機器人產品化的關鍵是控制算法和產品工藝

        在“2015硬件自由日”上，北京工業大學電子信息與控制工程學院的左國玉老師講演了“智能機器人技術在創新人才培養中的應用”，并接受了《電子產品世界》的獨家專訪，談了他的看法。

                 與國外的差距在工藝和控制方法
        機器人是一種自動化工具，最終作用是能代替人干活、服務于人類。要使機器人運行的流暢可靠，能夠真正完成一些特定功能，控制技術是核心。我們知道，西門子、施耐德等國際領先企業的工控產品，他們在世界上占據了極大的市場份額，主要是產品的控制方法和工藝水平先進。機器人產業同樣如此。在國外，大數據技術的應用對機器人特別是無人車、無人機控制技術的提高具有極大的促進作用。相比較而言，硬件電路設計和軟件編程等信息技術對于智能機器人系統的開發影響已經不太大。近二十年高等工程教育的發展，使我國這方面的技術人才儲備已經相當雄厚。

        在材料和加工工藝方面，國際領先公司也有優勢。相對落后的材料和工藝技術，對我國機器人產業化的構成了較大的障礙。國內一些企業做出來的產品，總體感覺是不夠精致，無論是機械結構、驅動還是外形設計等方面都有些差距。

        那么，是否本土企業有了足夠的資金，機器人技術的發展就能很快達到國際先進水平？也未必。因為當前我國機器人的技術儲備和研究基礎還比較薄弱，整體研發實力還不能在短時間內取得質的提高，其中包括產品設計、關鍵部件、智能控制技術，甚至用戶體驗設計等方面均存有較大差距，需要時間來彌合。

                        服務機器人是我國機器人技術和產業的突破口
        機器人是典型的自動化裝置，因此機器人技術較早地用于工業生產過程，歐美和日本等國取得了規模化的應用效應。相比，我國工業機器人技術仍然相對落后，盡管近些年來以新松為代表的國內機器人公司在產業化方面做出了很大的貢獻，我國短時間內趕超國外工業機器人技術還不太現實。但是在家用服務機器人、專業服務機器人等智能機器人技術的開發和應用方面，我們在短期內還能迎頭趕上。

        例如，當前國內做地面清潔機器人的企業很多，盡管有一定的科技含量，但掃地機器人技術上相對容易入門，硬件技術方面的提高不是太大，而且商業化應用已比較成熟了。但是如果對機器人路徑規劃方面加以改進，那么掃地機器人的性能還會有較大提高。現在，左老師的課題組正在研究一種新型工作原理的可移動式空氣凈化機器人，這種機器人的凈化原理與當前市場上吸附原理的凈化器有本質的區別，產品落地時有望獲得較好的市場預期。

                       機器人技術與創新人才培養
        機器人是一門多學科交叉的技術，涉及到機械設計、計算機、傳感器、自動控制、人機交互、仿生學等多個學科。機器人是非常適合進行工程教育、培養復合型創新人才的最有平臺。目前北京工業大學主要有兩個學院在進行機器人的教學和科研工作，機電學院主要側重機器人的機械設計和分析，電控學院更多的是偏重機器人的智能控制和信息處理。因此，北工大在機器人技術的人才和培養方面具有一定的優勢和特色。

        一個學生研究和設計機器人，他需要掌握多方面的知識和能力，如電路設計、軟件編程、控制算法，以及一定的機械設計能力。左老師認為，學習的主體無論是研究生還是本科生，學習的對象無論是智能車還是無人機等機器人，掌握一定的硬件電路和控制知識，就可以從事機器人技術的學習和研究工作。

        智能車是大學生學習機器人技術很好的入門平臺，因為智能車平臺硬件比較固定化，一些基本的機器人設計技術可以先用智能車來驗證。隨后可以將一些智能車技術應用到機器人的創新設計過程當中。反之，如果機器人專業能力掌握得好，就可以把硬件電路、軟件算法和控制知識用于智能車控制技術的改進中。

        但是，學生設計的機器人作品與實際產品還是有很大的差距。除了研究生以外，左老師實驗室中還有很多本科生，這些學生從大一開始接觸機器人直到大三、大四，他們都能做出自己的機器人。左老師說，從現在學生所受的教育來看，機器人入門門檻并不是特別高，淘寶網上就可以買到很多部件，不過正像IDG高級顧問Allen Furst在“硬件自由日”的講演中所說，“那也僅僅是你攢出來的，但是利用你真正掌握的技術能不能夠做得更好？這可能就比較難了。”所以在培養學生過程當中，左老師讓學生從基礎的電路原理圖設計開始，到高層的控制算法實現都需要親自設計和實現，未能真正掌握機器人技術和創新能力打下堅實的基礎。

        近些年，左老師的課題組開發了不少類型的機器人，如無人飛行器、仿生機器人、自平衡機器人等，參加了眾多的大型科技展，有一些眾籌公司、機器人公司和科技園主動找上門來，看能不能孵化、商用投產。左老師希望他們的技術不要趴在實驗室里，應該走出去。他認為，大學院所的研究成果與企業的工程技術和運作效率結合起來，才有可能加快技術成果的轉化和投產。

　　關于硬件自由日：

　　硬件自由日是DFF(數字自由基金會)發起的一個全球性自由開源慶祝活動。

　　硬件自由日推舉的開源硬件口號，意指允許人們對硬件實體進行自由地設計、修改、完善、再利用并全面開放、公開分享。這些硬件實體包括設計圖、藍圖、模板、軟件代碼和設備本身。旨在推廣開放硬件的概念，希望讓更多人可以了解、參與身邊的開發社交。