中国机器人

近日，以国家机器人创新中心微创手术机器人团队为核心组建的哈尔滨思哲睿智能医疗设备有限公司，成功开发出“康多”系列腹腔微创手术机器人系统。该系统是行业内首个在泌尿外科领域进入国家创新医疗器械特别审批程序的腔镜手术机器人。康多机器人也是首个在单家医院开展手术达到100台的国产腔镜手术机器人，目前该技术已实现产业化。　　这仅是国家机器人创新中心成立以来，加强辽宁、黑龙江高校院所深度交流、合力攻关的众多成果之一。　　国家机器人创新中心2017年成立于沈阳，是东北地区首个国家制造业创新中心。中心由山东产业技术研究院、哈尔滨工业大学、中国科学院沈阳自动化研究所、新松机器人自动化股份有限公司、哈尔滨博实自动化股份有限公司等15家国内机器人领域的头部单位发起成立，其依托单位是沈阳智能机器人国家研究院有限公司。中心也是辽宁同黑龙江高科技领域务实合作的重要载体。　　作为国家级创新平台，国家机器人创新中心以机器人领域前沿技术和产业关键共性技术研究及应用为主要任务，面向工业机器人上下游产业链高端应用、特种机器人系统、服务机器人关键技术与系统、机器人核心零部件以及机器人核心关键技术，布局了37个研究方向。　　“中心目前在哈尔滨、沈阳、山东建设了三个研发基地，每个研发基地研发方向各有侧重，并互相协同。哈尔滨研发基地的主攻方向是核心零部件、特种机器人技术研发，沈阳研究基地则侧重于工业机器人及高端应用、机器人检测与评定，山东研发基地侧重于服务机器人及核心关键技术。中心整合了黑龙江、辽宁等地在产业、科研方面的优势，致力于打造中国机器人创新高地。”沈阳智能机器人国家研究院有限公司相关负责人表示。　　在前沿技术研发方面，国家机器人创新中心已在机器人化加工工艺、感知与认知及系统集成等方面取得多项进展。其基于原子力显微镜技术研发的产线机器人化纳米测量系统，已通过厂商的应用测试和稳定性测试，成为国产高端测量装备领军者之一﹔其研发的变刚度薄壁复杂曲面零件机器人智能磨抛技术，已在中国航发动力、商飞等单位取得实际应用。中心还开发了用于水下机器人、油田探测机器人等平台的系列化高性能永磁电机，市场前景广阔。　　在科技成果转化方面，近年来中心已为沈阳新松机器人、煤科集团、东北大学、中科院金属所、北部战区总医院、中科奥维等70余家省内外科研院所及企业提供技术服务﹔完成了30余个典型领域的机器人应用解决方案，实现了近20项产品定型和产业化﹔通过产业基金投资了十余家企业，推动中心技术成果落地。　　同时，中心承担了多项国家、省部级重点研发项目，申报了知识产权60余项，参与编写国家标准2项。近三年，中心的研发投入复合增长率超40%，技术服务合同复合增长率超100%。

p 　　日前，记者从中科院沈阳自动化所获悉，在由国标委主办、国家机器人标准化总体组承办的《国家机器人标准体系建设指南》培训班上，《中国机器人标准化白皮书(2017)》(下称《白皮书》)正式发布。 /p p 　　据介绍，《白皮书》是由国家标准化委员会组织，国家机器人标准化总体组第一秘书处单位中科院沈阳自动化所主编，联合机器人领域多家科研院所、行业龙头、标准化机构共同编制的，用于指导当前和未来一段时间内我国机器人标准化工作。 /p p 　　机器人是当代高端智能装备和高新技术的突出代表，是衡量一个国家制造业水平和核心竞争力的重要标志。标准是机器人质量提升和增加国际竞争力的技术依据和有效手段。为进一步加快推进我国机器人领域标准化水平，提升我国机器人质量水平和竞争力，助推产业的快速健康发展，在2015年9月总体组成立后，国家标准化委员会委托总体组成立工作组进行《白皮书》的编写。《白皮书》介绍了国际以及国内机器人的发展历程、现状和趋势，以及国际和国内的机器人标准化工作的现状，全面梳理了国内外机器人相关技术标准，提出我国机器人标准化工作的推进措施。 /p p 　　专家认为，《白皮书》对我国机器人标准化战略和规划提供了有益的参考和指导，为我国机器人标准立项和研制提供科学依据，对推动我国机器人自主创新能力和促进机器人产业健康发展提供了有效支撑。对于指导机器人企业、标准化机构制定机器人标准、应用机器人标准、查找机器人标准空白和规划企业内部标准体系均具有一定的指导和借鉴意义。 /p p /p

一、大赛介绍 近年来，以机器人、大数据、人工智能为代表的新一代信息科技与农业深度融合发展，变革传统农业生产方式，成为我国农业农村发展的新引擎。具有多维感知、智能决策、精准执行等特征的农业机器人是全球智慧农业的核心要素，也是我国未来农业发展和实现乡村振兴的重要内容。 目前，我国重点面向大田、果蔬和畜禽养殖三大领域开展农业机器人“卡脖子”技术攻关。本届大赛聚焦国家重大战略需求开展农业机器人技术竞技，旨在促进和推动我国农业机器人领域的学术交流、人才培养、技术发展及跨界应用与融合，为我国农业机器人的科技研发和产业集聚奠定坚实的基础。 二、组织机构 1.主办单位 中国人工智能学会 国家农业智能装备工程技术研究中心 国家农业信息化工程技术研究中心 2.协办单位 中国农学会 中国农业机械学会 中国农业工程学会 中国农业机械化协会 天津理工大学 3.承办单位 农芯科技（天津）有限责任公司 北京农业信息化学会 首都科技条件平台北京市农林科学院 4.支持单位 广西扬翔股份有限公司 深圳数影科技有限公司 广州影子科技有限公司 三、参赛对象 国内科研院所、企业、政府机构从事相关研究或实践工作的人员。鼓励学生和青年研究人员组团参加，鼓励参赛者发挥各自优势进行跨学科、跨产学研界别的合作。 四、征集要求 1. 征集范围 应用于各类农业场景耕、种、管、收等环节作业机器人的自主决策核心算法、智能执行部件和传感器、通用控制器和机器人系统。 2. 报名要求及方式 请参赛项目通过“中国农业机器人创新大赛”官网http://agrobot.nercita.org.cn报名并提交材料。 每个参赛项目需提交1份说明文档及机器人作业相关展示视频（时长3分钟以内，格式为MP4，分辨率为1920×1080）。说明文档包括创意创新性、方案合理性、系统功能性、人机交互性、系统稳定性、技术经济性等。 3. 评审规则 大赛评委会由主办单位邀请相关领域专家组成，本着公开、公平、公正的原则对参赛项目进行评选，评审主要指标如下： 创意创新性：在结构设计、实现方法、技术特点等方面的创新性； 方案合理性：技术可操作性、解决方案可行性、内容表述完整性； 系统功能性：能够实现满足机器人功能与性能要求的整套作业； 人机交互性：人机交互界面使用便捷性、对作业伙伴（人/其他机器人）作业行为感知的准确性、协同作业配合的协调性等； 系统稳定性：作业成功率、操作可重复性、软件可靠性等； 技术经济性：系统搭建成本，系统作业效率与人工/其他机械设备效率的比较优势，方案应用场景条件要求等。 五、比赛安排 征集截止时间： 2024年7月10日 评 审 周 期 ： 30-60天 * 有关大赛的详细日程安排将在大赛官方网站更新，请各参赛队伍及时关注。 六、奖励措施 本届大赛设立一等奖、二等奖、三等奖，将颁发由院士签名的奖励证书，并给予奖金支持。 七、 联系方式 贺晓琳 010-51503963 hexl@nercita.org.cn 魏一博 010-51503963 weiyb@nercita.org.cn

近日，工业和信息化部等十七个部门发布《“机器人+”应用行动实施方案》的通知，按照《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》总体部署，落实《“十四五”机器人产业发展规划》重点任务，加快推进机器人应用拓展，决定开展“机器人+”应用行动。目标到2025年，制造业机器人密度较2020年实现翻番，服务机器人、特种机器人行业应用深度和广度显著提升，机器人促进经济社会高质量发展的能力明显增强。聚焦10大应用重点领域，突破100种以上机器人创新应用技术及解决方案，推广200个以上具有较高技术水平、创新应用模式和显著应用成效的机器人典型应用场景，打造一批“机器人+”应用标杆企业，建设一批应用体验中心和试验验证中心。推动各行业、各地方结合行业发展阶段和区域发展特色，开展“机器人+”应用创新实践。搭建国际国内交流平台，形成全面推进机器人应用的浓厚氛围。面向社会民生改善和经济发展需求，遴选有一定基础、应用覆盖面广、辐射带动作用强的重点领域，聚焦典型应用场景和用户使用需求，开展从机器人产品研制、技术创新、场景应用到模式推广的系统推进工作。支持一些新兴领域探索开展机器人应用。重点领域主要涉及制造业、农业、建筑、能源、商贸物流、医疗健康、养老服务、教育、商业社区服务、安全应急和极限环境应用等。“机器人+”应用行动实施方案.pdf

4月1日，深圳，先临三维旗下子公司天远三维与大族机器人联合发布RobotScan UE机器人全自动三维检测系统，在全自动三维检测系统自主品牌的发展中迈出重要一步，降低国外品牌的技术掣肘。 RobotScan UE机器人全自动三维检测系统每项核心组件皆为国内自主研发，包括天远三维自主研发的高精度三维扫描仪、EINSENSE Q 3D数字化全尺寸检测软件以及大族机器人机械臂。该项系统方案可实现机器人全自动、标准化三维扫描并实时进行在线检测与报告传输，同时可根据实际检测场景，进行定制化开发，为国内自动化检测领域提供一项强大的自主品牌解决方案。 RobotScan UE机器人全自动三维检测系统研发背景 随着高精度三维扫描与检测技术的不断成熟发展，三维扫描高效、高精度的应用特征，逐渐为检测行业所认可。天远三维也不断深化三维扫描检测的场景应用，特别是在现代化工厂的检验领域。 传统方式下，以人工进行三维数据获取，扫描角度、过程难以实现标准化，虽然这并不影响后续的检测环节，但是在标准化的生产方式下，数据获取的“随意性”将隐藏部分的数据信息，从而产生数据噪音。随着大数据的发展，数据的真实性以及排躁性愈发重要，自动化扫描检测解决方案因时而生，天远三维在此领域内已进行大量研发创新。为了更好地实现标准化的三维扫描检测，天远三维与大族机器人合作，以机器代替人工，打造高效、标准化的全自动三维扫描检测系统。RobotScan UE机器人全自动三维检测系统优势特点 1.全自动、标准化三维扫描检测，适用现代化工业生产环境2.各核心组件均为国内自主研发，降低国外品牌的技术掣肘3.支持蓝色激光或蓝色结构光，可根据不同的检测场景选择不同光源4.检测软件通过德国PTB认证，数据处理高效可靠，支持定制化开发RobotScan UE机器人全自动三维检测系统首发展示RobotScan UE机器人全自动三维检测系统于2021深圳国际工业零件展览会SIMM（ITES）上进行首次亮相，众多观展人员也在4馆H45展位见证了RobotScan UE机器人全自动三维检测系统的高效、高精度以及标准化检测方式。 RobotScan UE 机器人全自动三维检测系统，搭载EINSENSE Q 工业级高精度检测内核，实现智能检测。 此项合作，是国内机器人和三维扫描领域重点企业的强强联合，大族机器人拥有多年的电机、伺服驱动和运动控制经验，掌握先进的智能机器人的核心关键技术；天远三维专注于高精度3D视觉检测技术，为国家白光三维测量系统行业标准的主要起草单位之一。此次合作，通过国内高新技术的集成，推进了机器人技术在现代工业场景自动化三维检测的应用深化，对于机器人技术普及和三维扫描检测的升级都具有重要意义。 天远三维简介 先临三维旗下子公司天远三维专注于高精度3D视觉检测技术，基于多年计量行业的实践经验与技术积累，研发了激光手持三维扫描检测、高精度三维检测扫描检测、无线跟踪式扫描检测以及多机联动3D视觉检测等一系列高精度3D视觉检测方案，并自主研发3D数字化检测软件，产品广泛应用于：汽车交通、航空航天、铸造模具、电力、军工等专业领域。 大族机器人简介 深圳市大族机器人有限公司，是由上市公司大族激光科技产业集团股份有限公司投资组建，在大族电机机器人研究院100多人的团队基础上孵化而成的国家级高新技术企业。公司总部位于深圳宝安区大族激光全球智能制造产业基地，并于德国、天津设有子公司，团队汇聚了来自世界各个国家的、顶尖的机器人行业专家，助力大族机器人成为世界领先的机器人行业标杆。

