大象鼻子的靈感
本期僑界之星的主人公陳剛研究的就是這種另類機器人軟體機器人。物如其名，軟體機器人的最大特點就是它的柔軟性和變形能力。
2002年，當陳剛在法國開始研發(fā)軟體機器人時，主要是針對醫(yī)療微創(chuàng)手術。但是他發(fā)現(xiàn)，主流的機器人都是模仿人類肢體結(jié)構。雖然動作精確度高，但是柔軟性和適應環(huán)境的能力不高。像人體內(nèi)部這樣不規(guī)則的空間，傳統(tǒng)機器人很難自如行動。
為了找到更具靈活性的機器人運動結(jié)構，一直從事機器人自動化研究的陳剛想到了大象鼻子。“大象鼻子雖然看起來很笨重，但其實它的靈活度很高，能做許多人類肢體做不到的動作。”陳剛說。
大象鼻子是典型的肌肉型靜水骨骼結(jié)構，由相互對抗的橫肌和縱肌組成。借助近4萬塊富有彈性的小肌肉，能夠靈活地完成動作指令。要模仿大象鼻子不能借助之前的關節(jié)控制結(jié)構，只能另辟蹊徑。
經(jīng)過三年半的努力，陳剛才提出了基于幾何變形的軟體機器人的建模理論和控制方法，解決了軟體機器人研發(fā)在運動控制上的關鍵問題。
陳剛提出的建模理論成為世界上軟體機器人研發(fā)領域的重要理論，但是他放棄了國外的優(yōu)厚條件進入中聯(lián)重科，將核心技術運用到工程機械的柔性智能控制上。
打開另類空間
然而不管是國內(nèi)還是國外，軟體機器人都需要在傳統(tǒng)工業(yè)機器人一統(tǒng)天下的局面中打開市場。
在法國深造期間，陳剛研發(fā)的是智能化微創(chuàng)醫(yī)療手術機器人，因此對于傳統(tǒng)機器人與軟體機器人的優(yōu)劣十分了解。
與傳統(tǒng)機器人相比，軟體機器人更符合微創(chuàng)手術的要求。“醫(yī)療微創(chuàng)手術需要在小開口的條件下，進入人體進行高精細度的手術。傳統(tǒng)機器人依賴金屬工作操作人體軟組織，常會引起腸道受損、血管破裂等問題。軟體機器人則可以利用橡膠部位減少手術創(chuàng)傷的可能性。并且軟體機器人可以進入很小的空間，改變自己的體形，適應人體器官的構造。”陳剛詳細地解釋了軟體機器人的優(yōu)勢所在。
除了在醫(yī)療領域具備獨特優(yōu)勢之外，陳剛認為在其他復雜空間，軟體機器人也可以大展拳腳。地震、礦難等災害需要深入廢墟尋找和幫助受害人，核反應堆和宇宙空間站的檢修都需要機器人在復雜環(huán)境中作業(yè)。陳剛說。
想說愛你不容易
聊到軟體機器人的優(yōu)勢，陳剛?cè)鐢?shù)家珍：“現(xiàn)在服務機器人的手臂非常貴，而軟體機器人卻可以讓它的手臂更輕薄，成本也更加低廉。而且軟體機器人采用的是新型柔軟材料，在與人互動過程中的安全性更高。
但是對于軟體機器人產(chǎn)業(yè)化面臨的巨大挑戰(zhàn)，陳剛也有清醒的認識：“從產(chǎn)品設計、材料運用到打印制造，軟體機器人都與傳統(tǒng)機器人截然不同。它的產(chǎn)業(yè)化就意味著要顛覆整個傳統(tǒng)工業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)鏈。”
而與國外相比，中國軟體機器人的研究起點更低。 “現(xiàn)在中國的相關研究還是初期階段，國內(nèi)僅僅有幾家在做，而且主要是局部點方面的研究。”陳剛遺憾地說，“國內(nèi)的研究環(huán)境也很狹窄，我目前從事的也不是軟體機器人，而是將核心技術運用到工程機械上。我希望未來能夠回到軟體機器人的研發(fā)，也希望國內(nèi)軟體機器人的研發(fā)人員能夠有良好的研究條件。”
看來，陳剛在軟體機器人領域中還有很長的路要走。
