机器人的未来在中国

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  2012年的一次机缘巧合坚定了杨桂林回国的决心。那一年,宁波材料所所长崔平带队到新加坡招聘,为正在筹建的先进制造所物色人才。宁波材料所建所的初衷是“料要成才,材要成器,器要好用”,所以只做材料不行,还需把材料做成器件,把器件做成装备,这就必然需要先进制造技术,于是在宁波材料所二期建设中筹建先进制造所被提上了日程。
  事先并不知道有招聘这件事的杨桂林,临时受薛群基院士的学生之托,帮忙接待了宁波材料所崔平所长一行的来访,正是这次接待促成了他的回国。“向崔所长汇报我们的一些科研方向、成果时我发现她对我讲的东西特别关心,包括我们的科研管理体制、研究所的组织架构和项目组织管理,各方面的情况问得都很清楚。”杨桂林记得那天她们是下午3点钟来的,晚上快8点钟才离开,四五个小时里招聘团队一直在跟他讨论,那天大家谈得很投入也很融洽。
  言谈中,崔平所长还详细介绍了宁波材料所的发展状况及建所理念。杨桂林了解到,宁波材料所是中科院与浙江省、宁波市联合共建的一个研究所,定位是把科技转化为生产力,重点研发能够推动产业发展的技术,研究成果最后要能够落地,这些理念与他的想法非常契合。令他没有想到的是,崔平所长回国后,立即发了一封邮件给他,邀请他加入宁波材料所,虽然觉得有些突然,但杨桂林觉得这件事确实值得考虑。之后,崔平所长又真诚地邀请他去所里考察,考察时杨桂林发现宁波的制造业发展得非常好,宁波材料所的发展也是蒸蒸日上,充满活力,他当时就决定加入进来。   回国前,杨桂林最大的顾虑是国外的科研体制和国内不太一样,担心水土不服,尤其是新加坡的研究所,它的科研经费是以政府拨款为主,不用在争取项目上花费太大精力,可以更专注地做科研。国内因为国家大、资源少、竞争激烈,杨桂林顾虑回来后能不能生存下去。“因为即使你有很好的发展规划,但如果争取不到资源,也做不起来。为什么最后顾虑打消了?一是对自己的能力还有一些信心,二是所里对我的加入付出了很大的努力,先是为我提供了1000万元科研启动经费,后又协助我组建团队并成功获得了宁波市‘3315计划’高端创新团队的支持,而这些支持是在我还没有正式报到前就基本落实了。这对我来说意义实在是太大了,宁波材料所的鼎力支持和宁波市的引才政策让我放下了所有的顾虑。”杨桂林感慨。
  自主创新:致力核心技术研发
  在机器人的世界级竞技中,无论技术水平还是产业模式我国都还落后于美、日、德等发达国家。与传统制造业不同,机器人制造属于高端制造领域,其制造技术具有难度高、跨度大和范围广等特点。由于在伺服电机、减速机、控制器等核心零部件上受制于人,我国机器人企业99%以上集中在系统集成领域,在很大程度上存在着高端产品低端化的现象。
  杨桂林认为造成这种局面的主要原因在于,我国机器人产业的制造基础依然薄弱,缺乏精密加工装备、先进制造工艺以及严格的质量检测与保证手段,致使国产机器人关键零部件及系统的精度、可靠性和使用寿命都不如国外产品。此外,在高性能电力电子元器件、控制芯片以及控制软件等方面也有所欠缺,进一步加深了我国机器人产业的对外依存度。所以,提高机器人核心零部件的制造水平及控制软件的研发能力是解决我国机器人产业低端化的关键。
  面向我国制造业的重大需求,凭借自己在机器人及自动化技术领域的长期积累与优势,回国后的杨桂林带领团队致力于机器人与智能装备技术研究,已承担国家、科学院、省市政府及重点企业委托等项目60余项。随着项目的展开,平台的建设也在有条不紊地进行,现已建成永磁电机、精密伺服驱动、智能感知、机器人控制以及机器人系统集成与应用等技术研发平台。
  在科研项目和研发平台的助力下,杨桂林在精密驱动与控制技术、多自由度微纳操作机器人、模块化机器人、四自由度高速高精并联机器人、绳驱动变刚度机器人、高通过性全向移动机器人、工业机器人运用技术以及协作机器人技术等研究工作中取得了一系列突破性的进展。
  他创新性地提出了基于对偶磁极设计高性能音圈电机的理论与方法,有效地提高了音圈电机驱动力,进而发明了一系列采用柔性机构支撑的大推力、高精度音圈电机,拓展了音圈电机应用范围。该项成果在2014年获得被誉为科技创新“奥斯卡奖”的“R
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