日前闭幕的第14届中国国际工业博览会上，3000米深水半潜式钻井平台“海洋石油981”、先进封装光刻机等一批对标国际的上海高端制造斩获金奖，荣威E50纯电动轿车更是摘下展会唯一创新金奖。这些仅是上海布局战略性新兴产业，实现由“中国制造”向“中国智造”转变的一个缩影。记者从上海市经信委获悉，上海正在加快新一轮战略性新兴产业布局，力争2015年战略性新兴产业增加值实现翻番，占全市生产总值比重达15%。　　　　瞄准国际是转型发展要求，也是上海作为国家战略性新兴产业“主战场”肩负的使命。从本届工博展品看，上海一批新兴产业已接近或达到国际水准，如集成电路生产工艺达到40纳米，设计能力进入28纳米；太阳能核心设备、核电主泵、核岛主设备等的技术攻关和产业化进展迅速；全球首台第三代非能动百万千瓦核电稳压器，实现我国第三代核电装备制造国产化。　　　　“对标国际，并非盲目攀高。”上海市经信委主任戴海波说，有市场才能有动力，才能持续发展，这是上海发展高端产业和产业高端的落脚点。本届工博会上，上海微电子装备有限公司的先进封装光刻机，今年与台湾客户首签合同，实现大陆以外市场销售的“零”突破，未来年产值将达数十亿元；荣威E50纯电动汽车，销售潜力巨大。　　　　深刻把握科技和产业发展新方向，对重大前沿性领域及早部署，才能增强持续发展能力。“十二五”期间，上海将把战略性新兴产业放在更突出位置，以重大发展需求和技术突破为动力，以制度创新和政策环境优化为保障，以培育企业主体和实施专项工程为抓手，推动战略性新兴产业创新、集聚、跨越发展。目前，上海正加紧聚焦极大规模集成电路、民用航空、云计算、物联网、下一代网络、新型显示、智能电网、新能源高端装备、智能制造、新能源汽车与汽车电子、卫星导航、生物医药与医疗器械、电子商务与新型贸易现代化等15个专项工程，并将于近期陆续发布专项发展规划。　　　　顺应“第三次工业革命”浪潮，上海正加快机器人产业布局。机器人产业是如今国际上少数几个迅猛增长的产业，中国市场增速更是全球第一，2011年比2010年增长50%以上，据预测2015年中国机器人市场需求量将达3.5万台，占全球比重约17.5%。目前国内市场份额的80%控制在跨国公司手中。　　　　上海已成为国内最大机器人产业集聚区，ABB、发那科、库卡、安川等机器人巨头均已在上海设有总部或基地，国内机器人领军企业——沈阳新松在上海设有子公司，本地企业上海沃迪自动化装备公司在搬运码垛机器人领域国内领先。同时，上海交大、上海大学、上海电气中央研究院等长期从事相关研究，为产业发展积蓄能量。据介绍，未来上海将立足机器人产业化和示范应用两个环节，聚焦工业机器人、服务机器人领域，壮大发展机器人本体研发制造，突破精密减速器、伺服电机及驱动器、控制系统等三大核心功能部件，拓展机器人系统集成应用，使上海成为我国最大产业机器人基地、机器人核心技术研发中心、高端制造中心、分服务中心和应用中心。目前宝钢集团、上海电气正积极研究介入机器人产业。从布局来看，浦东和宝山有可能成为国内最重要的机器人产业园区。根据规划，到2015年上海机器人产业产值力争达到200亿元，2020年达到600亿至800亿元，占全国50%以上份额。文章链接：中国仪表网 http://www.ybzhan.cn/news/detail/34336.html

日前，中国科学院光电技术研究所(以下简称“光电所”)成功研制出国内首台多功能水下智能检查机器人。该机器人是在中科院“西部之光”资金及相关专项资金的大力支持下，由光电所科研团队历时两年完成。 　　与其他水下智能机器人不同的是，此智能检查机器人可以在水下高辐射环境中，从事核电水下探测、堤坝检查、管道检测、异物水下打捞等工作。验收组专家一致评价，该机器人在水下动密封技术、水下姿态检测、多传感器信息融合、图像识别、水下测量等关键技术上达到了国内领先水平。 　　据了解，该智能机器人与光电所先期研发的反应堆压力容器螺栓孔自动检查机器人、CRDM钩爪检查机器人、水下异物打捞机器人、排爆机器人等特种机器人形成的系列产品被核电用户评为首选产品。

机器人自动制样，按字面意思，就是用机器人取代人工进行制样工作，通过机器人进行破碎、缩分、干燥及制粉等操作，由一个机器人完成全部的制样工作。实则不然，三德科技SDRPS机器人制样系统里的“机器人”，并非我们传统意义上所理解的是一个用机器组装成的“人”，它指的是一个机械臂，由电脑控制，可灵活运动（目前在工业领域，机械臂技术已被成熟、广泛地应用，如无人化工厂已大量应用机械臂进行焊接、装配、加工等工作）。但它并不进行实际的破碎、缩分干燥及制粉等操作，只负责样品的转运与传输。该系统于2019年上市，并非全新设计的产品，而是在我司获市场好评、经市场验证的SDPS全通制样系统（往期推荐：盘一盘，那些年，三德科技建设的全自动制样系统）基础上保留核心的风透® 、伞旋® 、自沉集® 等制样技术，只将煤样转运的方式更改为机械臂执行的升级产品。它具备此前制样系统运行通畅、不粘不堵、样品代表性好的所有特点，并且运行更加稳定、检修方便。SDRPS机器人制样系统中采用的机械臂传统的全通制样系统，采用“链斗提+皮带”的样品转运方式，存在漏煤、混样、故障率较高的问题。机器人制样系统直接采用机器臂进行样品的转运，结构简化，整体可靠性显著提升。再辅以转运容器专用清扫装置，可有效避免煤样在转运过程中的交叉污染，多方位保证制样精密度。除此之外，SDRPS机器人制样系统还具备较强的扩展性。用户可根据需要，增配风透® 式前级干燥功能，在制样之前去除煤样表面水分，降低样品粘性，且具备水分差值补偿功能，以进一步提高煤样的水分适应性（试验表明：相同样重、水分含量的煤样，风透干燥效率比传统烘箱干燥方式，效率提升6倍以上）。同时，系统还可利用一级缩分装置将进料质量为100kg-600kg的煤样缩分成100kg以下，随后缩分接样可由机器人二次操作入料一级缩分装置，从而使机器人制样系统入料量达15kg-600kg，大大提高了入料质量的适应性。SDRPS机器人制样系统三维效果图随着我国工业4.0及智能制造进程逐步推进，机器人技术亦将不断应用于燃料智能化领域中的自动制样及自动化验，这是燃料智能化建设的必然趋势。三德科技作为专业从事仪器及自动化/无人化系统的研发、制造、销售、实施及运维供应商，期待以仪器及自动化/无人化系统的专业、引领能力，成就客户，做值得客户信赖的长期伙伴。截至2021年5月20日，已与20余家企业成功签订机器人制样系统合同，助力其有效实现燃料智能化的建设，其中，格盟国际宏光、华能沁北、华能珞璜、国电宝庆、国神神二等电厂已稳定投运。SDRPS机器人制样系统部分业绩机器人制样系统与传统自动制样系统优劣对比对比项机器人制样系统传统自动制样系统（斗提+皮带的转运方式）制样结果制样全环节监测重量数据，实时计算各环节样品损失率，分析样品稳定性，检测样品重量是否达标，达到对各环节精确调试校验，制样结果精准。只称入料重量和制样后样品的重量，无全过程重量监控数据，制样结果精度有限。投运率1、机器人转运，结构简化，整体可靠性高；2、全环节透明化设计，检修便捷，平均无故障工作时间大大增加，设备投运率高。1、链斗提升+皮带 转运，转运环节较多，易出故障，稳定性相对不足。2、全封闭覆盖件，维修不便，设备数量及动作较多，故障率相对偏高，从而导致投运率降低。总体拥有成本单套系统采购价格高，但后期运维成本低，未来系统扩展性强，加之投运率高带来的收益，总体拥有成本低。单套系统采购价格低，但后期运维成本高，未来系统扩展性有限，加之投运率没有机器人制样系统高，总体拥有成本高。扩展性可根据不同需求适当调整制样流程，最大限度满足用户使用需求。制样流程一旦确定不能更改，可满足的需求有限。煤种适应性可选配前级干燥系统，以适应湿煤及黏性较大的煤种，煤种适应性强。无原生的前级干燥系统，若使用前级干燥需进行改造，增加设备，总体费用高，且改造后的整体效果低于机器人制样系统。混样概率转运煤样的不锈桶及煤样瓶均采用通热风毛刷清扫，尤其对于装过湿煤的容器清扫效果好，杜绝了煤样残留导致的混样情况。斗提机及皮带转运的方式虽然有清扫机构，但清扫效果没有机器人清扫彻底。漏煤概率煤样的转运采用机器人夹持不锈钢桶模拟人工倒样的方式，不会产生转运过程中漏煤问题。单斗提或者皮带的转运方式，在转运过程中会有漏煤及水分损失的情况。来源：湖南三德科技股份有限公司编辑：湖南三德科技股份有限公司

春晚我只坚持看了一个小时，全程看完且意犹未尽的是冬奥会开幕式。24节气视频和焰火打出的绿色“立春”，破冰而出的奥运五环，手手相传的国旗还有那只顺利回家的小鸽子，有太多令人感动的瞬间。可见创意这事儿中国人并不差，期待国产电影也能够早日崛起。 节后几天，霸屏的几乎都是冬奥会的新闻。“科技冬奥”作为本次冬奥会的特色之一，亮点很多，从零碳到高科技床，但最吸引我的，还得是各类机器人。除了水下传递奥运火炬的，还有引导机器人、递送机器人、物流机器人、炒菜机器人、送餐机器人、巡逻机器人、收银机器人、雾化消毒机器人......用新闻报道中的话说就是：“从运动员居住的奥运村到竞赛场馆，服务机器人无处不在。”遗憾的是，它遗漏了实验室里的微波消解机器人。 如今机器人早已走进各行各业，不单是扫地、配送、陪护、焊接等常见功能，更已拓展到高端手术等领域。事实上，机器人在检验检测领域的应用也早有成功案例。屹尧科技早在2017年就发布了P系列微波消解机器人。作为国家重大科学仪器设备开发专项“多用途样品前处理仪器的开发和应用”的项目成果，它已经在海关、公安、疾控、食药等系统服务多年。2019年，P系列微波消解机器人成功中标“2022年冬奥会和冬残奥会食品安全保障检验检测仪器设备配置项目”，并服务于北京市食品安全监控和风险评估中心。 根据有关数据，过去五年中，全球服务机器人市场年复合增长率约为21.8%，预计今年市场规模将超过工业机器人，至2023年将突破200亿美元。检验检测作为服务行业的一员，同样有着向自动化和智能化转型的需求，而屹尧科技在微波消解机器人领域长达十年的技术积淀和丰富的实践经验积累，无论是性能、品质和长期无故障运行的可靠性，都值得信赖。

p 　　中国科学技术大学精密机械与精密仪器系副教授张世武研究团队、澳大利亚伍伦贡大学教授李卫华研究团队和苏州大学机器人与微系统中心副教授李相鹏研究团队组成的联合研究组，设计了基于镓基室温液态金属的新型机器人驱动器，首次实现了液态金属驱动的功能性轮式移动机器人。近日，该成果以A Wheeled Robot Driven by a Liquid‐Metal Droplet 为题，发表在《先进材料》杂志上(Adv. Mater. 2018, 201805039)。 /p p 　　电影《终结者》中的液态金属机器人“T1000”开启了液态金属在机器人领域应用的梦想之门。镓基室温液态金属具独特的表面性质及理化特性，可以通过电场、磁场以及浓度梯度场等多种能量场或者表面改性等方式，实现变形、移动、分离以及融合等多种形态学变化，在MEMS、微流体、生物医学以及机器人等领域展示出巨大的应用前景，引起国际上的广泛关注。然而，液态金属在机器人领域应用研究目前仅局限于以液态金属液滴为机器人本体，尚无基于液态金属的功能性机器人的研究报道。 /p p 　　液态金属镓基室温液态金属拥有巨大的表面张力，可以在极低的电场功耗下，展示出高效的运动能力。联合研究组巧妙地将高效液态金属驱动和变重心机构相结合，开发出结构简单紧凑、驱动性能好的新型液态金属机器人。研究人员设计了一种具有超疏水表面的极轻半封闭轮式结构，将液态金属液滴限制在狭长的轮体内部 通过巧妙设计的随动微型电极支架施加外部电场驱动轮体内液态金属运动，进而持续改变轮式机器人的重心，驱动轮式机器人滚动。同时，研究人员对所提出的新型液态金属机器人做了动力学建模与分析，并通过实验探索了电解液浓度、施加电压、液态金属体积、轮体结构等参数对机器人运动性能的影响，获得驱动运动的最佳参数匹配。进一步，通过集成电池系统，研究人员成功设计了新型液态金属自驱动轮式移动机器人。这一创新研究有望启发一种新型驱动方式，弥补传统的机器人驱动方式(电机、液压及气动等)结构复杂、体积大以及驱动能效低等不足，促进未来微小机器人及特种机器人系统的发展。 /p p 　　该论文第一作者为中国科大精密机械与精密仪器系硕士生伍健。中国科大张世武、澳大利亚伍伦贡大学博士唐诗杨、苏州大学李相鹏为共同通讯作者。该课题得到国家自然科学基金项目资助。 /p p 　　近年来，由中国科大、澳大利亚伍伦贡大学和苏州大学组成的联合研究组开始研究液态金属的驱动特性及其在机器人上的应用，取得了系列进展。联合研究团队设计了以液态金属液滴作为柔性轮承载及驱动的微型小车，集成电源、控制电路、传感器以及液态金属驱动机构于一体，实现了2D平面内的自主运动，该小车无任何机械传动，具有运动平滑柔顺、无噪声、低振动、成本低廉、易于制造等特点，有望在自动生产线以及实验室自动化中大展身手。该成果近日发表在IEEE Transactions on Industrial Informatics上。此外，联合研究团队首次发现了液态金属在外磁场作用下的非常规运动现象，并揭示了其内在机理。该研究实现了通过外部磁场对不经过任何改性的纯液态金属的运动控制，丰富了液态金属的驱动方法，有利于推动液态金属驱动装置的大规模应用。该成果也于近日发表在Soft Matter上。 /p p 　　文章链接： a title=" A Wheeled Robot Driven by a Liquid-Metal Droplet" href=" https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201805039" target=" _self" A Wheeled Robot Driven by a Liquid-Metal Droplet /a /p p 　　& nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp a title=" A Controllable Untethered Vehicle Driven by Electrically Actuated Liquid Metal Droplets" href=" https://ieeexplore.ieee.org/document/8466896" target=" _self" A Controllable Untethered Vehicle Driven by Electrically Actuated Liquid Metal Droplets /a p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp a title=" Unconventional locomotion of liquid metal droplets driven by magnetic fields" href=" https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/sm/c8sm01281d#!divAbstract" target=" _self" Unconventional locomotion of liquid metal droplets driven by magnetic fields /a p style=" text-align: center " img title=" 995d7c22-ede2-4791-a8a1-b809e19b4a8e.jpg" alt=" 995d7c22-ede2-4791-a8a1-b809e19b4a8e.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/9f9752e1-c64d-4c52-aa80-4eb7d605117c.jpg" / /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 　　液态金属驱动机器人研究取得进展 /p p /p p /p /p /p

