中国机器人的研究是从二十世纪七十年代开始的,至今已有40多年。到目前为止大体分为三个时期:摇篮期,规划发展期及拓广发展期。
1.摇篮期(20世纪70年代—年)
20世纪70年代初期至年,此段时间“文化大革命”仍在进行中,一些中国知识份子从图书馆外文杂志中零星了解到机器人技术的出现,自发地去探讨机器人的性能、特点、结构和应用场合,出现研究期望的萌动,例如南京工学院(现东南大学)的查礼冠教授就是一例。年在邓小平同志主持局面的短暂时间,由于企业技术改造的需要,在上海地区也出现了以数控技术为基础的研发工作,例如上海针织九厂的插销板控制机器人,上海同和电机厂的压铸用机器人。这些机器人基本上是步进电机驱动,其位置、时间和顺序信息由插销插孔预设坐标实现点位顺序控制。这一时期的特点是对国外机器人技术无从系统地了解,信息闭塞,学术交流停滞,研发工作是在压抑、无序的环境下,零星自发地进行。
年文革结束,蕴藏在知识分子、技术人员中的科技振兴热忱相继迸发,许多学校和企业科技人员自发地投入研发工作,外国的信息资料也经过出版、信息部门陆续出现,以学校为代表的知识分子投入基础研究工作,以工厂为代表的技术人员投入了以步进电机、液压、气动为动力源的“机械手”研制工作,出现了一个研发的小高潮。由机械部牵头以机械部北京自动化研究所为主体成立了“机械手及机器人行业协作组”,年在江苏嘉兴召开了全国性机械手技术交流大会,会议由北京机械工业自动化研究所曹祥康主持,这是我国史上第一个以机器人为主题的大型会议,出席会议的人数多达多人。除西藏以外,全国各省市均有代表出席会议,这个会议,表达了中国机械工业界发展机器人技术的热切期望。
随之我国出现了几个发展势头:
1.1中外学术交流活动迅猛开展
从嘉兴会议以后,有关机器人技术的学术交流会几乎年年不断,一些相关的专业会议也引入了“机器人”的元素。这些国内学术会议有:
年有中国机械工程学会召开的长春会议,机器人技术作为一个新的专题引入会议;
年、年由机械手及机器人行业协作组召开的苏州会议和南京会议;
年由机构学界召开的成都会议;
年由国家科委组织的新技术展示会等;
在此期间,在有关机构和学校的邀请下,不少外国专家进入我国开展讲学和学术交流活动,例如:
年应中日友好协会邀请日本早稻田大学机器人专家加藤一朗教授在北京讲学和学术访问;
年美国斯坦福大学罗斯教授应上海交通大学邀请进行学术交流和访问;
年日本东京大学小川洁教授应哈尔滨工业大学邀请开展讲学和学术交流;
年日本山梨大学牧野洋教授应华南理工大学邀请开展讲学和学术交流,共同著书出版;
年美国机器人代表团一行30多人在沈阳中国科学院沈阳自动化所开展学术交流和访问活动;
此外,日本的达三郎,花房秀朗,安滕司文等教授等教授陆陆续续来华访问交流,在此同时,我国许多单位也开始走出去到国外有关部门企业进行考察和访问。访问的国家主要是日本,欧洲和美国。由于签证上的原因,在当时主要是日本,例如:江苏,广东,四川,上海,北京,沈阳,大连等省市均有机器人访问团在国外进行访问考察。许多高校和研究机构也派出访问学者到国外开展研究活动,或是参加有关机器人的各种专业学术会议。
1.2若干省市立项支持机器人的研发或应用工程的开发
例如:江苏省支持的江苏省机械研究所喷涂机器人的开发;南京市支持的南京机械研究所搬运机器人的开发。
GF部门支持的华东工学院填弹机器人的开发;
哈尔滨工业大学在地方支持下的焊接机器人的开发;
四川省支持的汽车顶喷机器人的开发;
广东省以应用牵动研发的电风扇喷涂用机器人应用示范工程开发等。
在开展机器人研发的同时,一些国外机器人也作为样机引入,由于当时掌握的国外机器人资料有限,另外也因为巴黎统筹会对我国机器人进口的的限制,第一批在各地引入的机器人主要是教学机器人(例如Hero-I)以及日本大日机工株式会社的PT型机器人(引进地为大连组合机床研究所、上海交通大学、华南理工大学等),此后还有日本TOKICO、挪威的Traffa喷涂机器人以及美国Puma机器人。
1.3成立了相应的学术机构
年12月在广州成立了中国机械工程学会工业机器人专业委员会,主任委员是曹祥康,常务机构设在机械部北京机械自动化研究所内;
年9月在沈阳成立了中国自动化学会机器人专业委员会,主任委员是蒋新松,常务机构设在中国科学院沈阳自动化研究所内。
这两个专业委员会每1~2年举办一次全国性学术交流活动,协助国家主管部门开展有关机器人发展规划的工作,前一委员会在国家计委和机械部的领导下,协助制定“七.五”、“八.五”机器人攻关项目的发展规划,制定机器人的有关标准,后一个委员会在中国科委的领导下,协助制定科技发展规划。
1.4组建机器人工程中心,各高校、研究单位成立各种机器人技术研究机构
年中科院沈阳自动化所在国家科委支持下,在北京友谊宾馆开展机器人工程中心筹建论证工作,经两年建设年机器人工程中心建成,开展以智能机器人及水下机器人为主体的研发工作,为今后计划的启动和实施做出贡献性的前导工作。
从二十世纪七十年代后期至年前,全国有若干单位成立机器人技术研究机构,开展研发工作。附表略
这一时期的发展特点表现为:
(1)机器人的研究基本上自发启动,表现为名称的混乱,“操作手”、“机械手”、“机器人”、“机械人”等各种称呼同时出现;研究开发的切入点各自生成,有的从基础理论切入,有的从产品研发切入,有的从应用工程切入;样机的开发各依所进口的样机依葫芦画瓢,并参考进口样机进口各自使用的元器件;基础理论如运动学的研究各依信息进入渠道而呈现多种多样;如矩阵法,旋量法,四元素法,对偶数法等等;控制手段表现简单,主要为开环,点位控制,手把手示教、编程示教等等;
(2)研究单位以高校及科研机构为主,主要为各部属高校,机械部及航空部直属研究所,中国科学院院属研究所,工厂企业由于信息源欠缺及市场没有形成的因素,尚未成为主导力量。
(3)主要研发单位集中在我国东部的由北到南地带。
(4)从二十世纪80年代开始,由于一些中央和地方主管部门的介入和资金的支持,机器人的研究、开发和应用也取得一些进展,表现为:
机械工业部北京机床研究所建立一条由FANNUC产品为主体的数控机床工业机器人和自动运输车组成的示范加工线;
由中科院沈阳自动化研究所研制的我国第一台水下机器人HR-01试航成功,这台机器人中2.5吨,潜水深度米;
哈尔滨工业大学初步研制成功“天龙”5自由度弧焊机器人;
中科院长春光机所研制的编码器取得试验性成功;
中科院沈阳自动化所初步研制成功可用于机器人的语音识别系统;能够识别外特定人的汉语语音,初步识别率为95%;
华南理工大学应用TOKICO喷涂机器人建成用于钻石牌风扇的自动喷涂生产线,全线长38米。
(未完待续)