖;為監測異常，就必須具有行為識別能力;為及時(shí)報警，就需要實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò )通信。而這些機器人，在本屆機器人專(zhuān)展中，已經(jīng)可以看到。

　　以中國工程院院士、中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院副院長(cháng)徐揚生教授為首的海歸科學(xué)家研究團隊以家庭服務(wù)機器人、應急救災機器人和智能系統、醫療康復機器人和多媒體智能系統為主要研究方向，四年來(lái)，研制出了餐飲服務(wù)機器人，救災機器人，寵物機器人，清潔機器人等20多個(gè)可產(chǎn)業(yè)化的樣機。中科院的其他所如自動(dòng)化所、上海微系統所等都將拿出最新研制的相關(guān)機器人。 

　　在家庭服務(wù)機器人方向，以先進(jìn)院為主的研究團隊，在多個(gè)關(guān)鍵核心技術(shù)上取得突破，成功開(kāi)發(fā)出了管家機器人、老人助行機器人、監控機器人等多個(gè)國內外領(lǐng)先的高智能機器人。管家機器人具備自主導航和路徑規劃、基于視頻網(wǎng)絡(luò )的物體辨別和抓取、基于移動(dòng)終端及多網(wǎng)融合的實(shí)時(shí)交互等核心技術(shù)，可在家中自建地圖、自主行走，能定位冰箱、微波爐、茶幾等物件并搬運飲料、水杯等物品，具有獨自完成家庭事務(wù)的能力;

　　家庭監控機器人將自主開(kāi)發(fā)、性能成熟的多傳感器融合的人體識別、人臉識別應用在設計獨特的球形機械上。該機器人能夠在室內迅速移動(dòng)并對陌生人進(jìn)行探測，同時(shí)將掃描到的圖像通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )即時(shí)發(fā)送給主人，具有突出的機動(dòng)性能和監控性能。

　　老人助行機器人集成了創(chuàng )新的主被動(dòng)兩用機械結構設計、基于載波自然光條件下的紅外跟蹤技術(shù)、多節點(diǎn)無(wú)線(xiàn)智能家電控制及傳感器網(wǎng)絡(luò )、一鍵撥通電話(huà)等重要功能。該機器人能為老人行走助力，提供休息條件，為老人搬運物品并跟隨老人，還可提供智能便捷的家電、電話(huà)控制。

　　以健康監護為主要功能的老人服務(wù)機器人，則是通過(guò)加速度傳感器、磁傳感器、壓力傳感器感知意外情況。如老人突然摔倒，機器人會(huì )把捕捉到的信息發(fā)送給其家人，起到及時(shí)監護作用。此外，機器人還能根據老人的健康狀況制定飲食和健身計劃，提醒老人按時(shí)服藥，陪老人聊天等等。

　　在家庭娛樂(lè )方面，下棋機器人是不錯的選擇。它基于頭部搭載的投影儀投射數字棋盤(pán)，通過(guò)桌面上紅外激光器和頭部的紅外攝像頭識別人手和機器手的空間位置，通過(guò)計算，由計算機驅動(dòng)右側機器手運動(dòng)到棋盤(pán)中指定的位置，實(shí)現人機下棋互動(dòng)游戲。

　　由合肥物質(zhì)科學(xué)研究院聯(lián)合深圳先進(jìn)院等單位研制的另一款老人服務(wù)機器人，集成了當今機器人最前沿的技術(shù)，以智力、動(dòng)力、結構、運動(dòng)和感知組成要素為基礎，對服務(wù)機器人各組成單元及其間的信息處理、接口耦合、人機交互進(jìn)行深入研究，使得整個(gè)機器人系統有機集成，突破了環(huán)境識別、自主行走等多項關(guān)鍵技術(shù);可為老人提供多功能服務(wù)，與之進(jìn)行情感交流、心理疏導、娛樂(lè )聊天，并具備簡(jiǎn)單的自我學(xué)習功能等;并具備服務(wù)能力強、低成本、高可靠性的特點(diǎn)，為未來(lái)進(jìn)入家庭奠定技術(shù)基礎，推動(dòng)服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)化的實(shí)現。