2022年北京冬奥会已成功闭幕，这场运动盛会不仅呈现了精彩绝伦的比赛，也让全世界领略了“科技冬奥”的各项黑科技。针对冬奥会期间安检查验的需求，同方威视技术股份有限公司与清华大学工程物理系、北京永新医疗设备有限公司、中国海关科学技术研究中心等单位共同合作，承担了国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项“冬奥会口岸入境旅客风险因子智能监测技术及装备”课题，通过“机器人+安检”模式，将多种尖端查验技术装备与机器人结合，成功研发具备辐射、毒、爆等多种危险品查验的PR1000智能巡检机器人，在满足重点区域无感查验需求的同时，展现口岸科技魅力。PR1000智能巡检机器人是一款专门结合冬奥会查验需求，深度融合机器人技术及先进查验技术的自主知识产权的智能装备。该机器人融合了智能导航技术、全景核辐射探测技术、痕量毒品和爆炸物检测技术，是“核生化爆毒检测”综合解决方案，为现有查验手段提供重要的辅助和补充。同时，作为智能机器人，可提供自主移动、人机交互、政策宣传等服务。PR1000智能巡检机器人融合威视独有电子鼻技术，实现毒品、爆炸物、危化品检测。该技术基于痕量检测技术，无需接触物体，通过收集物质挥发的气味分子，采用离子迁移谱进行检测，可以一次检测出上百种成分，几乎涵盖大部分生化成分，具有速度快、灵敏的优势，可以对复杂成分分辨并进行检测，在识别毒品、爆炸物、危化品的优势尤为突出。PR1000智能巡检机器人携带核因子全息定位系统，实现对核因子的广域定位追踪，可以对旅客、行包、货物及周边环境进行辐射的实时监测，当发现异常后可以实现超标快速报警，精准识别核因子种类，并以动态成像方式实现可视化追踪监控，引导机器人抵近核因子进行精准定位和精准查验。PR1000智能巡检机器人将辐射探测定位技术与机器人智能导航技术深度融合，让机器人更智能、让核恐因子无所遁形。为了满足冬奥会等大型国际活动需求，PR1000智能巡检机器人定制化语义库的语音交互功能，基于深度学习算法、构建强大的语义理解能力，定制超过2万余条素材语音库，并特别加入法、日、俄、西等多种小语种翻译，可以替代人工完成重复性法规宣传、路线指引，可以使语音更专业、更正式，降低查验人员工作难度。通过装备PR1000智能巡检机器人可实现现场查验和应急事件灵活部署、一站式服务，减少重复劳动，保障人员安全，是查验人员的好帮手，补足效率和查验全面性这一矛盾，切实解决一线查验工作痛点和难点。

p 　　5月25日，“2017第七届中国药品质量安全大会”在广州隆重开幕。本次大会为期二天，从药品生产管理与控制、药物分析与质量提升、制药产业发展、无菌工艺、微生物检测等方面展开讨论。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 泰林1.webp.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/noimg/87d807b2-39d3-4db6-81ae-5b0aabcb59ad.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp img title=" 泰林2.webp.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/noimg/b7489754-18b1-4c5b-84f6-efd02cb4b85d.jpg" / 　　 /p p 　　泰林生物应邀参加本次盛会。泰林生物带来了最新研制的汽化过氧化氢灭菌机器人，并进行现场行走演示。泰林灭菌机器人打破了传统灭菌模式，结合VHPS闪蒸汽化技术，将过氧化氢灭菌器和自主移动机器人技术结合，利用激光雷达技术，实现自主导航，自主行走灭菌，为复杂环境空间提供灭菌解决方案。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 　　 img title=" 泰林3.webp.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/noimg/8f5ddc06-7f22-45b8-9187-4401b8f398e0.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp img title=" 泰林4.webp.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/noimg/6e9460c7-81c8-4f4c-a7f9-c89039a65cca.jpg" / /p p 　　同时，泰林生物还在现场展示了最新研制产品：新型智能集菌仪、全新SIP微生物检测仪、新一代三联微生物过滤支架、取膜器、隔膜泵、匀浆仪、满足计算机化系统验证的TOC分析仪、自动取样器等相关技术和设备，以及集菌培养器、微生物检测过滤器、无菌滤膜、菌株、内酰胺酶等一批检测用耗材。现场吸引了来自全国各地的客户朋友驻足围观咨询。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 　 img title=" 泰林5.webp.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/noimg/2bf4f71e-4c70-48d2-9cd9-b2a298c7abb5.jpg" / 　 img title=" 泰林6.webp.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/noimg/131c1ad1-cd8d-4c8e-90a6-0a61a56e4387.jpg" / & nbsp img title=" 泰林7.webp.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/noimg/54796ed1-f028-4832-96d2-9ecae5eeb91a.jpg" / /p

p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 10px " 早上9点上班、晚上9点下班，一周工作6天，这就是被广大的“程序猿”吐槽的“996”工作制。但只有在科研或检测单位工作过的人才知道，实验室的工作又何止996呢。实验室工作量大，繁琐而零碎，且需要不断重复，费时费力，活生生把科研工作者折磨成“实验猿”。科研工作者需要一种仪器帮助他们降低工作量，还他们一个愉快的工作环境。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 10px " 大相机器人是一家致力于科研实验、质检分析等领域的智能生产线、科学实验机器人与自动化工作平台的定制化开发、制造与整体方案供应商。主要产品与解决方案有：化学分析实验机器人、生物培养实验机器人试剂行业智能分装系统等。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 10px " 在中国仪器发展年会期间，仪器信息网编辑在大相机器人展位前采访到大相机器人总经理赵峰先生，详细内容请点击视频观看： /p script src=" https://p.bokecc.com/player?vid=21A75EFB957D2AE99C33DC5901307461& siteid=D9180EE599D5BD46& autoStart=false& width=600& height=490& playerid=5B1BAFA93D12E3DE& playertype=2" type=" text/javascript" /script p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 10px " 赵峰先生表示，这次参加展会给大家带来了一个全新的六轴机器人的实验平台，可以做定制化的开发。它集成了称量、移液、定容、稀释等的实验工序，可以自主选择，自主定义，是一个真正意义上的科学实验平台。这个实验平台有助于提高实验室的效率，减轻实验人员的工作负担，给科研工作者一个更加愉快的工作环境。同时机器人的实验平台也代表了未来智能实验室的一个发展方向。 /p

3 月 17 日，由上海市经济和信息化委员会、浦东新区人民政府指导，工业和信息化部产业发展促进中心、上海市浦东新区科技和经济委员会、上海张江（集团）有限公司主办，上海浦东康桥（集团）有限公司等承办的 2023 机器人科技创新论坛暨第二届张江机器人生态峰会（以下简称“峰会”）在张江科学会堂盛大开幕。开幕式上，晶泰科技作为企业代表出席张江机器人谷产业联盟成立仪式。联盟的成立，将进一步推动机器人产业在浦东张江实现产、学、研、用等创新链集聚，助力张江机器人谷打造领先的机器人产业科创生态圈，成为面向上海、服务全国，推进“机器人+”创新生态建设的重要力量。本次峰会聚焦“机器人+”产业，旨在搭建机器人领域交流平台，链接产业上下游，推进机器人产业科技进步。来自机器人学界及医疗机器人、工业机器人等各细分领域的院士专家云集谋智，新锐力量集体亮相，关键技术集中展示，发展趋势集中发布，产业资源集中对接。近 70 位产业“大咖”莅临峰会，共话产业未来，共同推动产业进一步变革与升级。工业和信息化部装备工业一司副司长汪宏，国家矿山安全监察局安全基础司二级巡视员陆南，国家智能制造专家委员会副主任张相木，中国机械工业联合会秘书长、中国机器人产业联盟执行理事长宋晓刚，工业和信息化部产业发展促进中心副主任李进忠，上海市经济和信息化委员会副主任汤文侃，浦东新区科技与经济委员会副主任夏玉忠，上海张江（集团）有限公司党委书记、董事长袁涛，张江集团副总经济师、上海浦东康桥（集团）有限公司党委书记、总经理黄平等领导莅临峰会。中国科学院院士、华中科技大学学术委员会主任丁汉，中国工程院院士、机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心主任、湖南大学教授王耀南，中国工程院院士、重庆大学校长、天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室主任王树新，国家重点研发计划智能机器人专项专家组组长、哈尔滨工业大学教授赵杰，英国皇家工程院院士、上海交通大学医疗机器人研究院院长杨广中教授，俄罗斯工程院外籍院士、苏州大学机电工程学院院长孙立宁教授出席本次峰会。作为上海市特色产业园区，张江机器人谷遵循张江科学城“智能造”硬核产业集中承载区的功能定位，通过加强产业培育，实现机器人领域核心技术创新突破和龙头企业高度集聚。去年 11 月，作为张江机器人谷重要产业园区之一，张江集成创新园正式发布，以 AI 赋能为核心，聚焦于 AI +生物医药、AI +医疗器械，打造医疗+机器人世界级产业集成创新区。晶泰科技上海总部落址于张江集成创新园，建筑面积 28,000 平方米，正在建设全球规模最大的医药研发类自动化实验室工站集群，预计今年下半年“看得见的 AI 旗舰店”将正式亮相。张江是跨行业的产业高地，晶泰科技是跨界发展的科技企业，产业高地和科技企业在此产生化学反应。自动化找到了新的应用场景，晶泰科技自动化实验室正在赋能生物医药研发，已应用于药物研发过程中多个关键限速环节，并正在积极拓展新材料、新能源等行业。晶泰科技自动化工站集成了精密加粉、精密加液、六轴协作机器人、温控模块、溶清检测模块等功能模块，工站之间由 AGV 小车串联，晶泰智能调度软件则负责任务分配、过程管控、结果追踪等，晶泰科技将这些软硬件集成在一起，汇集更多企业，引领带动更大场景。更重要的是，自动化正在服务于人工智能，晶泰科技自动化实验室产生的大量标准化数据，将持续反馈给智能模型，加速迭代。未来，晶泰科技将与机器人谷的产业聚集形成多样联动，并依托药谷、医谷，开拓更多应用场景，服务更多行业领域。活动后，浦东发布、科技日报、上观新闻、文汇报等媒体对晶泰科技做了报道。

