随着科学技术的发展突飞猛进,人工智能技术在各行各业的应用已是随处可见:在生产制造业,人工智能技术可以极大地提高生产效率,节省劳动成本,提升产品质量;在服务业,可以优化行业现有产品和服务,提升其质量和劳动生产率;此外,金融、医疗等领域,也因人工智能技术的加入而愈发繁荣,人们的生活也因为其更加便利。

具备一定自主思维和学习能力的智能机器人,能够给人类提供更多的帮助,更加顺利完成任务,从而也让人类远离危险。来自华南理工大学老教授协会会员蒋梁中,我国著名自动化专家,长期从事激光物理及机器人研究,先后研制出二氧化碳激光打孔机、钇铝石榴石激光打孔机、三公分船用雷达港口进港导航器、水下机器人、港口大型装卸桥吊自动控制系统、计算机柔性集成加工系统、冲电气彩色复印机控制系统、围棋机器人、环境在线监测监控系统等。致力于激光物理及智能机器人研究,为我国智能机器人的自主创新事业发展做出了重要贡献。


突破新控制系统 研制排爆机器人

谈到蒋梁中教授,就不能不提起他主持研制的“智能排爆机器人”。该排爆机器人控制系统主要在双目视觉计算精度和手眼协调系统上做了突破。它是基于多级控制结构,采用人工智能层及运动控制层。运动控制层又由补间器及反馈控制组成,反馈采用PC-104的嵌入式结构在双目视觉计算部分,精度提高的难点在于成像,两层之间的联络由手眼协调担任。模型中。

由于摄像头的畸变参数难以确定,造成双目视觉计算精度的降低。本系统在标定过程中,采用了更接近真实成像过程的畸变模型,并且在参数估计的过程中利用线形求解与非线性估计相结合的方法,更精确和有效地估计出成像模型的参数。在抓取目标物的过程中,利用了手眼协调系统,即在手爪移向目标物的过程中,采用逐步逼近的过程。利用手眼协调系统,弥补了一次计算以及手臂运动过程中可能造成的误差。在运动控制中的补间器利用MATLAB进行“反向求解”解决了五自由度的机器人反向求解后解式计算量大难于求解的问题。反馈控制目前主要采用RTW及XPC技术,使其开发周期大为缩短。经实验,系统的双目视觉计算算法能将误差控制在0.3%之内,采用手眼协调系统之后,更能将图像处理绝对误差控制在1毫米之内,极大地提高了该排爆机器人系统的性能以及实用性。


出国访学探索 提升制造技术

凭借“水下机器人研究”获得1982年度上海市重大科技成果三等奖;1984年,他又凭“大型港口装卸桥吊自动控制系统研究”获交通部科技进步特等奖,在国内机器人开发领域崭露头角。但此时的他也深刻感受到国内机器人研究技术的落后,想要提升机器人制造技术,出国访学是最好的选择。

纵观国际领域的机器人研究领域,日本可谓是佼佼者,尤其是在智能机器人开发方面,始终处于领先地位。1984年,蒋梁中受中国政府派遣到日本早稻田大学访学,师从“机器人之父”加藤一郎教授,让他得以接触到了当时世界先进的机器人制造技术与理念,为此后的研究奠定了坚实基础。自1989年以来,蒋梁中先后在日本冲电气工业(株)基磐研究所、米沙瓦综合研究所从事研发工作、日本橘电气株式会社任技师长,被日本早稻田大学理工学部聘为顾问教授。期间,相继完成了日本岗山轴承厂CIMS系统、日本明治生命营业系统、日本自治医科大学附属医治中心数码医院系统、日本(株)物流信息系统等大型工程的研究,“日本大阪水质在线监控系统”获2001年日立科技奖。


拓宽研究领域 科研助力祖国

蒋梁中一直关注着国内智能机器人技术的发展,时刻希望有机会实现自己“科研报国”的梦想。2001年2月,他被调入到华南理工大学机械工程学院任教,2002年3月,被聘为研究员。此后,他还先后被国防科技大学、上海交通大学聘为客座教授,被南方科技大学邀请担任特聘教授,并在2011年担任中科华核电技术研究院返聘教授。研究领域广泛涉猎智能机器人、智能制造、环境在线监测、污染物治理等科研领域。

带领研究团队参与了中广核核电技术研究院、中广核大亚湾核电基地的建设,先后主持和参与了“智能工业机器人”“重大核災害救援机器人”(863、973项目)“核反应堆安全壳螺栓整体拉伸机”(863项目)和“手术机器人”等项目。


研制多功能机器人 实现核反应堆供货

2014年10月,蒋梁中作为项目负责人设计、制造了核反应堆安全壳法兰盘及“O”型卷打磨机器人,通过进一步安装调试实现了向大亚湾核反应堆、台山、宁德、防城港、红沿河等处中广核核电集团的供货。2016年10月,作为项目负责人设计、制造了核电站乏燃料池水下焊接机器人,通过进一步安装调试并实现向大亚湾核反应堆的供货。

2017年8月,作为项 目负责人设计制造了核反应堆核燃料棒更換机器人,通过进一步安装调试并实现向大亚湾核反应堆的供货;同年10月,作为项目负责人设计、制造了核反应堆核燃料棒篮更換机器人。获得2项发明专利“一种六自由度机械手自主抓逆解工程算法”和“一种多自由度机械手自主抓逆解工程算法”,以及一项实用新型专利“一种燃料组件单棒更换控制装置。


追逐机器人研究 取得硕果累累

在半个多世纪的科研创新中,蒋梁中教授为信息与控制技术的发展 做出了重要贡献,取得了丰硕的成果。先后在《激光》《指挥与控制》《日本机器人学会》等刊物上发表论 文数十篇,其中,《CRT视频系统的分析方法》《根据拉格朗日方程,机器人新的动力学快速算法》《具有全身柔软机构的机器人与人的物理接触适应行动控制》等主要论文获得业界的一致赞誉。尤其是机器人新的动力学快速算法得到加藤一郎先生的高度赞许。最近在重庆机器人与智能装备研究院(筹)又增了三个课题:1、手术导航机器人。2、航空发动机检修(查)机器人。3、电梯困人予报警系统。三个课题已通过重庆的论证,正在实施中。

蒋梁中教授知道,中国的智能机器人研究和开发还有很长的路要走,培养新一代创新人才至关重要。为此,他在教学中非常注重学生创新能力的培养,主讲了自动控制元件及线路、机器人控制系统中的电子学方法、机器人运动控制系统及设计等课程。


汗撒科研路 情谱创新曲

树高百尺,离不开大地的滋养孕育;江流千里,离不开源头的涓涓细流。蒋梁中是新中国自己培养出来的科学家,他功底扎实、治学严谨、善于创新、严于律己。已近古稀之年的蒋梁中教授仍然在科研的道路上执着求索。一条新的征程,正展现在他的脚下。他为自己的科研事业追求一辈子,为智能机器人奉献一辈子。他在不断实践自己的诺言,在科研路上,永远有一颗火热真诚的心!