　　由中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所智能服務(wù)機器人實(shí)驗室研制的榮科智能服務(wù)機器人，主要從事智能服務(wù)機器人相關(guān)技術(shù)，研究重點(diǎn)為語(yǔ)音識別技術(shù)、機器人視覺(jué)、機器人關(guān)節運動(dòng)及控制模塊、網(wǎng)絡(luò )機器人、以及機器人在公共服務(wù)、家庭服務(wù)、公共娛樂(lè )等領(lǐng)域的應用。機器人主要應用服務(wù)于社會(huì )，深受各個(gè)年齡層人們喜愛(ài)，2008年，福娃機器人組成功應用于北京奧運會(huì );2010年，"天機一號"作為國內第一臺氣象機器人在上海世博會(huì )大放光彩;至今，市場(chǎng)領(lǐng)域遍布國內各大省、市、地方級科普展館，包括中國科技館、北京海淀公共安全館、重慶科技館、吉林省科技館、四川省科技館、新疆省科技館等。

　　近年來(lái)，榮科智能服務(wù)機器人逐漸進(jìn)入高檔商場(chǎng)、星級賓館與酒店、主題公園、娛樂(lè )場(chǎng)所、大型活動(dòng)等商業(yè)領(lǐng)域，隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展，智能服務(wù)機器人進(jìn)入家庭服務(wù)于人類(lèi)不是夢(mèng)想，未來(lái)10~20年內，智能服務(wù)機器人將會(huì )成為高品質(zhì)生活的必需品，改變人們的生活方式。

　　二、醫療機器人幫助實(shí)現醫療新革命

　　在醫用機器人方面，先進(jìn)院研發(fā)出了國內第一套具有自主知識產(chǎn)權的骨科手術(shù)輔助系統。它集高精度光磁混合定位、智能導航、高精度執行機構為一，通過(guò)定位和影像導航控制機器人或執行機構完成高準確性的骨科手術(shù)植釘。目前，已完成四路光學(xué)定位系統和磁定位硬件系統搭建及定位算法的研究、設計和仿真，并已實(shí)現手術(shù)器械的實(shí)時(shí)跟蹤定位;導航系統完成了術(shù)中術(shù)前圖像自動(dòng)融合，圖像配準、分割、重建，術(shù)中三維圖像導航算法、手術(shù)器械的自動(dòng)注冊以及術(shù)中實(shí)時(shí)導航;執行機構完成了機器人手臂的結構方案設計、動(dòng)力學(xué)和運動(dòng)學(xué)仿真、骨釘植入器的設計加工、力反饋控制系統的設計調試，以及控制GUI的實(shí)現。整個(gè)系統完成了對模擬對象的手術(shù)定位導航下的脊柱手術(shù)植釘過(guò)程。

　　在圖像引導微創(chuàng )治療領(lǐng)域，基于術(shù)前磁共振和術(shù)中超聲引導的機械臂輔助的精準微創(chuàng )手術(shù)平臺已在組織器官可視化及增強現實(shí)、基于無(wú)標志物的多模圖像配準、基于術(shù)前磁共振和術(shù)中超聲圖像的三維手術(shù)導航、力反饋B超探頭夾持臂等多個(gè)核心技術(shù)上取得關(guān)鍵性突破。并與深圳北大醫院、上海仁濟醫院等開(kāi)展臨床合作，開(kāi)發(fā)針對腎結石的多模圖像引導經(jīng)皮腎穿碎石手術(shù)系統。

　　運動(dòng)功能康復機器方面，根據國家統計局2006年的統計數據顯示, 我國的殘疾人總數為8296萬(wàn)，其中肢體殘疾人口最多，高達2412萬(wàn)人，占總殘疾人口的29.07%。由于意外事故、先天缺陷、疾病、自然災害等原因導致的截肢患者是肢體殘疾的一個(gè)重要原因，腦中風(fēng)導致的部分或全部喪失肢體運動(dòng)功能也是構成肢體殘疾的另外一個(gè)重要原因。另外，其它神經(jīng)系統疾病如脊髓損傷、腦癱、多發(fā)性硬化的患者也有相同的對于運動(dòng)功能康復的需求。是針對上述人群研制的肢體運動(dòng)功能康復機器人。