p 　　7月17日，国内最大马力的无人遥控潜水器下线。据介绍，这款由中车制造的潜水器马力相当于一台宝马X6，最深能下潜3000米，可提起4吨重物，是名副其实的深海“大力士”。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/noimg/6b0a99af-6083-4165-a875-dabbe8e1e3cc.jpg" title=" 深海机器人.jpg" / /p p 　　记者了解到，其主要用于对沉船沉物等进行应急救险、搜寻和打捞等作业。 /p p 　　对于为何进军海洋装备领域，相关负责人陈剑说，“海洋蕴藏了丰富的石油、矿产、渔业资源。此前，由于开采装备不成熟，开采成本比较高。随着人类对资源的需求越来越高，海洋成为我们开采资源的主要领域。” /p p 　　陈剑介绍，今后，“深海机器人”将用于海底油气田施工，海底电缆和光缆铺设等。未来逐步把深海机器人装备扩展到核电、潮汐发电及其他应用领域，建立中国机器人装备产业化基地。 /p p 　　揭秘1 /p p 　　如何保证深海下潜平稳? /p p 　　记者在厂房见到了两台无人遥控潜水器。它们3米见方，看起来并不太大，自重也只有5吨。 /p p 　　无人遥控潜水器一般通过一根脐带缆下放至海下3000米。这根脐带缆不仅负责升降潜水器，还要进行信号传输和供电。 /p p 　　深海下浪涌和湍流较强，如何保证脐带缆不打结?如何保证潜水器下潜时的平衡? /p p 　　技术人员严允指出了其中的秘诀。记者看到，潜水器的8个角各有一个电扇状涡轮，也就是推进器，既可提供动力，又可进行360度姿态调整。“下放时是带电操作，推进器会动态调整平衡。”严允说。 /p p 　　揭秘2 /p p 　　3000米水压下如何工作? /p p 　　陈剑说，深海装备制造对材料的要求很严格。3000米的深海水压巨大，海水对设备的腐蚀性也很大。 /p p 　　那么，如何保证潜水器在3000米海深中，抵消压力正常工作呢? /p p 　　严允说，他们使用的是压力补偿器。 /p p 　　“我们都知道，随着下沉，水压也越来越大，设备在下降过程中，一些装置内外的压差也越来越大，这就需要压力补偿器。这些仪表装置都是玻璃面板，为什么不会破碎，就是因为在下降或者上升过程中，压力补偿器自动进行动态调整，向仪表设备中充油，补偿压差。”严允解释。 /p p 　　据他介绍，水下终端装置的压力值会始终维持在0.7到1个大气压。 /p p 　　揭秘3 /p p 　　机械臂能进行哪些操作? /p p 　　记者看到，这台深海机器人有两个机械手臂，但是装备的工具不太相同。左手像一把钳子，可以用来夹持，右手自由度大一些，可以进行一些旋转操作，如拧螺丝。 /p p 　　在“手臂”周围，还有一些“眼睛”——探照灯。“根据海水浑浊度的不同，大概能照清楚3米范围，如果比较浑浊能看清1米，保证作业。再浑浊一些的话，就会启用声呐装置。”严允介绍。 /p p 　　“工作人员在船上的显示屏前进行同步操作。这么长距离输电和信号传输，会有压降和信号损失，这些我们都已经考虑在内。”严允说。 /p p 　　据严允介绍，他们生产的“深海机器人”灵敏度很高，甚至能够在海底捡起一根针。 /p p 　　■ 追访 /p p 　　开发海底资源，深海机器人能做什么? /p p 　　海洋不仅是生命起源的摇篮，还蕴藏着无尽的矿藏。如今，越来越多的国家，将目光投向深海。那么，深海中有哪些资源可供开发呢?深海机器人又能起到什么作用? /p p 　　矿产资源 /p p 　　中国大洋事务管理局处长李向阳介绍，海底多金属结核分布面积很广，我国已在太平洋调查200多万平方公里，其中有30多万平方公里为有开采价值的远景矿区，联合国已批准其中15万平方公里的区域给我国作为开辟区。此外，海底还有很多金属硫化物。 /p p 　　李向阳是国家重点研发计划“深海多金属结核采矿试验工程”的项目负责人，据他介绍，2001年5月，我国与国际海底管理局签订多金属结核勘探合同，矿区面积为7.5万平方公里，为期15年。“去年已经续期5年。”李向阳说，2011年和2014年，获得西南印度洋1万平方公里的多金属硫化物勘探合同区和西北太平洋3000平方公里的富钴结壳勘探合同区。 /p p 　　开矿正是深海无人潜水器的应用之一。中科院海洋研究所所长助理刁新源说，这些深海潜水器，还可帮助科学家绘制海底地形图。 /p p 　　“此前受高度限制，地形分辨率只有十米级，有了深海潜水器以后，几乎可以完全贴近地形滑翔，测绘出地形分布图，目前可以做到厘米级。”刁新源说。 /p p 　　电力资源 /p p 　　海上风电今后也将向深海方向发展，华东海上风电研发中心主任赵生校介绍，我国海上风电目前主要在近海区域，从初步规划来看，水深5到25米范围开发潜力是2亿千瓦 水深5米到50米开发潜力是5亿千瓦。 /p p 　　“这跟我国水电差不多在同一量级上，开发前景广阔。海上风电今后会往深海方向发展，我国大部分风电规划在50公里离岸距离范围内，江苏规划接近100公里。而欧洲一些海上风电先进国家，已经建设到接近150公里。”赵生校说。　　 /p p 　　在海上建风电设备，铺设电缆是个问题。陈剑介绍，深海机器人有一项功能就是铺设海底电缆。“近海电缆铺设要求高，铺设深度要求2米，航道穿越锚地要求更深，在3米以上。”赵生校说。 /p p 　　生物资源 /p p 　　近来，一些深海新物种的发现，令很多人认识到深海有着完全不同的生态系统。 /p p 　　“海底高温、黑暗、高盐的环境，使深海生物有着特殊的生理特性和基因表达，这对工业酶的开发是一种新的资源。”李向阳说。 /p p 　　中科院海洋研究所所长助理刁新源则表示，深海有很多未知生物有待发现。 /p p 　　作为“科学号”考察船运管中心主任，刁新源在科考中与同事发现了很多新的生物。“通过一些深海无人潜水器，我们获得了大量深海生物样品。在深海冷泉区、热液区和海山区等不同海底环境中，发现了9个大型深海生物新物种。在马努斯热液化能生态系统中，发现了1个新属，5个新种。”刁新源说。 /p

国内外机器人关节测试技术现状及展望石照耀，程慧明引言2021年中国机器人行业市场规模为1306.8亿元，预计2022年行业市场规模将达1712.4亿元，同比增长31.0%，增速全球领先。关节是机器人执行姿态控制的执行部件，其性能对机器人的整机性能和可靠性起决定性作用。按动力来源可以分为液压、气动和电机驱动三大类，本文主要介绍电驱动关节。关节主要由传动、控制和传感部分组成，其中传动部分由电机、减速器和结构件组成，控制部分由驱动模块及通信模块组成，传感器部分使用了位置、力矩、电流和温度等。随着机器人应用领域与规模的快速扩张，关节种类不断增加、性能也不断优化。与此相适应，对关节性能的表征、测试和评价也成为了当前的研究热点。全面考察机器人关节测试技术现状，发现整体上呈现出四个特点：（1）测试技术多来源于减速器和电机测试技术，缺乏完全适用于关节的整机测试技术。（2）国内外研发的测试设备主要针对大中型关节，而针对小型或微小型关节的测试技术和设备较少。（3）对关节的测试多集中在减速器和电机上，而不是将关节作为一个整体进行测试。（4）测试参数不全面，多集中于关节的定位精度、速度响应能力上，缺少对其传动精度参数、电参数及其与机械参数的测试和融合分析。机器人关节的结构不简单，同时蕴含着复杂的能量转化、能量传递以及运动控制等问题。应用场景的多样化对机器人主机装备的运动性能精度、负载控制、能耗效率、振动噪声、服役寿命等性能提出了更高的目标，这对关节的综合性能提出了进一步的要求。因此对机器人关节进行综合性能测试，获取关键性能指标，并为设计提供指导具有重要意义。1 关节分类1.1 类型机器人关节的种类众多，可大致划分为刚性关节和弹性关节两类。刚性关节主要由电机、高传动比减速器、编码器、力矩传感器和控制器等组成。Albu-Schaffer等为德国宇航局的轻量机器人设计的机器人关节，包括无刷电机、谐波减速器、绝对编码器、增量编码器、刹车和力矩传感器等，如图1所示。Samuel Rader等设计的机器人关节装有陀螺仪，可以实现更加精准的姿态控制。由于材料和设计上的限制，刚性关节存在功率密度值不高和机器人受冲击情况下关节强度不够的问题，因此刚性关节在使用上存在一定的局限性。图1 刚性关节弹性关节分为串联弹性关节与并联弹性关节两种。弹性关节的设计原理来自于Hill肌肉三元素力学模型，以求更好的模拟人体肌肉功能。Pratt首先提出了串联弹性关节的概念，串联弹性关节在减速器和电机之间增加弹性连杆，用于降低外部冲击载荷和储存能量。Vanderborght等设计了可平衡位置的关节，Negrello等设计了新型关节，并进行了负载能力和抗冲击能力实验,如图2所示。并联弹性关节是在机器人整机上增加并联弹性连杆，通过和关节共同配合，来达到释放冲击和储能的功能。图2 弹性关节1.2 技术要求机器人应用场景的多样化对关节的技术提出了不同的需求，以刚性关节为例，大致可以分为两类，如表1所示。表1 关节技术要求第一种类型关节被广泛应用于教育机器人、玩具机器人和餐饮机器人等，对关节的传动精度要求相对较低，通常对整机的回差要求小于60′。减速器的齿轮模数在0.2mm-0.5mm之间，材料以金属和塑料为主，种类有平行轴齿轮减速器、行星齿轮减速器、面齿轮减速器，其中平行轴齿轮减速器较为常见，部分减速器内部会增加离合机构，当机器人跌倒减速器受到冲击时，用于保护内部结构，该类型关节通常没有力矩传感器。第二种类型的关节广泛应用于大型双足服务机器人、工业机器人和航空航天领域的空间机械臂等，此类关节对传动精度要求较高，通常对整机的回差精度要求是小于3′。其减速器的传动形式主要有行星减速器、摆线针轮减速器、谐波减速器，其中谐波减速器最为普遍。电机多使用直流无刷电机和永磁同步电机，在安装上多采用无框形式。位置检测传感器有光栅编码器、磁编码器，力矩传感器有应变扭力计。2 关节测试方法现状机器人关节的性能主要反映在传动精度、机械参数、响应参数和电参数等指标上。减速器和电机作为关节的重要部件，两者测试技术的发展为关节测试技术提供了借鉴，但减速器和电机的质量不能反映关节整机的质量，因此对关节的测试应面向整机。2.1 传动精度传动误差和回差是评价关节运动输出精度的主要指标。传动误差既反映了传动部分制造误差和安装误差，又反映了其抵抗外界环境（如温度、负载等）的能力。回差则反映了关节传动系统中的间隙，其主要由空程回差、弹性回差、温度回差等组成。2.1.1 传动误差（1）测试方法对精密减速器等传动链的传动误差测试技术研究可以追溯至上世纪50年代，K.Stepanek研制出基于磁栅式传感器测试齿轮机床动态误差的设备。C.Timmc基于光栅式传感器，通过将旋转角位移转换成相应电信号输出以得到传动误差的一种测量方法。黄潼年先生提出了“单面啮合间齿测量法”，发明了齿轮整体误差测量技术。彭东林提出一种时栅传感器，用于对传动误差进行测量。国标GB/T 35089-2018对机器人用谐波齿轮减速器、行星摆线减速器、摆线针轮减速器等精密传动装置的试验设备、传动误差试验方法及其数据处理方法做出规定。机器人关节的传动误差测试技术来源于上述方法，关节的传动误差是指：对应伺服电机任意转角，关节的实际输出转角与理论转角之间的差值，传动误差曲线如图3所示。图3 机器人关节传动误差示意图文献[3]基于光栅法对关节的传动误差进行测试。文献[4]利用高精度光栅测量关节的输出角度，关节电机编码器测量输入端角度，实现了对关节整机传动误差的测试。（2）测试难点关节是一种复杂的机电一体化产品，由于在工作原理、机械结构、传感器配置和控制方式等方面不同于其他的齿轮传动机构，使得对关节传动误差的测试也存在不同，因此在测试方法上带来了一系列的不确定和难点问题。根据GB/T 35089-2018对精密减速器传动误差测试设备的规定，在减速器的输入端和输出端分别利用高精度角度编码器采集角度数据。对关节传动误差的测试，是以关节整机为测试对象，关节输入端角度数据的采集依赖于关节电机编码器。部分关节编码器精度较低或者没有安装电机编码器，因此在此类关节传动误差的测试中如何保证输入角度的有效性是一个难点问题。目前的解决方案有两种，一是文献[4]中所利用的等时间间隔采样方式，该方法可以在一定程度解决编码器精度不足的影响，但该方法可能存在时间滞后和关节本身不支持该模式的问题；二是以控制器发出的指令角度为输入端角度，即以理论转角为输入端角度，该方法符合关节传动误差的定义。综上所述，关节的传动误差测试方法多来源于精密减速器等传动装置，但由于关节本身的特点，使得其传动误差的测试方法具有一定的特殊性。2.1.1 回差（1）测试方法机器人关节的回差是指：关节的输入端伺服电机运动方向改变后到输出端运动方向跟随改变时，输出端在转角上的滞后量。按照测试原理的不同，对关节回差的测试可以分为静态测试和动态测试两种。静态测试：是指将关节的输入端固定，通过输出端加载、卸载，获取滞回曲线而完成的回差测试，滞回曲线如图4所示。输入端固定，给输出端逐渐加载至额定转矩后卸载,再反向逐渐加载至额定转矩后卸载，记录多组输出端转矩、转角值，绘制完成的封闭的转矩-转角曲线。图4 滞回曲线示意图在关节输出端不同位置进行回差测试，获得各个位置的回差，由此获得静态测试的回差曲线，如图5所示。图5 静态测试的回差曲线 动态测试法：通过测试关节的双向传动误差曲线，获取回差曲线而完成的回差测试。首先测出关节正向传动误差曲线，使输入端正向多转一定的角度后反向旋转，然后在相同条件下测出关节反向传动误差曲线，如图6所示。图6中反向传动误差曲线与正向传动误差曲线对应点的代数差即构成回差曲线，如图7所示。文献[5]采用动态测试方法对小型关节进行了回差的动态测试实验，并和静态测试进了对比，发现结果大体一致，可以在一定程度上进行相互印证。图6 双向传动误差曲线图7 回差曲线（2）测试难点同传动误差测试类似，关节回差的测试也不同于精密减速器等传动装置，对测试方法的研究也需要从关节本身的特点来考虑。(1)关节带电状态是影响关节回差测试的一个重要因素，按照关节回差静态测试方法的定义，需要将关节的输入端固定，即电机轴抱死。关节上电后电机轴抱死，在静态测试过程由于电机反向电动势的阻碍，会对测试结果产生影响。(2)角度编码器精度和有无问题同样影响关节的回差动态测试，按照定义需要获得双向传动误差曲线，进而获得回差曲线。在实际测试过程中，若采用等时间间隔采样的方式，则会存在采集点无法对齐的问题。若采用理论角度为输入端角度的方法，则存在测试不连续的问题。(3)联轴器变形会影响关节回差测试结果，在加载测试中需要对联轴器变形进行补偿。2.2 机械参数2.2.1 启动转矩与反启动转矩测试机器人关节的启动转矩测试是指关节的输出端在无负载情况下，关节内部的电机缓慢进行转动，至关节的输出端转动，期间利用关节内部的力矩传感器采集转矩变换情况，利用测试设备的高精度角度传感器来实时判断关节输出端的转动情况，取转矩的最大值为启动转矩，测试曲线如图8所示。需要注意的是若关节内部没有力矩传感器则无法进行启动转矩和反启动转矩测试。机器人关节的反启动转矩测试是指关节的输入端在无负载情况下，测试设备的加载电机缓慢进行转动，直至关节的输入端转动，期间利用测试设备的力矩传感器采集转矩变化情况，利用关节内部的输入端角度传感器实时判断关节输入端的转动情况，取转矩的最大值为反启动转矩，测试曲线如图8所示。需要注意的是对关节的反启动转矩测试要在不带电下进行测试，因为电机在带电状态下反向转动会存在反向电动势，对关节转动存在阻碍。图8 启动(反启动)转矩曲线2.2.2 工作区工作区用转速和转矩组成的二维平面坐标区域表示，如图9所示。关节运行时温度不超过关节允许最高温度，能长期工作的区域为连续工作区。图中连续工作区域是由关节的发热、机械强度、以及关节内驱动器的极限工作条件限制的范围。超出连续工作区，允许关节短时过载运行的区域为断续工作区。图9 工作区2.3 响应参数2.3.1 位置响应频带宽度根据JB-T 10184-2000的规定，对关节位置响应频带宽度的测试应按照如下方式。在给定某一恒定负载的情况下，关节输入正弦波信号，随着正弦波信号频率逐渐升高，对应关节位置输出量的幅值逐渐减小同时相位滞后逐渐增大，当相位滞后增大至90°时或幅值减小至输入幅值的1/根号2时的频率即为系统位置响应频带宽度。2.3.2 正/负阶跃输入的位置响应时间关节在空载条件下或按照试验要求加载某一恒定负载（根据需求确定转动惯量和扭矩大小）。外部控制器发送由0到1的正阶跃信号给关节，并同步读取角度传感器的数据，记录关节从阶跃信号发出至位置达到0.9的时间；重复上述试验，取多次试验的平均值即为关节的正阶跃输入的位置响应时间，测试曲线如图10。图10 正阶跃输入的位置响应时间同理，外部控制器发送由1到0的负阶跃信号给关节，并同步读取角度传感器的数据，记录关节从阶跃信号发出至位置达到0.1的时间；重复上述试验，取多次试验的平均值即为关节的负阶跃输入的位置响应时间，测试曲线如图11。图11 负阶跃输入的位置响应时间2.4 电参数电参数测试用于反映关节在工作状态下电流、转速、功率、效率与转矩之间的关系。电参数测试分为恒定加载测试与梯度加载测试。恒定加载测试是指关节输出端施加某一恒定负载的情况下，测试关节的电流、转速及转矩变化情况；梯度加载测试是指关节输出端梯度加载的情况下，测试关节转矩与电流、转速、效率、输出功率之间的关系，获得相应的特性曲线。2.4.1 恒定加载测试恒定加载测试的目的是为检测关节在空载或稳定负载情况下，其瞬时电流、瞬时转速及瞬时转矩的波动情况，上述参数测试原理及测试曲线示意图如表2所示。表2 恒定加载测试2.4.2 梯度加载测试梯度加载测试的目的是为检测关节在最高转速下，关节输出端负载从0Nm开始等时间梯度加载至堵转力矩为止的过程中，关节的电流、转速、效率、输出功率之间的关系，获得转矩—电流曲线、转矩—转速曲线、转矩—输出功率曲线、转矩—效率曲线以及关节最佳工作区域综合曲线，上述参数测试原理及测试曲线示意图如表3所示。表3 梯度加载测试3 关节测试设备现状3.1 大中型关节测试设备在工业领域内成熟的商用大中型关节测试设备不多，本文列举多型大中型关节测试设备，从测试范围、测试功能、测试精度、测试原理以及测试数据运用五个方面进行对比，如表4所示。表4 大中型关节测试设备由上表可知，大中型关节测试设备基本以单一类型性能参数测试为主，涉及定位精度、响应参数和机械参数，测试技术主要借鉴电机测试技术，少量来源于精密减速器测试技术，存在测试项单一，功能不完善等不足。在测试数据运用方面，主要目的为验证关节机械设计和运动控制算法的可靠性和有效性。目前面向大中型关节的测试设备正朝着综合性能测试和云端测试的方向发展，作者团队所研制的新型机器人关节综合性能测试机可以实现对关节传动精度、机械参数、响应参数、电参数和抗干扰等性能参数的综合测试，测试机的性能指标如表5所示，测试机如图12所示。表5 新型机器人关节综合性能测试机图12 服务机器人小型关节综合性能测试机利用该测试机实现了对关节性能全面测试，相关测试结果如图13所示，分别为传动误差、抗干扰性能和阶跃响应测试。图13 关节测试测试机还具备云测试与数据云交互的功能，相关架构如图14所示，将关节测试中涉及的测试设备、传感器、控制软件、分析方法、测试方法、测试数据和辅助设备虚拟化为服务资源，通过通用的硬件设备接口和软件接口，依托云平台，实现了各测量资源统一的、集中的信息化和智能化组织管理和运用，最终面向用户提供个性化的测试服务和体验。图14 关节云测试架构3.2 小型关节测试设备小型关节测试的难点主要表现在：(1)传感器精度问题，小型关节内部的传感器精度较低，影响测试结果的准确性；(2)传感器缺乏问题图15 服务机器人小型关节综合性能测试机图16 能测试机小型关节测试综上所述，在机器人关节测试设备研发领域存在测试项单一，测试数据运用不足等的问题，考虑到关节对于机器人市场的重要性和特殊性，对其测试技术的研究和测试设备的开发越发的迫切。

