第十二屆高交會“機(jī)器人專展”背景與簡介

　　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(簡稱高交會)上，曾由中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院主辦的"機(jī)器人專展"三年來一直都保持著最多觀眾參觀的記錄?！稒C(jī)器人閃耀星光大道》、《會點(diǎn)菜的美女機(jī)器人》、《機(jī)器人成高交會新焦》等近百篇新聞報道出現(xiàn)在深圳市各大媒體的版面上，同時也吸引了中央電視臺、鳳凰衛(wèi)視等媒體的目光。

　　2010年11月16日即將開幕的第十二屆高交會上，中國科學(xué)院將再次拿出最新研制的機(jī)器人新品閃亮高交會中科院專館5號館。這些機(jī)器人主要是由中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院、自動化研究所、上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、合肥物質(zhì)科學(xué)研究院、沈陽自動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"機(jī)器人專區(qū)"共有73個項目參展，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(jī)器人專區(qū);有致力解決中國人口老齡化的"老人服務(wù)機(jī)器人""管家機(jī)器人"專區(qū);有可輔助醫(yī)生的"醫(yī)用機(jī)器人"，及為殘疾人解憂的"運(yùn)動功能康復(fù)機(jī)器人"等;還有許多與企業(yè)合作的工業(yè)機(jī)器人。參展數(shù)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月在深圳啟動的"機(jī)器人"重大專項項目。該項目群2010年的立項經(jīng)費(fèi)達(dá)3000萬元，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(jī)器人"方向的研究是中國科學(xué)院的重要戰(zhàn)略部署，是發(fā)展戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的重要環(huán)節(jié)。這一項目群建立能真正體現(xiàn)中國科學(xué)院科研實(shí)力和水平的機(jī)器人領(lǐng)域的"研究平臺"， 使更多的研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)獲益，帶動國內(nèi)的機(jī)器人研究水平上一個新的臺階。

　　加大對機(jī)器人科學(xué)的基礎(chǔ)研究，加強(qiáng)對機(jī)器人核心技術(shù)的攻關(guān)，培育機(jī)器人產(chǎn)業(yè)市場，不僅能夠帶動機(jī)器人技術(shù)本身的發(fā)展，同時也必將引領(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(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)有極大的推動作用。

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

　　一、迎接"千家萬戶的機(jī)器人"時代的服務(wù)機(jī)器人閃亮高交會

　　我國是人口大國，隨著人民健康水平的日益提高和計劃生育政策的長期實(shí)施，我國正快速步入老齡化社會。當(dāng)人類逐漸步入老齡化社會，人們夢想是否有一種機(jī)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(jiān)測，發(fā)生異常時，及時報警。為監(jiān)測生理狀況，就必須研發(fā)無創(chuàng)的生物傳感器，為照顧生活，就必須識別老人的意圖;為監(jiān)測異常，就必須具有行為識別能力;為及時報警，就需要實(shí)時網(wǎng)絡(luò)通信。而這些機(jī)器人，在本屆機(jī)器人專展中，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)研究院副院長徐揚(yáng)生教授為首的海歸科學(xué)家研究團(tuán)隊以家庭服務(wù)機(jī)器人、應(yīng)急救災(zāi)機(jī)器人和智能系統(tǒng)、醫(yī)療康復(fù)機(jī)器人和多媒體智能系統(tǒng)為主要研究方向，四年來，研制出了餐飲服務(wù)機(jī)器人，救災(zāi)機(jī)器人，寵物機(jī)器人，清潔機(jī)器人等20多個可產(chǎn)業(yè)化的樣機(jī)。中科院的其他所如自動化所、上海微系統(tǒng)所等都將拿出最新研制的相關(guān)機(jī)器人。 

　　在家庭服務(wù)機(jī)器人方向，以先進(jìn)院為主的研究團(tuán)隊，在多個關(guān)鍵核心技術(shù)上取得突破，成功開發(fā)出了管家機(jī)器人、老人助行機(jī)器人、監(jiān)控機(jī)器人等多個國內(nèi)外領(lǐng)先的高智能機(jī)器人。管家機(jī)器人具備自主導(dǎo)航和路徑規(guī)劃、基于視頻網(wǎng)絡(luò)的物體辨別和抓取、基于移動終端及多網(wǎng)融合的實(shí)時交互等核心技術(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(yùn)飲料、水杯等物品，具有獨(dú)自完成家庭事務(wù)的能力;

