工业机器人

为提升智能工业机器人产业核心竞争力，更好地发挥计量对智能工业机器人产业的技术支撑和保障作用，近日，市场监管总局批准依托常州检验检测标准认证研究院筹建国家智能工业机器人产业计量测试中心。　　目前，智能工业机器人产业的计量测试基础薄弱，现有计量测试技术能力满足不了产业高质量发展需求，产业计量未与产品研发制造深度融合，存在“测不了、测不全、测不准”的痛点、难点和堵点，如智能工业机器人的关键零部件伺服电机存在着加速疲劳测试、装配公差在线检测技术以及综合性能“参数壁垒”分析等计量测试难题。　　常州是智能工业机器人的产业集聚地，机器人销量占全国1/4，产业链相对完善。常州检验检测标准认证研究院，已建成全国第一家获得CNAS认可及CMA资质认定的机器人检测实验室、获批筹建江苏省智能工业机器人产业计量测试中心、江苏省智能机器人专用计量测试技术委员会与江苏省市场监管重点实验室（智能机器人安全及可靠性）。依托常州检验检测标准认证研究院建设国家智能工业机器人产业计量测试中心，从智能工业机器人产品研发和应用需求追溯，梳理全产业链的计量测试需求，开展计量测试技术研究，补齐计量测试短板，解决产业中“测不了、测不全、测不准”的计量测试难题，建成“全产业链、全寿命周期、全溯源链、具有前瞻性”的智能工业机器人产业计量测试体系，保障智能工业机器人产品质量稳定可靠，助推智能工业机器人产业高质量发展。

凭借应用智能、控制可靠、效率便捷的优势，工业机器人已逐渐取代传统的人工作业，成为机械加工、焊接、铸造等行业的重要生产力。同时，被誉为“工业之眼”的高精度3D视觉技术，正在工业机器人的落地应用中发挥着重要的推动作用。本期，将为大家揭秘高精度3D视觉技术如何加速工业机器人的创新应用。目前，工业机器人的应用要求按照数字系统中设定的坐标系进行作业。如何才能将工业机器人的数字化作业系统与需作业的实物信息相连接？高精度工业3D扫描技术给出了答案，通过获取实物完整的三维数据并将其导入数字化系统中，把物体的尺寸信息、空间位置转化成数字化信息，赋予工业机器人“视觉”能力。应用案例：锻造模具修复以工业机器人代替人工进行锻造模具的修复作业，实现了工作的高效率和连续性。但是，如何让机器人“识别”模具需要修复的具体位置，以及怎样规划其作业路径，是实现工业机器人自动化完成堆焊作业的困境。先临天远的FreeScan Combo 计量级双光源手持三维扫描仪的助力，让问题迎刃而解。FreeScan Combo扫描需修复的模具，可获取其完整的三维数据。将扫描获取数据与原始CAD设计数模进行对比，即可得出堆焊机器人需要作业的具体数值。此外，扫描获取的数据还为模具的物理信息变成数字化信息提供数据基础。只需把相关数据导入软件，就能让机器人准确“识别”模具需要修复的位置和形状，提升自动化模具修复的准确率。应用案例：集成化智能打磨由先临三维用户自主研发，针对大型铸件的工业机器人智能打磨技术方案，结合高精度工业3D扫描技术、工业机器人技术、自动控制技术等，与人工打磨相比，效率提高30%-50%，综合成本降低20%以上。这一方案中，先临天远兼具“高精度、高效、便携”等优势的FreeScan UE Pro 多功能激光手持三维扫描仪，通过优化机器人路径规划流程，完善了该项技术方案的数字化应用闭环。利用FreeScan UE Pro高效获取完整铸件的三维数据，数字化系统会根据这些数据进行机器人路径规划。高精度工业3D扫描仪，改变了传统方式中人工打点获取数据这一费时费力的方式，从而使智能打磨技术方案的整体效率大幅提升。从一种能力到多种能力，面对工业4.0对智能制造提出的生产力新要求，工业机器人+高精度工业3D扫描仪的组合，充分发挥各自的优势，实现精准定位、高效高质的自动化工作流程。高精度工业3D扫描仪的加成，不仅让工业机器人的作业愈加准确灵活，更助推多种创新解决方案的成熟落地，为工业机器人的应用带来无限可能。不局限于工业机器人，先临三维正将高精度3D视觉技术融合人工智能算法，向集成化、模块化、智能化、无线传输、云端计算等方向持续技术创新，不断引领高精度3D视觉技术的应用新趋势。