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 新型冠状病毒疫情对检测和医护人员造成了极大的压力，梅雪松教授团队将已经成熟的工业机器人技术和医疗应用相结合，快速研发出体温筛查巡检机器人、无人消杀巡检机器人这两款产品，并已在医院、海关等投入使用。 /p p 　　体温筛查巡检机器人搭配热成像人体测温系统，具有人脸识别功能，可同时自动追踪抓取多个发热人员，测量精度高，实现7天24小时智能监测预警，实现对历史数据的回溯、数据分析等，极大地降低了工作人员工作强度和暴露风险。 /p p 　　无人消杀巡检机器人配备紫外线消杀管，适用于车站、机场、医院等各种环境，有效提高消杀效率，同时降低人群暴露风险，可以实现无人值守、远程遥控等功能。经过测试，1000平方米的场所用机器人消毒只需要2.5小时，人工则需要一整天，机器人的工作效率大概是人工的10倍。 /p p 　　这两款产品尤其适合危险的地方，如武汉的方舱医院，用机器人来进行测温、配送药品食物等，可以有效地保护医生护士等一线人员。产品在设计时依据医用标准，符合测温精准度，具有消毒效果。目前，医院的反馈效果良好，每个科室仅配置1台即可。 /p p br/ /p p br/ /p

p 　　科技是推动社会发展核心驱动力，人类社会也随着一轮又一轮的科技革命，逐渐迈向更为智能化的时代。在检验检测行业，人工智能和机器人技术同样是促进产业实现转型升级的有效推动力。 /p p 　　近年来，机器人的核心技术突破明显。以往，传统工业机器人主要依从一系列控制指令完成任务，随着人工智能技术在感知、人机交互、行动控制、智能决策等领域的发展，机器人在也逐步升级。例如通过机器人视觉能够让分拣机器人更精确的识别，传感系统可以感知周边环境等。 /p p 　　根据国家统计局的数据显示，上半年我国工业机器人产量7.4万套，同比增长23.9%。自2013年以来，我国就已经成为全球最大的机器人市场。据OFR近期公布的数据显示，2017年全球工业机器人销量达38.7万台，同比增长31%，其中中国销量13.8万台，同比增长58%，较去年提高6个百分点。全球工业机器人销量的绝对值中，一半的增长来自中国。预计到2020年，中国服务机器人年销售额将超过300亿元。随着人工智能等先进技术的快速发展，机器人迅速从工业领域向服务行业渗透，服务机器人展现出比工业机器人更为广阔的市场空间。 /p p 　　此外，人工智能也正以前所未有的速度向前发展。全球顶尖的IT和互联网公司都加大了对人工智能领域的投入，报告Google、FaceBook、微软等跨国企业。我国把“人工智能”一词也写入了国家“十三五”规划纲要，人工智能进入爆发式增长的拐点。 /p p 　　那么，机器人与人工智能与检验检测行业有什么必然联系呢?从发展现状来看，我国的检验检测市场化机制正在形成，国内第三方检测也逐步放开，一切都呈现出渐入佳境的趋势。但与此同时，相关人士也发现，检验检测行业的集中度较低，国有、外资、民营检测机构三分市场，检验检测行业亟需通过机制改革和技术创新进行资源整合，劳动密集型、自动化、智能化和标准化程度也有待进一步提高。 /p p 　　随着劳动力价格的上涨，中国制造业的“人口红利”正在不断消失，同时，技术进步和产业升级导致“机器”成本逐渐降低，“机器换人”已经成为一种新的发展趋势。SGS等知名检测机构已经陆续开发了基于机器人的智能化检测系统。例如在集装箱检验检疫熏蒸处理上，基于智能移动机器人平台能够取代人力完成溴甲烷、磷化氢、乙酸乙酯等熏蒸剂的投放、浓度检测、环境残留检测等工作，把作业人员从有毒有害危险及恶劣的环境中解放出来。 /p p 　　在人工智能与检验检测行业的结合上，人们利用VR、AR、MR等技术形成全新的检验检测培训认证体系。基于人工智能全新模式的检验检测培训认证模式将为检验检测行业带来前所未有的发展契机，在观察性学习、操作性学习、社会性学习和研究性学习中都具有广阔的应用前景 建立深度学习，模拟人脑进行分析学习的神经网络，提高检验检测的科学性和一致性 “区块链+检验检测”技术，进一步深化检验检测监管模式，节约信息传递成本，提升检验检测公信力。2018年，中国检科院与京东集团联合打造区块链防伪平台，用技术对燕窝实施全面流程追溯，实现进口燕窝产品从源头到国内经销环节的全流程可追溯。同年，上海机场检验检疫局为推动进口消费品检验监管模式创新，构建的区块链数据平台成功落地，通过区块链数据平台，工作时间至少可以缩短3天。 /p p 　　据IHS预测，2020年全球潜在检验检测服务业市场规模将超过200亿欧元。广阔的市场前景更凸显了引领行业走向智能化的必要性。通过机器人操作提高检测准确度和效率，借助智能化延伸第三方检测的价值链条，为相关行业决策提供第一手资料，都将有力促进行业的变革和崛起。 /p

据市场一线反馈，黄陵矿业煤矸石发电有限公司于2020年底，购买了三德科技的SDRASC机器人存查样柜系统、SDRPS机器人制样系统、SDIAS无人化验系统、SDPS全通采样系统和燃料管控系统，用于该单位的2×300MW机组物料智能化系统建设。这是目前市场上燃料智能化EPC项目中机器人配置最多的项目（其他单位一般只有单一的机器人制样系统或机器人化验系统），此举旨在通过运用先进的机器人进行无人化操作，将煤矸石发电有限公司打造成集团最先进的标杆单位。采样区效果图 SDRPS机器人制样系统效果图 SDRASC机器人存查样系统效果图 SDAIS无人化验系统效果图 三德科技历经近30年的成长与沉淀，已逐步成为专业从事仪器及自动化/无人化系统研发、制造、销售、实施及运维的供应商，可提供产品全生命周期一站式服务（从立项、售前预案、招投标、技术协议、蓝图设计、详细设计、生产加工、现场调试、试运行、运维质保到产品报废）。时代在变，但我们“成就客户，做客户信赖的长期伙伴”的心志不移。在接下来的安装、调试、及运维环节，我们将一如既往地倾注专业、专注的投入，用认真负责的态度，为黄陵矿业煤矸石发电有限公司做好服务，以我们仪器及自动化/无人化系统的专业、引领能力，成就客户。黄陵矿业煤矸石发电有限公司，是黄陵矿业集团下属全资子公司，是一个以煤矸石、煤泥、低热值中煤为燃料，利用井下疏干水，兼顾向黄陵矿区生产、生活系统及周边居民集中供热的资源综合利用企业，是陕西省最大的资源综合利用发电企业。目前，煤炭采制输存化及燃料管控建设项目正有序推进中，后续三德科技将根据项目进展情况，进行不定期跟踪报道。黄陵矿业煤矸石发电有限公司全景（图片来源于网络）

由武桥重工和上海交大历时7年联合研制的中国首台深井探测机器人，8月18日在四川锦屏水电站地区海拔2000米地下岩层实验成功。此项成果的成功研制，标志着中国对地下深层复杂地质环境的研究取得了突破性进展，填补了国内深井地应力测量空白，创造了全球领先水平。 　　据武桥重工负责此项研究的国家级专家涂光骞18日介绍，该机器人呈圆筒形，主要由“大脑”、“躯体”和“触角”组成，“大脑”为地面控制系统，通过电脑显示和控制该机器人的地下活动。 　　在四川锦屏水电站海拔2000米的地下岩层，电脑显示器对机器人的活动一目了然：机器人深入到预定深度之后，各“触角”轮番上阵，支撑固定位置、打扫岩面、吹干、磨平、喷涂粘胶、粘贴应力片、测量应力，所有功能一气呵成，半个小时就收到了第一组数据，现场试验取得圆满成功。 　　深井探测机器人学名为地应力测井机器人，为国家自然科学基金会国家级重大科研项目。该技术将主要用于地壳稳定性分析，地质构造，水库、水坝的地质分析，并对地震、泥石流等地质灾害能起到预测和预防的作用。 　　“上天容易入地难”，涂光骞介绍说。目前，国际上对深井探测的方法主要为应力解除法和水压致裂法，但这些方法均无法提供精确的地下岩石应力情况，深井地应力测量是一个全球性技术难题。此次中国研制的地应力测井机器人直径不足200毫米，很好地解决了测量的精确性。 　　今年5月中旬，深井探测机器人在武桥重工首露“真容”，并在实验室模拟现场展示了全部功能。此次在四川锦屏水电站的实验，是该机器人首次进入工程应用阶段并取得成功。