　　家庭監(jiān)控機(jī)器人將自主開發(fā)、性能成熟的多傳感器融合的人體識別、人臉識別應(yīng)用在設(shè)計獨(dú)特的球形機(jī)械上。該機(jī)器人能夠在室內(nèi)迅速移動并對陌生人進(jìn)行探測，同時將掃描到的圖像通過無線網(wǎng)絡(luò)即時發(fā)送給主人，具有突出的機(jī)動性能和監(jiān)控性能。

　　老人助行機(jī)器人集成了創(chuàng)新的主被動兩用機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計、基于載波自然光條件下的紅外跟蹤技術(shù)、多節(jié)點(diǎn)無線智能家電控制及傳感器網(wǎng)絡(luò)、一鍵撥通電話等重要功能。該機(jī)器人能為老人行走助力，提供休息條件，為老人搬運(yùn)物品并跟隨老人，還可提供智能便捷的家電、電話控制。

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

　　在家庭娛樂方面，下棋機(jī)器人是不錯的選擇。它基于頭部搭載的投影儀投射數(shù)字棋盤，通過桌面上紅外激光器和頭部的紅外攝像頭識別人手和機(jī)器手的空間位置，通過計算，由計算機(jī)驅(qū)動右側(cè)機(jī)器手運(yùn)動到棋盤中指定的位置，實(shí)現(xiàn)人機(jī)下棋互動游戲。

　　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(jī)器人，集成了當(dāng)今機(jī)器人最前沿的技術(shù)，以智力、動力、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動和感知組成要素為基礎(chǔ)，對服務(wù)機(jī)器人各組成單元及其間的信息處理、接口耦合、人機(jī)交互進(jìn)行深入研究，使得整個機(jī)器人系統(tǒng)有機(jī)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(dǎo)、娛樂聊天，并具備簡單的自我學(xué)習(xí)功能等;并具備服務(wù)能力強(qiáng)、低成本、高可靠性的特點(diǎn)，為未來進(jìn)入家庭奠定技術(shù)基礎(chǔ)，推動服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的實(shí)現(xiàn)。

　　由中國科學(xué)院自動化研究所智能服務(wù)機(jī)器人實(shí)驗室研制的榮科智能服務(wù)機(jī)器人，主要從事智能服務(wù)機(jī)器人相關(guān)技術(shù)，研究重點(diǎn)為語音識別技術(shù)、機(jī)器人視覺、機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動及控制模塊、網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人、以及機(jī)器人在公共服務(wù)、家庭服務(wù)、公共娛樂等領(lǐng)域的應(yīng)用。機(jī)器人主要應(yīng)用服務(wù)于社會，深受各個年齡層人們喜愛，2008年，福娃機(jī)器人組成功應(yīng)用于北京奧運(yùn)會;2010年，"天機(jī)一號"作為國內(nèi)第一臺氣象機(jī)器人在上海世博會大放光彩;至今，市場領(lǐng)域遍布國內(nèi)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，榮科智能服務(wù)機(jī)器人逐漸進(jìn)入高檔商場、星級賓館與酒店、主題公園、娛樂場所、大型活動等商業(yè)領(lǐng)域，隨著時代的發(fā)展，智能服務(wù)機(jī)器人進(jìn)入家庭服務(wù)于人類不是夢想，未來10~20年內(nèi)，智能服務(wù)機(jī)器人將會成為高品質(zhì)生活的必需品，改變?nèi)藗兊纳罘绞健?/p>

　　二、醫(yī)療機(jī)器人幫助實(shí)現(xiàn)醫(yī)療新革命

　　在醫(yī)用機(jī)器人方面，先進(jìn)院研發(fā)出了國內(nèi)第一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的骨科手術(shù)輔助系統(tǒng)。它集高精度光磁混合定位、智能導(dǎo)航、高精度執(zhí)行機(jī)構(gòu)為一，通過定位和影像導(dǎo)航控制機(jī)器人或執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成高準(zhǔn)確性的骨科手術(shù)植釘。目前，已完成四路光學(xué)定位系統(tǒng)和磁定位硬件系統(tǒng)搭建及定位算法的研究、設(shè)計和仿真，并已實(shí)現(xiàn)手術(shù)器械的實(shí)時跟蹤定位;導(dǎo)航系統(tǒng)完成了術(shù)中術(shù)前圖像自動融合，圖像配準(zhǔn)、分割、重建，術(shù)中三維圖像導(dǎo)航算法、手術(shù)器械的自動注冊以及術(shù)中實(shí)時導(dǎo)航;執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成了機(jī)器人手臂的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計、動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)仿真、骨釘植入器的設(shè)計加工、力反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計調(diào)試，以及控制GUI的實(shí)現(xiàn)。整個系統(tǒng)完成了對模擬對象的手術(shù)定位導(dǎo)航下的脊柱手術(shù)植釘過程。

