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机器人产品化的关键是控制算法和产品工艺

编辑：儋州矿用变压器厂家日期：2019-04-29 人气：356

机器人产品化的关键是控制算法和产品工艺
在“2015硬件自由日”上，北京工业大学电子信息与控制工程学院的左国玉老师讲演了“智能机器人技术在创新人才培养中的应用”，

并接受了《电子产品世界》的独家专访，谈了他的看法。
与国外的差距在工艺和控制方法
机器人是一种自动化工具，最终作用是能代替人干活、服务于人类。要使机器人运行的流畅可靠，能够真正完成一些特定功能，控

制技术是核心。我们知道，、施耐德等国际领先企业的工控产品，他们在世界上占据了极大的市场份额，主要是产品的控制方法和工

艺水平先进。机器人产业同样如此。在国外，大数据技术的应用对机器人特别是无人车、无人机控制技术的提高具有极大的促进作用。相比

较而言，硬件电路设计和软件编程等信息技术对于智能机器人系统的开发影响已经不太大。近二十年高等工程教育的发展，使我国这方面的

技术人才储备已经相当雄厚。

在材料和加工工艺方面，国际领先公司也有优势。相对落后的材料和工艺技术，对我国机器人产业化的构成了较大的障碍。国内一

些企业做出来的产品，总体感觉是不够http://yulin.cybxgg.com/精致，无论是机械结构、驱动还是外形设计等方面都有些差距。

那么，是否本土企业有了足够的资金，机器人技术的发展就能很快达到国际先进水平？也未必。因为当前我国机器人的技术储备和

研究基础还比较薄弱，整体研发实力还不能在短时间内取得质的提高，其中包括产品设计、关键部件、智能控制技术，甚至用户体验设计等

方面均存有较大差距，需要时间来弥合。
服务机器人是我国机器人技术和产业的突破口
机器人是典型的自动化装置，因此机器人技术较早地用于工业生产过程，欧美和日本等国取得了规模化的应用效应。相比，我国工

业机器人技术仍然相对落后，尽管近些年来以新松为代表的国内机器人公司在产业化方面做出了很大的贡献，我国短时间内赶超国外工业机

器人技术还不太现实。但是在家用服务机器人、专业服务机器人等智能机器人技术的开发和应用方面，我们在短期内还能迎头赶上。

例如，当前国内做地面清洁机器人的企业很多，尽管有一定的科技含量，但扫地机器人技术上相对容易入门，硬件技术方面的提高

不是太大，而且商业化应用已比较成熟了。但是如果对机器人路径规划方面加以改进，那么扫地机器人的性能还会有较大提高。现在，左老

师的课题组正在研究一种新型工作原理的可移动式空气净化机器人，这种机器人的净化原理与当前市场上吸附原理的净化器有本质的区别，

产品落地时有望获得较好的市场预期。
机器人技术与创新人才培养
机器人是一门多学科交叉的技术，涉及到机械设计、计算机、传感器、自动控制、人机交互、仿生学等多个学科。机器人是非常适

合进行工程教育、培养复合型创新人才的最有平台。目前北京工业大学主要有两个学院在进行机器人的教学和科研工作，机电学院主要侧重

机器人的机械设计和分析，电控学院更多的是偏重机器人的智能控制和信息处理。因此，北工大在机器人技术的人才和培养方面具有一定的

优势和特色。

一个学生研究和设计机器人，他需要掌握多方面的知识和能力，如电路设计、软件编程、控制算法，以及一定的机械设计能力。左

老师认为，学习的主体无论是研究生还是本科生，学习的对象无论是智能车还是无人机等机器人，掌握一定的硬件电路和控制知识，就可以

从事机器人技术的学习和研究工作。

智能车是大学生学习机器人技术很好的入门平台，因为智能车平台硬件比较固定化，一些基本的机器人设计技术可以先用智能车来

验证。随后可以将一些智能车技术应用到机器人的创新设计过程当中。反之，如果机器人专业能力掌握得好，就可以把硬件电路、软件算法

和控制知识用于智能车控制技术的改进中。

但是，学生设计的机器人作品与实际产品还是有很大的差距。除了研究生以外，左老师实验室中还有很多本科生，这些学生从大一

开始接触机器人直到大三、大四，他们都能做出自己的机器人。左老师说，从现在学生所受的教育来看，机器人入门门槛并不是特别高，淘

宝网上就可以买到很多部件，不过正像IDG高级顾问Allen Furst在“硬件自由日”的讲演中所说，“那也仅仅是你攒出来的，但是利用你真

正掌握的技术能不能够做得更好？这可能就比较难了。”所以在培养学生过程当中，左老师让学生从基础的电路原理图设计开始，到高层的

控制算法实现都需要亲自设计和实现，未能真正掌握机器人技术和创新能力打下坚实的基础。

近些年，左老师的课题组开发了不少类型的机器人，如无人飞行器、仿生机器人、自平衡机器人等，参加了众多的大型科技展，有

一些众筹公司、机器人公司和科技园主动找上门来，看能不能孵化、商用投产。左老师希望他们的技术不要趴在实验室里，应该走出去。他

认为，大学院所的研究成果与企业的工程技术和运作效率结合起来，才有可能加快技术成果的转化和投产。
关于硬件自由日：
硬件自由日是DFF(数字自由基金会)发起的一个全球性自由开源庆祝活动。
硬件自由日推举的开源硬件口号，意指允许人们对硬件实体进行自由地设计、修改、完善、再利用并全面开放、公开分享。这些硬件实

体包括设计图、蓝图、模板、软件代码和设备本身。旨在推广开放硬件的概念，希望让更多人可以了解、参与身边的开发社交。