近日，昆山高新区机器人产业发展研讨会举行，江苏省机器人科技产业园同时揭牌。会前，昆山市委书记管爱国会见了前来参加研讨会的中科院院士、清华大学教授张钹以及中国机器人产业研究领域的众多领军人物。市领导黄健、党建兵参加会见并出席研讨会开幕式。 　　会见时，管爱国说，当前，昆山正把增强自主创新能力、创造更多品牌产业作为转型发展努力的方向，重点发展以机器人、生物技术等为重点的新兴产业，特别需要更多的领军人才、更高端的核心技术加盟，希望各位机器人产业领域的专家、学者在为昆山机器人产业献计献策的同时，把技术、项目、人才带到昆山，扶持昆山的机器人产业发展壮大。张钹期待进一步深化与昆山的产学研合作，促进昆山机器人产业发展壮大。 　　研讨会上，北航机械工程及自动化学院院长、科技部863先进制造领域专家组组长王田苗，哈工大机械工程学院院长、机器人研究所所长、科技部863智能机器人主题专家组组长赵杰， 　　科技部863机器人主题办项目主管刘进长等20多名国内机器人领域的专家，就机器人技术与产业发展思考、机器人创新与应用、服务机器人产业化等主题进行了深入探讨，给昆山发展机器人产业、抢占技术市场带来新思维、新路径。会议期间，与会代表和专家还参观了昆山高新区机器人产业基地、华恒焊接股份有限公司、工研院智能机器人研究所等，对昆山市发展机器人产业有了更为直观的认识。 　　规划面积500亩的昆山高新区机器人科技产业园目前已聚集25家企业，投资总额超15亿元，正逐步发展成为自主创新能力强、产业竞争力强的战略性新兴产业发展重要载体，今年10月被省科技厅确认为省级科技产业园。

水下智能检查机器人 　　近日，由中科院光电技术研究所自行研制的多功能水下智能检查机器人通过了专家组鉴定。专家组认为该机器人各项性能指标均达到预期目标，在水下动密封技术、水下姿态检测、多传感器信息融合、图像识别、水下测量等关键技术上达到了国内领先水平。 　　水下智能检查机器人是在中科院“西部之光”资金及所专项资金的大力支持下，由光电所四室科研团队历时2年完成。与其他水下智能机器人不同的是，光电所研制的智能检查机器人可以在水下高辐射环境中，从事核电水下探测、堤坝检查、管道检测、异物水下打捞等工作。目前，光电所四室已先后为秦山核电有限公司、中国核动力设计研究院、广东核电集团等多家单位提供了定制设备，产品应用后受到了用户的一致好评。 　　水下智能检查机器人的成功研制填补了国内核电智能机器人的空白，也为光电所承担的2013年国家973计划“核电站紧急救灾机器人的基础科学问题”积累了丰富的前期研发经验。 产品化的机器人检查设备

超疏水微型机器人可以在外界刺激下在水面上高效游动，围绕这一现象科学家展开研究，探索这一特性在相关领域的应用前景，例如细胞操作、净化水源等。然而，目前大部分对于超疏水微型机器人的研究均是围绕单一刺激的驱动模式，使得超疏水微型机器人的运动和功能在复杂的水环境中受到限制。 　　针对这一问题，中国科学院沈阳自动化研究所微纳米课题组科研团队开展了创新性研究，利用模板辅助法研发出多刺激响应超疏水微型机器人，其中超疏水的作用减少了水对微型机器人的阻碍。该微型机器人内部具有感知红外光和磁场的单元，可以储存化学试剂，使其可在光场、磁场等(即多场驱动)的控制下在水面快速游动。基于微型机器人的多刺激响应特性，在多场联合控制下，微型机器人实现了协同配合操作。相关研究成果以Multistimuli-Responsive Hydroplaning Superhydrophobic Microrobots with Programmable Motion and Multifunctional Applications为题，发表在ACS Nano上。 　　该研究对微型机器人的稳定性和环境适应性进行评估。结果表明，机器人在水面上可以实现预编程的轨迹运动，尤其是在化学试剂的作用和磁场的驱动下实现了不同轨迹的运动。科研人员进一步探索了在多场驱动下实现多个机器人运动控制的可能性。研究表明，在光场和磁场作用下，多个机器人实现了协同配合操作，可以夹取大于自身尺寸较多的结构块。随着制备工艺的提升，微型机器人的尺寸有望进一步缩小，在细胞操作、生物组织构建等领域颇具应用前景。 　　微纳米机器人课题组始终致力于小尺寸机器人研究，针对毫米级、微米级、纳米级机器人开展了系列研究，在磁驱动毫米机器人、光驱动毫米机器人、热驱动毫米机器人、气泡微米机器人、细胞微米机器人、混合驱动纳米机器人等方面取得了系列成果。 　　研究工作得到中科院“青年团队计划”、国家自然科学基金、机器人学国家重点实验室等的支持。多刺激响应超疏水微型机器人驱动与控制

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 前两个月登上Nature封面的利物浦大学机器人研究员，仅用八天时间就完成了人类需要数月才能完成的催化剂实验， span style=" color: rgb(227, 108, 9) " strong 这让我们似乎可以窥见未来实验室的样子——“无人、高效、智能” /strong /span strong 。 /strong 此外，利物浦大学的研究人员还公开了实验室站点的设计资料和机器人工作代码，让其他实验室中“雇佣”机器人研究员成为了可能 sup 备注1 /sup 。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 212px height: 283px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/eff112ca-e61f-43cb-8b50-5ad73690c432.jpg" title=" 1.png" alt=" 1.png" width=" 212" height=" 283" / /p p style=" text-indent: 2em " strong style=" color: rgb(227, 108, 9) text-align: justify text-indent: 2em " 在激动兴奋之余，咱们来聊一聊实验室里的那些有趣的机器人。 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 据天眼查专业版数据显示，我国2020年1-8月新增“机器人”企业数量近四万家，已接近2019年一整年的新增企业的数量。 span style=" color: rgb(227, 108, 9) " 喷涌而来的新企业和新项目告诉我们一个事实，机器人被部署好指定工作后，其可靠度要远高于人类。 /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 机器人一般分为服务类机器人和工业机器人，服务类机器人多指用来服务人类生活需求的机器人，而工业机器人一般是用于生产需求的。本文中的机器人指工业机器人，虽然形态不同外貌各异，却都是实现实验室自动化的非常重要的工具。通常情况我们会用自由度/关节来对机器人进行标记，类同人类的手臂一样，自由度/关节越多，灵活度越好。而在国内实验室中，我们也时常可以看到机器人的身影。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(227, 108, 9) text-decoration: underline " strong 在科学仪器领域，也有多家企业推出了不同功能的机器人，本文将举例介绍并进行简要分析。 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong Tecan的全自动液体处理工作站 /strong sup 备注2 /sup 中使用的液体处理机械臂，是临床中常见的三个自由度的机器人形式，其优点就是高通量移液，一次处理很多样本，甚至可以增加3个机械臂（机械抓手）来提升样品处理速度，可以大幅提高工作效率和移液准确性。 /p p style=" text-align: center" img style=" width: 415px height: 221px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/4de60dbe-24a6-43d9-a5b0-69e44334cf19.jpg" title=" 2.png" width=" 415" height=" 221" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " 移液机械臂 图片来自：Tecan官网 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong Thermofisher的SCARA机械臂 /strong 不同于上图中的机械手只有3个维度的自由度，该SCARA机械臂有4个自由度 sup 备注3 /sup 。值得一提的是该机械臂上配置了视觉部分，可以进行视觉示教，这对于实验员的操作是非常友好的。 /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/4bc7fe56-92b7-410d-9bd1-c70992cd60d2.jpg" title=" 3.jpg" width=" 309" height=" 309" style=" width: 309px height: 309px " / br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " Spinnaker 图片来自：Thermofisher官网 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 除了少数厂商开发自有的专用机械手外，更多的企业选择使用市面上技术非常成熟的通用型机械手。像前文中提到的机器人研究员，是采用的7轴机器人，机器人的下方是可定位控制柜，该机器人有7个自由度，灵活性非常好，价格也较为昂贵。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 岛津前不久也推出了 /strong strong 直读/荧光仪自动化系统中使用了通用型机械手 /strong sup 备注4 /sup 。XYZ机械手有三个自由度，这对于实验室中部分流程而言已足够，且性价比较高，可以用于样品在既定位置的搬运、移动等工作。六轴机械手拥有6个自由度，因此拥有很好的灵活度和速度，应用范围也更为广泛，可以完成更为复杂的流程和工作，一般可达速度在2m/s。 /p p style=" text-align: center" img style=" width: 309px height: 188px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/2869f445-dd89-4c13-83bc-388598e93abd.jpg" title=" 4.jpg" width=" 309" height=" 188" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " 六轴机械手 图片来自：岛津官网& nbsp /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/7f851b89-a855-473e-932c-931fdb5be14b.jpg" title=" 5.jpg" width=" 315" height=" 258" style=" width: 315px height: 258px " / br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " XYZ机械手 图片来自：岛津官网 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(227, 108, 9) " strong 除了分析仪器企业，很多设备集成商也在积极布局实验室机械手。 /strong /span span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 例如 strong 去年艾法史密斯在海螺水泥集成的智能实验室 sup /sup /strong sup 备注5 /sup ，使用六轴机械手完成样品的传送过程，最终完成样品的检测。 /span /p p style=" text-align: center" img style=" width: 514px height: 252px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/8ac6f556-9930-4724-a7dc-a6f8e97de814.jpg" title=" 6.png" width=" 514" height=" 252" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " 海螺水泥智能水泥工厂 图片来自：安徽新闻联播 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong Instron的试验机 /strong 也使用了六轴机械手来组建全自动测试系统 sup 备注6 /sup 。 /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/36f35dcd-869f-4a30-bc02-6d8b5a7c07be.jpg" title=" 7.jpg" width=" 395" height=" 296" style=" width: 395px height: 296px " / br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " Instron 的机械臂测试系统 图片来自：Instron 官网 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(227, 108, 9) " 有些机器人已经在不同的领域大放异彩，虽还为应用于实验室，但对于未来的智能实验室拥有很大的应用前景，下面我们来简单举例介绍。 /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong ABB的双臂机器人YuMi /strong ，是一款人机协作型机械臂，不同于普通的机器人，该机器人有14个自由度，在协作型机器人中速度很快，也非常灵活。 strong 这在未来实验室中处理一些复杂的动作较有优势。 /strong /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 458px height: 319px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/09940306-619d-4864-bfd2-c704dee29754.jpg" title=" 8.png" alt=" 8.png" width=" 458" height=" 319" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " ABB的YuMi 图片来自：ABB官网 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 并联机器人，俗称蜘蛛手 /strong ，一般会用来分拣流水线上的产品，配合视觉系统后，蜘蛛手如虎添翼，分拣速度非常快。 strong 这款机器人适用于未来第三方检测机构流水线式检测的分拣中，可以大幅减少人工成本。 /strong /p p style=" text-align: center" img style=" width: 235px height: 285px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/d3fc537d-0df6-4eaa-ab42-cdedd8e96977.jpg" title=" 9.png" width=" 235" height=" 285" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " Fanuc的并联机器人 图片来自：Fanuc官网 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 大型物流仓库中的满地奔忙的几百个 strong AGV小车 /strong ，也是当前机器人中炙手可热的类型。 strong 类似的传送式机器人已经才部分的第三方检测机构中布局，从仓储、耗材、样品到检测的流程可以全部由这类机器人来完成，准确性和效率都会有大幅提升。 /strong /p p style=" text-align: center " img style=" width: 368px height: 208px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/aa57981d-3a6a-4403-8d12-5905b740cae8.jpg" title=" 10.png" width=" 368" height=" 208" / /p p style=" text-align: center " span style=" text-indent: 0em " 京东物流仓库 图片来源：CGTN /span br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 此外，还有水下机器人、倒装机器人、高/低温机器人、食品用机器人等等用于各种行业的各种特殊需求。 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 中国制造被提出以后，从集成商到设备厂商乃至客户，针对单体设备的自动化操作还是整套流程的自动化，都在围绕提高效率、降低廉政风险来开发机械手替代的自动化方案，这是明智之举，也是发展方向。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(227, 108, 9) " strong 虽然经常会听到人类被机器人替代工作的消极声音，但是在笔者看来，机器人代替人类工作不是为了让人类下岗，而是将人类从枯燥的重复性工作中解脱，去实现更多创作性的工作。尤其是在这次新冠疫情期间，人类工作的局限性被凸显，使用机器人代替人类在极端、危害环境中工作，这才是对人类最好的呵护。 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 但是实现智能制造，机器人只是其中的一个工具，等有时间咱们再来聊一聊实验室中人工智能和工业物联网的那些事儿。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " br/ /p p style=" text-align: right text-indent: 0em " strong （投稿人：芭蕉扇） /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 备注中涉及的文章链接如下： /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1.& nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 机器人研究员 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20200807/556003.shtml" target=" _blank" span style=" color: rgb(84, 141, 212) " https://www.instrument.com.cn/news/20200807/556003.shtml /span /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2.& nbsp & nbsp & nbsp & nbsp Tecan的移液机械手 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " a href=" https://lifesciences.tecan.cn/freedom-evo-platform" target=" _blank" span style=" color: rgb(84, 141, 212) " https://lifesciences.tecan.cn/freedom-evo-platform /span /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 3.& nbsp & nbsp & nbsp & nbsp Thermo的SCARA机械手 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " a href=" https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/SPK0001#/SPK0001" target=" _blank" span style=" color: rgb(84, 141, 212) " https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/SPK0001#/SPK0001 /span /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 4.& nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 岛津的机械手 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20200824/557532.shtml" target=" _blank" span style=" color: rgb(84, 141, 212) " https://www.instrument.com.cn/news/20200824/557532.shtml /span /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 5.& nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 海螺水泥 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " a href=" http://www.conch.cn/gsyw/info.aspx?itemid=318134" target=" _blank" span style=" color: rgb(84, 141, 212) " http://www.conch.cn/gsyw/info.aspx?itemid=318134 /span /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 6.& nbsp & nbsp & nbsp & nbsp Instron机械臂测试 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " a href=" https://www.instron.cn/zh-cn/products/testing-systems/universal-testing-systems/custom/automation" target=" _blank" span style=" color: rgb(84, 141, 212) " https://www.instron.cn/zh-cn/products/testing-systems/universal-testing-systems/custom/automation /span /a /p