　　在圖像引導(dǎo)微創(chuàng)治療領(lǐng)域，基于術(shù)前磁共振和術(shù)中超聲引導(dǎo)的機(jī)械臂輔助的精準(zhǔn)微創(chuàng)手術(shù)平臺已在組織器官可視化及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、基于無標(biāo)志物的多模圖像配準(zhǔn)、基于術(shù)前磁共振和術(shù)中超聲圖像的三維手術(shù)導(dǎo)航、力反饋B超探頭夾持臂等多個核心技術(shù)上取得關(guān)鍵性突破。并與深圳北大醫(yī)院、上海仁濟(jì)醫(yī)院等開展臨床合作，開發(fā)針對腎結(jié)石的多模圖像引導(dǎo)經(jīng)皮腎穿碎石手術(shù)系統(tǒng)。

　　運(yùn)動功能康復(fù)機(jī)器方面，根據(jù)國家統(tǒng)計局2006年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示, 我國的殘疾人總數(shù)為8296萬，其中肢體殘疾人口最多，高達(dá)2412萬人，占總殘疾人口的29.07%。由于意外事故、先天缺陷、疾病、自然災(zāi)害等原因?qū)е碌慕刂颊呤侵w殘疾的一個重要原因，腦中風(fēng)導(dǎo)致的部分或全部喪失肢體運(yùn)動功能也是構(gòu)成肢體殘疾的另外一個重要原因。另外，其它神經(jīng)系統(tǒng)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(yùn)動功能康復(fù)的需求。是針對上述人群研制的肢體運(yùn)動功能康復(fù)機(jī)器人。

　　由深圳先進(jìn)院開發(fā)的脊柱手術(shù)機(jī)器人提出了開發(fā)具有安全性高、操作穩(wěn)定、精度高、重復(fù)性好、可臨床應(yīng)用的骨釘植入手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng)。該系統(tǒng)借助醫(yī)學(xué)影像信息，在導(dǎo)航系統(tǒng)的引導(dǎo)下，代替手工進(jìn)行術(shù)中的鉆孔和擴(kuò)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(yī)生的壓力，增加植入的穩(wěn)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(guī)程進(jìn)行分析，結(jié)合醫(yī)生的手術(shù)習(xí)慣，提出的手術(shù)輔助機(jī)器人包括5自由度機(jī)械臂和末端操作器兩部分。 機(jī)械臂采用被動式操作方式(人機(jī)合作方式)，手術(shù)中，主刀醫(yī)生通過拖曳機(jī)械臂末端手柄實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動控制，并在導(dǎo)航系統(tǒng)的幫助下確定機(jī)器人最佳的手術(shù)位置和姿態(tài)。

　　三、與知名企業(yè)攜手開創(chuàng)機(jī)器人應(yīng)用新時代

　　騰訊專區(qū)：

　　在實(shí)現(xiàn)機(jī)器人走進(jìn)千家萬戶的道路上，先進(jìn)院另一大手筆是和騰訊聯(lián)合開發(fā)出的小Q機(jī)器人。它依托于騰訊公司的通訊軟件和語音播放軟件，集視覺、語音、運(yùn)動于一體。當(dāng)用戶接收到QQ信息、好友表情和郵件時，機(jī)器人會做出不同的反應(yīng)來提醒用戶。該機(jī)器人還可跟隨音樂節(jié)拍跳舞，播報天氣、新聞等。小Q機(jī)器人個性十足、操作簡易，適用于所有網(wǎng)絡(luò)終端用戶。在胡錦濤總書記視察騰訊期間，騰訊CEO馬化騰把小Q機(jī)器人作為該公司2010年度三大創(chuàng)新業(yè)務(wù)之一向總書記做的匯報，受到好評。

　　聯(lián)通專區(qū)：

　　先進(jìn)院瞄準(zhǔn)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，開發(fā)智能機(jī)器人，并成功孵化機(jī)器人公司6家。在本屆高交會上，先進(jìn)院專門為機(jī)器人研發(fā)制造和銷售而孵化的企業(yè)之一中科智酷機(jī)器人有限公司將攜帶"小管家"機(jī)器人亮相高交會。這個機(jī)器人，也就是9月4日總書記視察先進(jìn)院時，將總書記逗笑的小家伙。