　　由深圳先進(jìn)院開(kāi)發(fā)的脊柱手術(shù)機器人提出了開(kāi)發(fā)具有安全性高、操作穩定、精度高、重復性好、可臨床應用的骨釘植入手術(shù)輔助機器人系統。該系統借助醫學(xué)影像信息，在導航系統的引導下，代替手工進(jìn)行術(shù)中的鉆孔和擴孔，以及輔助骨釘植入操作。 避免由于人手顫抖或疲勞造成的手術(shù)失誤，減輕醫生的壓力，增加植入的穩定性和精度，提高手術(shù)精度和療效。本項目針對脊柱手術(shù)的特點(diǎn)和操作規程進(jìn)行分析，結合醫生的手術(shù)習慣，提出的手術(shù)輔助機器人包括5自由度機械臂和末端操作器兩部分。 機械臂采用被動(dòng)式操作方式(人機合作方式)，手術(shù)中，主刀醫生通過(guò)拖曳機械臂末端手柄實(shí)現機器人的運動(dòng)控制，并在導航系統的幫助下確定機器人最佳的手術(shù)位置和姿態(tài)。

　　三、與知名企業(yè)攜手開(kāi)創(chuàng )機器人應用新時(shí)代

　　騰訊專(zhuān)區：

　　在實(shí)現機器人走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)的道路上，先進(jìn)院另一大手筆是和騰訊聯(lián)合開(kāi)發(fā)出的小Q機器人。它依托于騰訊公司的通訊軟件和語(yǔ)音播放軟件，集視覺(jué)、語(yǔ)音、運動(dòng)于一體。當用戶(hù)接收到QQ信息、好友表情和郵件時(shí)，機器人會(huì )做出不同的反應來(lái)提醒用戶(hù)。該機器人還可跟隨音樂(lè )節拍跳舞，播報天氣、新聞等。小Q機器人個(gè)性十足、操作簡(jiǎn)易，適用于所有網(wǎng)絡(luò )終端用戶(hù)。在胡錦濤總書(shū)記視察騰訊期間，騰訊CEO馬化騰把小Q機器人作為該公司2010年度三大創(chuàng )新業(yè)務(wù)之一向總書(shū)記做的匯報，受到好評。

　　聯(lián)通專(zhuān)區：

　　先進(jìn)院瞄準戰略性新興產(chǎn)業(yè)，開(kāi)發(fā)智能機器人，并成功孵化機器人公司6家。在本屆高交會(huì )上，先進(jìn)院專(zhuān)門(mén)為機器人研發(fā)制造和銷(xiāo)售而孵化的企業(yè)之一中科智酷機器人有限公司將攜帶"小管家"機器人亮相高交會(huì )。這個(gè)機器人，也就是9月4日總書(shū)記視察先進(jìn)院時(shí)，將總書(shū)記逗笑的小家伙。

　　它集成了先進(jìn)院多項領(lǐng)先技術(shù)，將視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、環(huán)境感知、危險規避、自主運動(dòng)、遙控運動(dòng)、自主充電等多種功能集于一身，可實(shí)現家庭安防、環(huán)境監控、生活助理、即時(shí)通信、老人/兒童/寵物的看護/陪伴、體驗式娛樂(lè )和交互式教育，同時(shí)具有3G、Wi-Fi、Zigbee等多層次通信和組網(wǎng)功能，并接入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)或物聯(lián)網(wǎng)，用戶(hù)可通過(guò)手機或遠程PC與機器人實(shí)時(shí)互動(dòng)，查看機器人傳輸的視頻、語(yǔ)音、傳感器數據，指揮機器人的行動(dòng)。