12月29日下午，由端到端人工智能平台驱动的生物科技公司英矽智能在苏州生物医药产业园（BioBAY）举行“Life Star——第六代智能机器人实验室启动仪式”，正式揭幕由人工智能辅助决策的全自动化机器人实验室，这也是汇像科技生物制药研发自动化解决方案的全面应用和落地。 该智能机器人实验室涵盖一套由汇像科技定制研发的、可实现多种功能岛的独立运行和串联、并对整体实验流程进行时序优化和智能控制的自动化解决方案，聚焦靶点发现、化合物筛选、个性化药物开发和转化医学研究等领域，旨在高效变革药物发现流程，全面提高药物研发成功率，加速满足未竟的临床需求。 英矽智能苏州实验室启动仪式 汇像科技创始人兼首席执行官刘家朋博士和上海交通大学附属仁济医院副主任医师Evelyne Bischof博士受邀以“新技术赋能生物医药产业”为主题分享前沿洞见。启明创投主管合伙人梁颖宇、波士顿投资中国区负责人蔡薇、创新工场合伙人杨小龙、Prosperity7基金中国董事总经理蔡翔、CPE源峰执行总经理吴晶、礼来亚洲基金执行董事余涛博士等通过视频表示祝贺。 汇像科技创始人兼首席执行官刘家朋博士在启动仪式现场回顾项目的合作与研发历程从高通量筛选、到自动化岛屿、再到生成机器学习数据，生物医药领域的自动化屡见不鲜。迄今为止，第五代生物学实验室已经实现了全面自动化、无人为偏差和影响、连接多个流程、并生成可用于机器学习的高质量数据。英矽智能在此基础上纳入人工智能辅助决策，将人工智能与自动化、机器人和生物学能力深度融合，从而打造新一代智能机器人实验室。其中，由汇像科技提供的实验室自动化解决方案，可实现细胞培养、核酸分子鉴定、高通量药物筛选、高通量NGS测序前样本建库、蛋白纯化和鉴定、LCMS质谱样本前处理等应用方向的智能化操作，打造真正的无人化实验室，引领生物制药研发行业的自动化变革。 汇像助力英矽智能打造全自动化AI机器人实验室 ▼英矽智能创始人兼首席执行官Alex Zhavoronkov博士表示，“在自动化领域有非常多的供应商，但是能做到端到端解决方案的并不多。汇像科技拥庞大的机器人集成团队之一，在经历6个月艰难且严格的筛选评估，在与中国另一家大型公司的角逐中脱颖而出，成为英矽智能第6代智能机器人实验室的重要合作伙伴，帮助英矽智能整合实验室的机器人和自动化设备，没有汇像我们的实验室就不可能成为现实。 为了智能机器人实验室按时发布，我亲眼目睹汇像的团队在过去对项目作出的英勇推动，尽管受到疫情很大影响，在2022上海疫情封控3个月的情况下，仍然准时完成交付。英矽智能与汇像科技团队紧密合作成功完成了这个艰巨的挑战，真的太了不起了。”汇像科技创始人兼首席执行官刘家朋博士表示：“在2022年辞旧迎新的时刻，我们很高兴能够坐在这里热烈祝贺英矽智能苏州实验室开幕。汇像科技非常荣幸能够协助英矽智能打造由端到端人工智能平台辅助决策的全自动机器人实验室。 第六代智能机器人实验室建设属于全球首挑，在签约时我们就意识到这将是国内目前规模庞大，复杂化程度数一数二的全自动化实验室，对于汇像科技而言也是一个巨大的挑战。在项目建设的一年时间里，我们的机器人团队克服了包括上海疫情封控、供应链受阻、交付周期紧张等诸多难关，大家迎难而上、上下一心，最终实现了项目的顺利交付，为2022年画上了一个圆满的句号。相信在第六代智能机器人实验室的加持下，英矽智能的药物研发效率将得到进一步提升，快速满足未竟的临床需求，造福广大患者。” 历时一年，汇像与英矽智能团队携手共克难关▼ 关于汇像上海汇像始终坚持将AI和生命科学及高通量实验相结合，致力于为生物化学、医疗医药及安全检验检测，提供从分子到细胞的全流程自动化智能化综合解决方案，产品范围涵盖从食品安全、药品安全到生命科学领域的智能机器人工作站系统、全流程检验检测实验室自动化、智能化整合系统以及配套自动化智能化仪器设备及相关耗材等。我们立志成为国际化的生命健康自动化智能化解决方案提供商，立志让世界每一个人都享受健康安全品质的生活，立志为业界提供优质的技术、产品与服务。专业实验室自动化智能化系统提供商-----------------------------------

近日，在技术人员控制、遥测设备的保障下，中国航天科工三院33所自主研发的核电站环境监测机器人走出试验室开始了&ldquo 踏青&rdquo 之行。 　　众所周知，核电站在产生巨大经济和环境效益的同时，也存在一定的潜在风险。一旦发生事故，现场的强辐射等环境将给人员勘察和处置带来极大困难。针对此种情况，33所自主研制成功核电站环境监测机器人，目前已通过性能测试和验收，即将交付客户。 　　核电站环境监测机器人系统由机器人和控制终端组成。其显著特点是车前带有一对有力的双手&mdash &mdash 机械摆臂，别看个头不大，依靠双手它能翻越比自身高很多的障碍物。配备的高功率密度电机，使其上下楼梯轻松自如。加上360° 旋转的眼睛&mdash &mdash 全景红外摄像机，使&ldquo 小家伙&rdquo 能把远处目标拉近观察，前后行走摄像机作为辅助视觉系统，更使其实现了&ldquo 无死角&rdquo 观看。这多双&ldquo 眼睛&rdquo 捕捉的画面可实时传回至控制终端，操作者即使是远程遥控机器人作业也如同身临其境。控制终端还综合考虑了人机工程和外形美观，使操作者长时间控制机器人也不会觉得疲劳。 　　后续，33所还将研制强辐射环境下核事故处置机器人，进一步优化机器人结构，完善机器人路径规划算法，实现机器人半自主导航和失控后自主返回，提升我国在核电机器人装备领域的技术水平。

有用的工具还是小玩具？• 克斯汀瑟罗（Kerstin Thurow）关于协作机器人的炒作真的有道理吗？Thurows 为您提供了她对该主题的看法。我们目前正在经历一场真正的协作机器人炒作。像谷歌这样的搜索引擎现在提供超过 861,000 个结果。今天每个人都在谈论协作机器人，他们对实验室自动化的兴趣也越来越大。但什么是协作机器人？它们是实验室自动化中真正有用的工具还是只是一个不错的玩具？“cobot”一词是“collaborative robot”的缩写，基本上是指在生产过程中不脱离人类，而是与人类一起工作的工业机器人。在 1997 年的专利中，JE Colgate 和 MA Peshkin 对协作机器人的定义如下 [1]： “一种在人与计算机控制的通用机械手之间进行直接物理交互的装置和方法”协作机器人的出现是经典工业机器人的重大进一步发展，它们通常完全独立于人工作。通过集成众多提高安全性的传感器（例如，在接触障碍物时关闭），协作机器人可以靠近人类工作或直接与人类一起工作。因此，可以省去昂贵的保护装置，例如外壳或光栅/光幕。标准 ISO 1028 第 1/2 部分以及 ISO / TS 15066 的当前版本也定义了协作机器人的安全要求 [2]、[3]、[4]。协作机器人将机器人的经典优势（如动力、高精度和可重复性和耐力）与人类特征（如经验、创造力或总体概况）相结合，开辟了全新的可能性和应用。合作？即使“cobot”一词源自协作一词，但人与机器人之间真正的协作也只是最接近的协作形式。人类和机器人在没有庇护所的情况下近距离工作的共存是最常见的，但人类和机器人不共享工作空间。如果人类和机器人共享一个工作空间，我们就称之为合作。这可以是例如转移站，人们转移零件、工件或样品，以便机器人可以拾取它们。人类和机器人在公共空间工作，但工作时间不同。最接近的操作模式是协作，其中人类和机器人同时在零件/工件上工作（尽管两者执行不同的任务）。近年来，许多协作机器人进入市场，最初以更通用的名称“轻型机器人”命名。Kuka、Universal Robots、ABB、Rethink、Kawasaki、Yaskawa、Franka Emika 或 Denso 等公司如今提供众多系统。协作机器人在实验室自动化中有多重要？由于其轻质结构，它们具有许多优点。实验室应用通常没有传统工业领域中存在的负载能力要求。传统的工业机器人通常在实验室中设计过度。这也对机器人系统的价格产生了重大影响。现代协作机器人是功能强大的系统，其特点还在于价格适中。可能省略安全外壳和光栅也是一个优势。因此，基于协作机器人的自动化系统占用的空间更少，并且还允许更灵活地使用集成的子组件，例如光学读取器、离心机或分析测量系统（GC、LC、MS），如果它们未在机器人过程中使用的话。但是协作机器人真的可以在实验室中以协作方式使用吗？不太可能。机器人和人类一起完成一项特定任务的流程数量可能非常少。很难想象移液、称重、摇动、提取或记录测量值等经典实验室工作将由人类和机器人一起处理。合作与共存仍然是可能的合作形式。在后者中，协作机器人用于自动化系统，其中在以前的概念中使用了经典的工业机器人。自动化的总体概念没有改变。由于成本较低，样品制备和测量技术的自动化现在可以在以前由于成本原因没有使用自动化的新领域实现。这使得实验室过程的自动化对中小型公司和研究机构来说越来越有趣和负担得起。在这里，灵活的全自动系统（自动化生产线）将成为关注的焦点，以便能够以更优惠的价格处理更多的样品。但需要注意的是，并不是所有的机器人都配备了合适的控制软件。软件组件可以从外部公司购买或必须在内部开发。根据任务的范围，可能会产生相当大的成本。更多协作机器人——更多问题？由于协作机器人的成本低，原则上也可以设想为不同的实验室设备配备机器人。特别是在测量系统、液体处理系统、振动器、加热器和其他实验室设备的情况下，这些设备可以充当传输单元，并将人工放置的样品输送到相应的设备，或者在相应的处理时间结束后再次取出它们已到期。这对应于合作模式，将使实验室工作变得相当容易。现有的实验室环境和结构可以得到很大程度的保留，不需要进行大规模的改造。使用此方法需要考虑几件事情。如果很多实验室设备要配备机器人，需要的协作机器人数量多，投资和维护成本高。然而，最大的问题是系统的控制。需要上级控制系统，特别是如果必须在多个站点处理样品并且必须管理和控制多个机器人和实验室设备。根据所需的选项范围和灵活性，这些工作流管理系统可能很快变得非常广泛，因此也很昂贵。概括那么当前的协作机器人炒作真的有道理吗？协作机器人是经典工业机器人的合理和合乎逻辑的进一步发展。它们的可能用途和使用类型（共存、合作、协作）在很大程度上取决于各自的应用。在实验室自动化领域，由于任务和要求，前两种可能性在未来几年肯定会盛行。在合作领域，一种特殊形式的协作机器人对不同的实验室站和站之间的运输很有意义：移动机器人。它们既可以只实现不同站点之间的传输任务，也可以接管向各个实验室设备供应样品。这可以限制所需机器人的总数。然而，对工作流程管理系统的要求仍然存在，并且因流动部分而额外增加。移动机器人目前被用于自动化领域。由于成本高（与经典工业机器人相比），它们还不是真正的替代品。参考文献：[1] Colgate, J. E. Peshkin, M. A.: Cobots. US Patent US 5952796 A. 14.09.1999 (https://www.google.com/patents/US5952796 )[2] ISO 10218-1:2011-07 Industrieroboter - Sicherheitsanforderungen - Teil 1: Roboter2011-0[3]DIN EN ISO 10218-2:2012-06 Industrieroboter - Sicherheitsanforderungen - Teil 2: Robotersysteme und Integration (ISO 10218-2:2011)[4]DIN ISO/TS 15066:2017-04 DIN SPEC 5306:2017-04 Roboter und Robotikgeräte - Kollaborierende Roboter (ISO/TS 15066:2016)关于作者克斯汀瑟罗（Kerstin Thurow）生命科学自动化中心，罗斯托克大学，罗斯托克，德国Kerstin Thurow 学习化学，并于 1995 年获得慕尼黑路德维希马克西米利安大学的博士学位。1999 年，她获得了测量和控制工程专业的资格。同年，她被任命为罗斯托克大学工程学院“实验室自动化”教授。自 2004 年以来，她一直担任罗斯托克大学“自动化技术/生命科学自动化”的主席，并且是生命科学自动化中心（罗斯托克大学）的主任。她的研究课题包括生命科学过程的自动化、机器人技术、移动机器人技术以及系统集成和系统工程。原载：威利分析科学 Cobots in the Analytical Laboratory供稿：符 斌，北京中实国金国际实验室能力验证研究有限公司