　　它集成了先進(jìn)院多項領(lǐng)先技術(shù)，將視覺、聽覺、觸覺、環(huán)境感知、危險規(guī)避、自主運(yùn)動、遙控運(yùn)動、自主充電等多種功能集于一身，可實(shí)現(xiàn)家庭安防、環(huán)境監(jiān)控、生活助理、即時通信、老人/兒童/寵物的看護(hù)/陪伴、體驗式娛樂和交互式教育，同時具有3G、Wi-Fi、Zigbee等多層次通信和組網(wǎng)功能，并接入移動互聯(lián)網(wǎng)或物聯(lián)網(wǎng)，用戶可通過手機(jī)或遠(yuǎn)程PC與機(jī)器人實(shí)時互動，查看機(jī)器人傳輸?shù)囊曨l、語音、傳感器數(shù)據(jù)，指揮機(jī)器人的行動。

　　四、機(jī)器人協(xié)會發(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(jī)器人產(chǎn)學(xué)研戰(zhàn)略聯(lián)盟和國內(nèi)首個機(jī)器人產(chǎn)業(yè)協(xié)會，有效催生和壯大機(jī)器人新工業(yè)。至今協(xié)會已經(jīng)發(fā)展近70多家企業(yè)。以協(xié)會為渠道，與產(chǎn)業(yè)界緊密結(jié)合，通過核心技術(shù)的合作，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，對產(chǎn)業(yè)的引領(lǐng)和拉動日益明顯。其中，深圳銀星公司的掃地機(jī)器人產(chǎn)品銷售量突破50萬臺，位居世界第二位;鷗鵬公司占據(jù)國內(nèi)教育機(jī)器人2/3的市場份額。

　　第十二屆高交會，將有包括臺灣企業(yè)在內(nèi)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(nèi)知名企業(yè)。參展項目包括"面向企劃人的模塊化教育機(jī)器人產(chǎn)品"、"機(jī)械手手表自動裝配生產(chǎn)線"、"自動涂油機(jī)器人"、"中央空調(diào)管道清洗機(jī)器人""中國象棋人機(jī)大戰(zhàn)"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(jī)器人協(xié)會合作開展了機(jī)器人育才計劃，把機(jī)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(jī)器人教育課程，并制定教育機(jī)器人的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等。該公司專注于智能機(jī)器人產(chǎn)品和光機(jī)電一體化創(chuàng)新型平臺的研制、創(chuàng)新型教材的編寫、創(chuàng)新型師資的培訓(xùn)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(jī)器人、足球競賽機(jī)器人、智能移動機(jī)器人、智能伺服電動機(jī)等，廣泛應(yīng)用于競技、服務(wù)、娛樂、學(xué)習(xí)、研究領(lǐng)域，客戶遍及國際知名企業(yè)、高等院校和科研院所等。

　　五、機(jī)器人將廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域

　　由中國科學(xué)院沈陽自動化研究所研制的自主型旋翼飛行機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)包括自主起飛、自主飛行、自主懸停、自主降落在內(nèi)的全自主飛行，完成任務(wù)過程無需人為參與。系統(tǒng)可選配可見光、紅外監(jiān)測等多種先進(jìn)任務(wù)載荷，在軍用和民用領(lǐng)域?qū)l(fā)揮重要作用。該機(jī)型已完成火情災(zāi)情調(diào)查、地震救援、高壓線路巡檢、目標(biāo)跟蹤、海面溢油監(jiān)測等飛行應(yīng)用，具有廣闊的未來產(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(tǒng)所共同研制的水質(zhì)監(jiān)測機(jī)器海豚系統(tǒng)也將參展高交會。針對水質(zhì)在線、安全、全方位監(jiān)測這一需求，受生物海豚機(jī)動靈活高效運(yùn)動特性的啟發(fā)，研發(fā)了基于機(jī)器海豚的水質(zhì)動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng).水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)由原位式節(jié)點(diǎn)、機(jī)器海豚動態(tài)節(jié)點(diǎn)和上位機(jī)組成，通過原位檢測與移動檢測的協(xié)調(diào)配合，完成被測水域的水質(zhì)參數(shù)(PH值、電導(dǎo)率、溶解氧、深度和葉綠素等)信息獲取。原位式節(jié)點(diǎn)支持太陽能供電、多跳傳輸、自治組網(wǎng)。機(jī)器海豚動態(tài)節(jié)點(diǎn)模仿生物海豚的外形和腹背式波動運(yùn)動，采用硅膠皮整體密封方式，具有機(jī)動靈活、噪音低等優(yōu)點(diǎn)。作為一種安全、快捷的水質(zhì)監(jiān)測模式，水質(zhì)監(jiān)測機(jī)器海豚系統(tǒng)必將在港口、近海、湖泊、河流的生態(tài)環(huán)境保護(hù)中發(fā)揮越來越重要的作用。

　　這些種類多樣、應(yīng)用廣泛的機(jī)器人在這次高交會上都將得到充分展示，期待您的關(guān)注。