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中国工程院院士蔡鹤皋:鹤鸣于九皋一飞冲天

2015年06月12日 08:58中国机床商务网点击:8779

  【中国机床商务网 机床人才】在今年央视春晚的舞台上,《机器人总动员》这个创新节目给全国人民留下了深刻印象。14个外形酷似变形金刚的机器人伴着优美的钢琴曲翩翩起舞,随着乐曲的节奏不时地变换舞姿,憨态可掬的模样非常惹人喜爱。而这些机器人,来自于哈尔滨工业大学。
  
  今天,我们对于“机器人”这个词语早已不再陌生,多年来人们对于机器人的梦想从来没有停止过,而哈工大机器人研究所正是这样一个孕育和实现梦想的地方。在这里有一位老人,他不仅实现着人们对于机器人的种种幻想,也实现着自己对于中国机器人产业化的梦想,他就是中国工程院院士、哈工大机器人研究所名誉所长蔡鹤皋。
  

  漫长的机器人制造之路
  
  蔡鹤皋院士,1958年毕业于哈工大机械系机床及自动化专业,1979年12月到1982年4月在美国加州大学做访问学者,回国后一直从事教学和科研工作。在中国,机器人研制之路是漫长崎岖的,那些泥泞与荆棘曾留下跋涉者浸满汗水与心血的脚印。蔡鹤皋就是用这样的脚印在荒野里追寻沃土。20多年来,他共研制成功8种型号20多台焊接机器人,并应用于汽车焊接生产线。1996年,研究所与中国一汽集团、中国科学院沈阳自动化研究所共同承担了国家“863”计划“工业机器人产业化”攻关项目,他被任命为总师组组长,先后研制成功2台100公斤点焊机器人、13台轻型机器人和一台120公斤点焊机器人,形成了小批量生产,并开始应用于生产。
  
  在智能机器人和空间机器人方面,蔡鹤皋取得了机器人仿真、机器人力控制、宏微控制、多传感器智能手爪、力控制机器人末端操作系统、纳米级微驱动技术、柔性臂及其控制等多项研究成果,并在机器人感知系统方面具有很高的理论与技术水平。他还提出了回转运动误差理论瞬心线及轮转曲线新概念,建立了一个关于回转运动误差的科学理论,并在这一理论基础上,完成了双坐标自动自准直仪的研制。
  
  1985年,蔡鹤皋作为航天部任命的焊接机器人总师,研制成功了我国第一台“华宇一型”弧焊机器人,并在项目中完成了机器人本体及计算机控制系统硬件与软件的设计、研制及调试,解决了机器人轨迹精度及路径预测控制等关键技术。该项目在北京军事博物馆展出,轰动一时。当时香港报纸甚至将它与我们人造卫星的研制成功相媲美,实谓“鹤鸣于九皋,声闻于天”。
  
  说起我国第一台弧焊机器人的制造过程,蔡鹤皋感慨良多:“从美国加州大学伯克利工学院机械工程系学习回国后,我急着想把学到的东西为祖国做贡献。但是,当时在国内几乎没有人支持发展机器人技术。‘机器人会抢人饭碗’的担心,让我国的机器人研究一度陷入停顿。1983年初,航天部下达了研制弧焊机器人的任务,我们得到了航天部的支持。于是,在一间不足20平方米、又湿又暗的地下室里,我们开始了研究工作。当时距离参展时间已不足3个月了,为了赶任务,我们几乎是每两天睡一次觉。”课题组成员的心血和汗水终于换来全国科技成果展上一鸣惊人的荣耀……
  
  曲折的机器人产业化之旅
  
  在国外学习期间,蔡鹤皋深切地体会到了中国与发达国家在机器人研究及产业化发展上的巨大差距,这些都激发起了他强烈的民族责任感。所以,回国后,在努力发展机器人理论研究水平的同时,他也在民族工业产业化的道路上不断探索着。
  
  当时,大庆石化、天津石化、齐鲁石化等国内著名大型石化企业,长期依赖进口设备,消耗了国家大量的外汇。后来,在为天津石化做机器人包装码垛生产线时,他更是深切地感受到了作为一名科学家所要承受的重担———民族的尊严。当时,该企业内部形成两派,一派力主用国货,一派坚持从国外进口。双方争执不休,最后决定国内外同时订货,外国和哈工大两条生产线同时安装在天津石化的车间里。最后,事实给出了答案:不久,外国生产线出了问题,而我们的照常运转。这次成功更坚定了蔡鹤皋振兴民族工业的想法。
  