工业机器人已被广泛应用于制造和组装，但是在微观尺度上，大多数组装技术只能将微模块简单的排列在一起，很难将其装配在一起形成一个不易分散的实体。近日，中国科学院沈阳自动化研究所刘连庆研究员领导的微纳米机器人课题组利用激光产生和控制的气泡作为微型机器人，将不同形状和功能的微小零件装配在一起。这些微小零件是通过PμSL 3D打印技术（摩方精密，nanoArch S130）制备而成。在这项研究中，表面气泡充当芯片上的微型机器人。这些微型机器人可以移动、固定、抬起和放下微型零件，并将它们集成在一起，形成紧密连接的实体。以燕尾形零件的装配过程为例（图1），气泡机器人首先将带有榫舌的微型零件抬起，而后另一个移动微气泡机器人将带有卯眼的微型零件移动至指定的位置，原先的微气泡在激光关闭后缓慢消失从而使得榫舌结构插入卯眼中。用此方法装配的微型零件可以作为一个整体运动而不会分离。类似地，将不同类型的零件整体组装可以得到不同的结构，例如齿轮、蛇形链条和车辆，然后由气泡微型机器人驱动它们以执行不同形式的运动。这种组装技术既简单又有效，有望在微操作、模块化组装和组织工程中发挥重要作用。该工作以“Integrated Assembly and Flexible Movement of Microparts Using Multifunctional Bubble Microrobots”为题发表在ACS Applied Materials & Interfaces上。https://doi.org/10.1021/acsami.0c17518 图1. 装配过程和实验系统示意图。A) 燕尾形零件的装配过程。B) 系统的示意图。 当激光照射在非晶硅表面时，由于光热效应，在固液界面处会产生一个气泡，并可在激光的控制下进行移动。当气泡产生在微模块的底部时，气泡可将微模块抬起。本研究利用气泡产生过程快而溶解过程慢的特点，先控制一个气泡将微零件抬起，然后利用第二个气泡移动另一个微零件。当第一个气泡缓慢消失时，第一个零件缓慢落下，两个微零件能够装配在一起。利用气泡对微零件的三维操作能力，将二维组装变为三维装配。利用不同形状的微零件，可以得到齿轮（图2）、链条（图3）和小车（图4）等不同的结构，这些结构在气泡的驱动下可以进行多种灵活的运动。图2. 齿轮结构的装配过程及运动 图3. 链条结构的装配过程及运动图4. 小车结构的装配过程及运动 总而言之，该研究利用微小气泡作为机器人，对微零件进行抬起、移动、固定等操作，并利用气泡机器人的三维操作能力，将多个零件装配成整体，提供了一种新的微尺度操作和装配技术。（以上相关介绍内容由中科院沈阳自动化所微纳米机器人课题组代利国博士提供）上述研究工作涉及的PμSL微尺度3D打印技术由摩方精密提供，因此摩方公司就这一创新型成果对中科院沈阳自动化所微纳米机器人课题组进行了更进一步的补充访谈，以下为部分内容：1、BMF：请问利用气泡作为微型机器人来操纵微型零件有哪些优势？潜在的应用有哪些？代博士：气泡作为微型机器人，可以对单个的零件进行多种形式的操作，特别是可以控制微模块的三维姿态，这是其相比于其他微纳操作技术的优势。其可以用于操作细胞、颗粒和微模块等，在生物医学、组织工程等领域都有应用前景。2、BMF：请问在这次研究中，为什么采用微尺度3D打印的制备方式？代博士：我们设计的零件包含各式各样的微米尺度接头，比如燕尾形的榫舌和卯眼等，其中最小细节尺寸30μm，并且这些结构有尺寸配合的要求。摩方公司的3D打印技术可以很好的满足我们的要求，尺寸和形状都可以按照设计进行灵活加工，误差也在可控范围内。此外，面投影光刻3D打印技术可以批量化快速制作零件，有助于实验的顺利完成。官网：https://www.bmftec.cn/links/10

记者7日从中国科学院沈阳自动化研究所获悉，由该所主持研制的“探索4500”自主水下机器人（以下简称“探索4500”）在我国第12次北极科考中，成功完成北极高纬度海冰覆盖区科学考察任务。日前，该所4名科考人员已随“雪龙2”号科考船返回。 这是我国首次利用自主水下机器人在北极高纬度地区开展近海底科考应用，其成功下潜为我国不断深化对北极洋中脊多圈层物质能量交换及地质过程的探索和认知提供了重要数据资料，将为我国深度参与北极环境保护提供重要的科学支撑。 针对此次北极科考工作区高密集度海冰覆盖的特点，科研团队创新性地研发了声学遥控和自动导引相融合的冰下回收技术，克服了海冰快速移动和回收海域面积狭小给水下机器人回收带来的挑战，确保水下机器人在密集海冰覆盖区的北极高纬度海域连续下潜成功，并全部安全回收。 在科考应用中，“探索4500”成功获取了近底高分辨多波束、水文及磁力数据，为超慢速扩张的加克洋中脊地形地貌、岩浆与热液活动等北极深海前沿科学研究，提供了一种最为先进的探测技术手段。 “探索4500”是中科院“热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响”战略性先导科技专项支持研发的深海装备。为了参加此次北极科考，科研团队对“探索4500”进行了环境适应性、高纬度导航、海底探测、故障应急处理等技术升级与改造，并开展了湖海验证工作，全面提高了系统的可靠性。 “探索4500”在科考中的成功应用，充分验证了其在北极冰区良好的低温环境适应能力、高纬度高精度导航性能、密集冰区故障应急处理能力和洋中脊近海底精细探测能力，开创了我国自主水下机器人在北极科考应用的先例。 极地科考一直是水下机器人发展的重要方向。近年来，中科院沈阳自动化所致力于推动水下机器人的谱系化发展，先后有4种类型6台套水下机器人参加了8次极地科考，为我国水下机器人在极地应用作出了重要贡献。

从1985年美国工业机器人手臂PUMA 560完成了历史上首次机器人手术开始，手术机器人就作为一种精密医疗器械逐渐应用于临床中，成为医生手与眼的延伸，在手术中辅助医生完成精细操作。手术机器人可以在狭小的手术部位实现人类能力范围以外的精准手术器械操控，其应用是手术向微创精准化方向发展的必然趋势。近期，随着国产手术机器人走向市场，以及《“十四五”医疗装备产业发展规划》为手术机器人产业发展再次吹起东风，手术机器人成为医疗器械行业重点关注对象。支持政策频频出台 国产手术机器人实现“落地”我国手术机器人行业起步较晚，不仅市场处于发展初期，产品也大多仍在研发过程中。近年来我国出台一系列政策，将手术机器人列为重点支持方向。如2021年12月21日发布的《“十四五”医疗装备产业发展规划》就明确指出要“攻关智能手术机器人，加快突破快速图像配准、高精度定位、智能人机交互、多自由度精准控制等关键技术”。在政策支持下，国产手术机器人技术取得显著突破，上市进程明显加快。2021年2月，天智航“天玑2.0”骨科手术机器人获批上市；10月，威高“妙手-S”腔镜手术机器人获批上市；2022年1月微创“图迈”获批，成为继威高妙手后第二款国产腔镜手术机器人。两款国产腔镜手术机器人成果进入市场，打破了美国直觉外科“达芬奇”手术机器人的垄断地位，为市场带来更多选择。光学技术 不止看得更清晰手术机器人的主要组成部分包括手术控制台、配备机械臂的手术车及视像系统。外科医生坐在手术控制台，观看由放置在患者体内的腔镜传输的手术部位三维影像，并操控机械臂、手术器械及腔镜的移动。机械臂作为手的延伸，不但可以复制双手的活动，而且还过滤了人手本身的震颤，提高手术操作的流畅度和精准度。而视像系统是眼的延伸，不仅为医生提供三维高清图像，同时还有数字变焦功能，使医生能够流畅地放大视野。如“妙手”机器人的“立体图像显示窗口”利用探视镜头在提供三维立体高清图像的同时可以将手术视野放大数倍，可以帮助医生突破人体极限。除了三维医学影像重建之外，光学技术在手术机器人中的应用还有医学影像定位导航功能。手术导航系统通过基于二维透视图像或者三维重建图像的空间定位算法实现空间定位，帮助医生精准定位病灶区域位置和方向，提高手术精度。光学导航是常见的导航方法，基于光学定位系统对并联机器人与患者进行位置和姿态的标定，得到“图像-患者-机器人”三者之间的位置和姿态关系，帮助医生控制并联机器人完成虚拟手术操作。光学定位系统通常包含反光球、光学定位仪等。5G与AR/VR 智能技术带来新可能随着5G技术的兴起，基于低延时网络的远程操作成为可能。手术机器人与5G也有良好的结合空间。在5G网络环境下，医学远程会诊可以从传统的视频、图片等二维呈现方式转化为三维立体视觉呈现方式，实现患者病灶部位全息投影成像。同时通过边缘部署将网络延迟降到最低，5G技术可以实现医生与机器人的“实时”同步操作，让医生可以为几千公里之外的病人实施手术。三维立体视觉则可以通过AR/VR/MR技术实现，相关技术结合5G的远程医疗案例在前几年就已经掀起热潮。早在2015年，微软就推出了可穿戴式AR设备HoloLens，总部位于德国柏林的Scopis推出全息导航平台，利用Hololens头显为外科手术提供更精确和快速的手术引导。而在国内，深圳市人民医院于2019年3月12日利用5G通过AR/VR技术成功实施了一例肝胆外科手术。清华大学长庚医院董家鸿院士在北京给深圳市人民医院肝胆胰外科鲍世韵手术团队进行精准指导，共同完成该例AR/VR+5G协同远程手术。通过5G+AR/VR/MR的结合实现远程手术是手术机器人未来的发展方向，高清近眼显示技术将成为一大重点。裸眼3D显示、双眼分视、微型发光二极管（Micro-LED）显示等技术正随着AR/VR技术的大热而快速发展，“元宇宙”概念的升温更是将AR/VR硬件推向高潮。而当技术突破应用于医疗领域，手术机器人也将获得飞跃式进步。手术机器人进入黄金赛道虽然目前国内手术机器人的市场渗透率较低，但是市场发展火热。近几月有多家专注开发手术机器人的公司完成融资，其中不乏数亿级以上的A轮或B轮融资，相关统计数据显示2021年手术机器人总融资金额超过30亿元。同时，手术机器人的市场规模也在快速扩大，根据弗若斯特沙利文数据，预期未来国内手术机器人市场将以44.3%的复合年增长率快速增长，于2026年达到38.4亿美元。而国产手术机器人的接连获批上市也使国内企业能分到这块蛋糕。更多光学技术，尽在慕尼黑上海光博会光学技术作为手术机器人的核心技术之一，在国产手术机器人的发展中至关重要。2022年7月13-15日，第十七届慕尼黑上海光博会将在国家会展中心（上海）举办，展会就将汇聚来自光电子领域的重要企业，展会将集中展示激光智能制造、激光器与光电子、光学与光学制造、检测与质量控制（含红外技术与应用产品特色展示）以及成像与机器视觉六大主题领域创新产品及应用解决方案。作为行业内知名的光学盛会，光学与光学制造展区也将结合当下行业发展趋势，展品涵盖光学材料、元器件、镜头组件、整机仪器、镜头与摄像等各类光学产品、设备与技术。更有索雷博、普爱纳米、贺利氏、艾罗德克、艾特蒙特、小原光学、舜宇、长光所、成都光明、力阳、芬创、海洋光学、牛津仪器、如海、斯泰必鲁斯、中科创星、福晶、永新、福特科、华科、激埃特、湖南戴斯、乾曜、东隆、莱特巴斯、首量、昊量、海创、卓立汉光、芯明天、全欧、三英等各悉数到场，为您带来一场行业新知的视觉盛宴！同时，在检测与质量控制展区将展出各类质量检测和过程控制所需的创新产品和技术，包括光学特性测量、光学测量技术及仪器、光学传感器、光学检测系统应用、激光辅助测试测量系统等，优质展商齐聚，其中包括：滨松、三丰、蔡司、雷尼绍、马波斯、海德汉、马尔、柯尼卡美能达、Instrument System、Ademsy、Sensofar、小坂、米铱、日立、堀场、苏黎世仪器、米铱、奥智品、施泰力、STIL、西努、中图仪器、台超、中智科仪、比尔茨、前哨等知名展商带来各自的创新技术与产品。2022展位预定火热进行中，让更多从业者了解最新的创新技术及成果，共同探讨行业新趋势。镭sir期待您的加入！访问此链接报名参与第十七届慕尼黑上海光博会：https://jinshuju.net/f/Lg1ga1慕尼黑上海光博会电话：021-20205500邮箱：laser@mm-sh.com