工业机器人在制造生产中发挥着越来越重要的作用，与此同时，高精度三维视觉等技术的发展，也推动着工业机器人的多元化应用。本期，我们将介绍高精度三维扫描这项三维视觉技术，如何打造工业机器人的“智慧之眼”，实现以机器代替人工进行锻造模具修复的案例。本期案例的用户，以锻造工艺进行产品加工，在生产过程中，模具较易磨损。之前，用户单位是找第三方专业公司进行模具修复，主要通过人工一层一层堆焊+机加工的方式进行修复。如此一来，效率较低，加上模具来回运输时间等，使得模具修复耗时较久而影响企业的生产效率。考虑到降本增效，用户单位考虑用自己的堆焊机器人和加工中心进行模具修复，并找到了先临天远，一起将这个创新方案落地。以机器代替人工修复锻造模具的技术突破口工业机器人具有高速和高效率的特点，由于机器人不受时间和疲劳的限制，它可以连续进行堆焊作业，可以大幅提高效率。但是，使用工业机器人进行堆焊，其难点在于，如何让机器人“看清”模具，“掌握”作业位置以及具体作业数值。高精度三维扫描技术则解决了这一问题，能够将物理世界的模具特征转化成机器人可识别可操作的数字化信息，为工业机器人打造一双“智慧之眼”，助力机器人顺利完成堆焊作业。高精度三维扫描+工业机器人修复锻造模具流程1.工作人员使用碳刨将模具疲劳层清理干净。2.通过FreeScan Combo三维扫描需修复的模具，获取完整三维数据。一方面与原始的模具CAD设计数模进行对比测量所需堆焊作业的具体数值，另一方面，为模具的物理信息变成数字化信息提供数据基础。- 三维扫描 -3.将三维扫描数据和作业数值导入软件，进行工业机器人堆焊作业编程。4.通过工业机器人进行堆焊，实现模具的初步修复。- 工业机器人堆焊工作示意图 -- 工业机器人堆焊后效果 -5. 通过加工中心进行模具型腔的加工，进行模具的完整修复。作为工业机器人的“智慧之眼”，FreeScan Combo具有以下优势：“看得准”：高精度，精度0.02mm，且重复性精度稳定，能够为后面的堆焊修复提供准确的数据支撑；*FreeScan系列产品 ISO 17025 认证：基于JJF1951-2021和 VDI/VDE 2634 第 3 部分标准。基于可追踪球体直径测量数据对探测误差性能进行评估，在工作范围内基于可追踪长度标准件从多视角方向进行测量，来评估球体间距误差。可通过集成或内置摄影测量获取体积精度进一步优化的数据。“看得快”：扫描速度最高可达225万点/秒，配合软件算法，扫描快速流畅；同时，FreeScan Combo还具有便携易用以及材质适应性广泛等优势，能够轻松进行整个修复过程中的3D测量工作。通过高精度三维扫描技术，用户单位实现了模具物理特征向数字化信息的转变，使得堆焊机器人得到良好应用，从原来的人工堆焊转化成工业机器人作业，从而提升效率，节降成本。高精度三维扫描技术，作为一种三维视觉，能够扩展工业机器人等的应用空间，除了这个锻造模具修复创新方案，接下来，我们也将分享更多创新应用案例，为工业制造企业提供降本增效的新思路！