  他说:“那时我们虽然已经初步掌握了生产研发技术,但是我国搞这种高技术产业,基础工业还相对薄弱。这就像‘电线杆的最高点,可能很高,但是所需要的支撑技术很薄弱’,当一项研究完成以后,不能进一步地自我发展,就只能停在原有的成果上,不能形成推动国民经济发展的生产力。”所以,如何将高技术研究成果转化为实际生产力,服务于社会发展、国家建设,是蔡鹤皋很早就在思考的一个问题。
  
  如今,哈工大机器人的产业化有着良好的发展势头,然而从创业之初到现在,这其间的过程曲折而漫长。现任海尔哈工大机器人技术有限公司经理和哈工大机器人研究所副所长的李瑞峰老师向记者讲述了当年蔡鹤皋与“一汽”合作的故事:“1995年和一汽焊接总装厂合作的时候,我们的阻力、压力和风险都很大。当时时间很紧张,我们必须在厂庆的时候拿出两台机器人来。但是,蔡老师坚持不用国外的产品,他说:‘一定要让一汽用上我们自己制造的机器人!’所以,他鼓励我们一定要做好,他自己也是这么做的。为了解决一些实际中遇到的问题,我们从哈尔滨到长春来回跑了四五十次。当时,蔡老师已经60多岁了,但还是跟着我们这些年轻人一样,白天晚上在工厂里和工人一起安装调试机器人。1997年7月15日,‘一汽’厂庆的时候,我们真的做出了两台机器人,而且做得和国外差不多,这大大地增加了‘一汽’与我们的合作信心,于是,他们追加投资。到2000年,我们已经做出20多台机器人。我觉得,在蔡老师的心里一直有一个梦想,那就是发展民族工业和机器人产业,就是这个梦想一直支持蔡老师在这条并不好走的产业化道路上不断前进!”
  
  蔡鹤皋正是本着这种强烈的民族责任感和实干精神,一步一个脚印地实现着自己关于机器人产业化的梦想。
  
  别具一格的人才培养之途
  
  正如蔡鹤皋在美国的导师董菲尔德教授所言,从具有感知功能的第二代机器人到智能机器人,从机器人制造到机器人产业化,从依赖国外进口到自主生产,蔡鹤皋的眼光永远追随在国际最前沿。大家都说蔡鹤皋有17个“机器人孩子”,然而,最让他感到欣慰的“孩子”,却是每年生日时围绕在他身边的那些学生们。
  
  从创建机器人研究所之初的二三十人到现在多学科、大规模的研究队伍,作为机器人研究领域学科带头人,蔡鹤皋培养人才的别具一格在哈工大早已传为佳话。
  
  在团队建设中,蔡鹤皋作为学科领军人物,根据长远发展的需要提出学术队伍的建设目标,制定出长远的学科和专业发展总体思路,并且通过重点选拔培养尖子人才,培养年轻的学术带头人。在这个过程中,他不仅要求学术带头人提高自身的学术水平,还努力培养他们的团队精神和领导才能。
  
  同时,团队不仅创造了和谐、民主、团结、富有凝聚力的小环境,更为年轻教师创造了良好的学术发展大环境,建立了学术骨干梯队稳定的必要条件,既在教学和科研的工作中提升了他们的骨干作用,又鼓励并大胆提拔年轻教师参与团队中的管理工作,锻炼年轻人的组织和管理能力,调动年轻教师参与团队建设的积极性。
  
  蔡鹤皋还结合学科的特点,吸收不同学科的优秀研究生,形成多学科相互渗透的格局,在发展过程中形成了学科交叉、人才互补的良好局面,而良好的学科环境又进一步地吸引了来自五湖四海的年轻人。
  
  如今,蔡鹤皋已近80高龄,他常常感慨一个人的能力是有限的。再有能力的人,所出的成果也是有限的。但如果能培养出一批能领军的年轻精英,他们渐渐又会有自己的队伍去发展更大的事业,这样下去对国家的贡献才会更多更大。看到所培养的学生通过自己的实干获得新的科研成果和得到社会及学术界的认可,蔡鹤皋倍感自豪。
  
  虽然中国的机器人研究起步较晚,但中国的水下机器人、空间机器人以及仿人机器人的研制水平目前已处于国际先进水平,在日常生活服务方面的研究也在不断推进。在我国,除了工业机器人外,医学、林业、矿业、农业、军事等领域也渐渐开始使用机器人。也许在不久的将来,会做各种家务的机器人也会走进千家万户。
  
  正如蔡鹤皋所说,机器人的应用领域是无限制的,如果说有限制的话,那就是受到人们想象力和创造力的限制。只要是能想到的,就可以去创造实现。
(来源:中国电子报)

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