　　四、機器人協(xié)會(huì )發(fā)揮力量 參展企業(yè)各顯其能

　　中國科學(xué)院依托深圳先進(jìn)院成立了深圳市機器人產(chǎn)學(xué)研戰略聯(lián)盟和國內首個(gè)機器人產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì )，有效催生和壯大機器人新工業(yè)。至今協(xié)會(huì )已經(jīng)發(fā)展近70多家企業(yè)。以協(xié)會(huì )為渠道，與產(chǎn)業(yè)界緊密結合，通過(guò)核心技術(shù)的合作，幫助企業(yè)實(shí)現跨越式發(fā)展，對產(chǎn)業(yè)的引領(lǐng)和拉動(dòng)日益明顯。其中，深圳銀星公司的掃地機器人產(chǎn)品銷(xiāo)售量突破50萬(wàn)臺，位居世界第二位;鷗鵬公司占據國內教育機器人2/3的市場(chǎng)份額。

　　第十二屆高交會(huì )，將有包括臺灣企業(yè)在內的17家優(yōu)秀企業(yè)一同參展。其中深圳市鷗鵬科技有限公司、深圳市銀星智能電器有限公司、眾為興等行業(yè)內知名企業(yè)。參展項目包括"面向企劃人的模塊化教育機器人產(chǎn)品"、"機械手手表自動(dòng)裝配生產(chǎn)線(xiàn)"、"自動(dòng)涂油機器人"、"中央空調管道清洗機器人""中國象棋人機大戰"等。

　　其中，深圳市鷗鵬科技有限公司在今年9月份還聯(lián)合深圳市機器人協(xié)會(huì )合作開(kāi)展了機器人育才計劃，把機器人教育引入中小學(xué)課程中，建立適用于小學(xué)、初中、高中的機器人教育課程，并制定教育機器人的相關(guān)標準等。該公司專(zhuān)注于智能機器人產(chǎn)品和光機電一體化創(chuàng )新型平臺的研制、創(chuàng )新型教材的編寫(xiě)、創(chuàng )新型師資的培訓等綜合服務(wù)，是深圳市雙軟企業(yè)和高新技術(shù)企業(yè)。業(yè)務(wù)范圍包括：教育機器人、足球競賽機器人、智能移動(dòng)機器人、智能伺服電動(dòng)機等，廣泛應用于競技、服務(wù)、娛樂(lè )、學(xué)習、研究領(lǐng)域，客戶(hù)遍及國際知名企業(yè)、高等院校和科研院所等。

　　五、機器人將廣泛應用于各個(gè)領(lǐng)域

　　由中國科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所研制的自主型旋翼飛行機器人可實(shí)現包括自主起飛、自主飛行、自主懸停、自主降落在內的全自主飛行，完成任務(wù)過(guò)程無(wú)需人為參與。系統可選配可見(jiàn)光、紅外監測等多種先進(jìn)任務(wù)載荷，在軍用和民用領(lǐng)域將發(fā)揮重要作用。該機型已完成火情災情調查、地震救援、高壓線(xiàn)路巡檢、目標跟蹤、海面溢油監測等飛行應用，具有廣闊的未來(lái)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景。

　　由中科院深圳先進(jìn)院和上海微系統所共同研制的水質(zhì)監測機器海豚系統也將參展高交會(huì )。針對水質(zhì)在線(xiàn)、安全、全方位監測這一需求，受生物海豚機動(dòng)靈活高效運動(dòng)特性的啟發(fā)，研發(fā)了基于機器海豚的水質(zhì)動(dòng)態(tài)監測系統.水質(zhì)監測系統由原位式節點(diǎn)、機器海豚動(dòng)態(tài)節點(diǎn)和上位機組成，通過(guò)原位檢測與移動(dòng)檢測的協(xié)調配合，完成被測水域的水質(zhì)參數(PH值、電導率、溶解氧、深度和葉綠素等)信息獲取。原位式節點(diǎn)支持太陽(yáng)能供電、多跳傳輸、自治組網(wǎng)。機器海豚動(dòng)態(tài)節點(diǎn)模仿生物海豚的外形和腹背式波動(dòng)運動(dòng)，采用硅膠皮整體密封方式，具有機動(dòng)靈活、噪音低等優(yōu)點(diǎn)。作為一種安全、快捷的水質(zhì)監測模式，水質(zhì)監測機器海豚系統必將在港口、近海、湖泊、河流的生態(tài)環(huán)境保護中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

　　這些種類(lèi)多樣、應用廣泛的機器人在這次高交會(huì )上都將得到充分展示，期待您的關(guān)注。