金属构件在机械加工过程中不可避免会产生残余应力，而残余应力与工件变形、服役寿命等息息相关，因此对金属构件进行残余应力无损检测至关重要。X射线残余应力分析方法和技术，因其具有理论成熟、数据可靠、无损检测等优势，在各种金属加工领域具有广泛的应用。在过去的几十年时间中，市面上的X射线残余应力分析仪主要采用零维（点）探测器和一维（线）探测器技术。2012年日本Pulstec公司成功发布了新一代X射线残余应力分析仪设备（μ-X360系列），该设备采用了新型圆形全二维（面）探测器技术，具有技术先进、测试精度高、体积迷你、重量轻、便携性高等特点，不仅可以在实验室使用，还可以方便携带至非实验室条件下的各种车间现场或户外进行原位的残余应力测量，这使得X射线残余应力分析方法和技术在应用上实现了更进一步的突破，也为“工业机器人”搭载X射线残余应力分析仪提供了可能！ 近期，日本Pulstec公司推出了“μ-X360s便携式X射线残余应力分析仪搭载工业机器人”的全新工作模式，将全二维面探X射线残余应力分析仪的应用再次推向一个新的高度。在该模式下可实现X射线残余应力分析仪的自主运动、自主检测、自动绘制应力分布云图以及三维振荡等功能。尤其，对于形状复杂的样品，比如：弹簧、齿轮、板材、棒材、连杆、曲轴、轴承、3D打印(增材制造)等各种异形样品，通过对被测工件残余应力检测部位的位置进行编程控制，工业机器人可带动残余应力分析仪（μ-X360s）自动位移至相应检测位置并进行残余应力检测工作，对于金属构件的区域应力测试还可给出应力分布云图，从而轻松改变常规的操作者手动测试的工作流程。三维振荡功能是日本Pulstec公司新推出的一套针对粗晶试样进行残余应力检测的选配方案，与无振荡模式及常规二维振荡模式相比，三维振荡方式可提高参与X射线衍射的晶粒数量，从而起到改善粗晶材料残余应力测试数据可靠性的目的。 “工业机器人”+“便携式X射线残余应力分析仪”的模式可通过“人-机”互动实现基于新一代全二维面探技术残余应力无损检测的智能化、自动化，这将“工业4.0”的美好愿景在全二维面探X射线残余应力无损检测领域的实现又向前推进了一步！ X射线残余应力分析仪（μ-X360s）工作模式：机器人工作模式实验室工作模式户外现场工作模式X射线残余应力分析仪（μ-X360s）不同模式下的应用案例：机器人工作模式应用案例：异形工件检测实验室工作模式应用案例：弹簧检测曲轴检测齿轮检测T型接头角焊缝检测户外现场工作模式应用案例：大型油罐现场检测桥梁现场检测

导读：金属构件在机械加工过程中不可避免会产生残余应力，而残余应力与工件变形、服役寿命等息息相关，因此对金属构件进行残余应力无损检测至关重要。X射线残余应力分析方法和技术，因其具有理论成熟、数据可靠、无损检测等优势，在各种金属加工领域具有广泛的应用。在过去的几十年时间中，市面上的X射线残余应力分析仪主要采用零维（点）探测器和一维（线）探测器技术。2012年日本Pulstec公司成功发布了新一代X射线残余应力分析仪设备（μ-X360系列），该设备采用了新型圆形全二维（面）探测器技术，具有技术先进、测试精度高、体积迷你、重量轻、便携性高等特点，不仅可以在实验室使用，还可以方便携带至非实验室条件下的各种车间现场或户外进行原位的残余应力测量，这使得X射线残余应力分析方法和技术在应用上实现了更进一步的突破，也为“工业机器人”搭载X射线残余应力分析仪提供了可能！ 近期，《Metal Finishing News》报道了工业机器人搭载Pulstec μ-X360s残余应力分析仪进行自动化残余应力测量的全新应用，在该模式下可以实现X射线残余应力分析仪的自主运动、自主检测、自动绘制应力分布云图以及三维振荡等功能，从而轻松改变常规的操作者手动测试的工作流程。工业机器人是广泛应用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。相比于传统的工业设备，工业机器人有众多的优势，比如机器人具有易用性、智能化水平高、生产效率及安全性高、易于管理且经济效益显著等特点，使得它们可以在各种环境下进行作业。使用圆形全二维面探测器的Pulstec μ-X360s残余应力分析仪采用了全新的理论及方法，在残余应力测量的过程中不再需要多次转动探测器，X射线单次入射即可获得500个衍射点进行残余应力数据拟合，测试速度快（钢铁样品典型测试时间：＜90s），诸多特点使得残余应力测量与工业机器人的联合使用成为现实。Pulstec与德国Sentenso（Sentenso GmbH）公司合作，于近期推出了工业机器人搭载残余应力分析仪的全新解决方案，实现了X射线残余应力分析仪的自主运动、自主检测、自动绘制应力分布云图以及三维振荡等功能。该系统可采用Kuka公司（Kuka AG）或UR公司（Universal Robots）的工业机器人，通过专用夹具将Pulstec μ-X360s的探头部分搭载于工业机器人手臂上，得益于Pulstec的小质量探头，工业机器人的有效载荷仅需4kg即可满足测试需求。 图1. 搭载于UR5e上的Pulstec μ-X360s探头借助工业机器人强大的程序控制功能，此系统可轻松的对复杂形状样品进行多点残余应力自动测量功能，机器人带动探头多自由度运动，置于待测点上，通过Pulstec与Sentenso联合开发的软件，可自动进行测量，自动显示测量结果，自动绘制云图。软件内还可以设置残余应力阈值，自动判定样品的残余应力状态是否合格（OK/NG）。 图2. 铁素体钢零件的残余应力Mapping结果（图中红色部分为压应力，绿色部分为拉应力）图3. 使用自动系统测量涡轮盘的残余应力“工业机器人”+“便携式X射线残余应力分析仪”的模式可通过“人-机”互动实现基于新一代全二维面探技术残余应力无损检测的智能化、自动化，这将“工业4.0”的美好愿景在全二维面探X射线残余应力无损检测领域的实现又向前推进了一步！ 参考文献：[1]. Jörg Behler, Yoshinobu Teramoto, and Eckehard Müller, Metal Finishing News, Volume 22, P22-25

沈阳华仪时代科技有限公司作为东北地区知名科学仪器代理商将参加“2017第十届长春国际工业自动机器人展览会”。 展会时间：2017年3月23-25日展会地点 ：长春国际会展中心展会地址 ：长春市会展大街100号展 位 号 ：7号馆C20号 沈阳华仪作为徕卡显微镜、牛津仪器、美国FEI电镜、尼康LK、美国威尔逊、日本堀场、美国英斯特朗、美国标乐等品牌东北三省总代理，将继续以支持东北地区科研、高校及工业企业发展为己任，为广大东北三省地区提供易用、快速、可靠的分析仪器；同时我们遍布东北三省的服务团队也可以为用户提供系列服务套餐，包括配件和耗材、延保合同、产品培训、服务维修和技术支持等。

第十届长春国际工业自动机器人展览会于2017年3月23-25日在长春国际会展中心如期举行，沈阳华仪时代科技有限公司作为东北地区知名代理商携其代理品牌FEI电镜、牛津仪器、徕卡显微镜、尼康LK、威尔逊等产品出席本届展会。 展会现场，沈阳华仪的员工耐心地与参观客户进行产品交流，为其推荐适合的型号及其样本，并对客户提出的各种问题进行详尽的讲解。本次展会，让更多东北三省的工业企业及科研高校人员了解沈阳华仪所代理的各种产品，充分体现了沈阳华仪在东北三省覆盖面积之广服务面积之大的优势，同时也给予了沈阳华仪更好地为广大用户提供性能更优异的产品及完善的产品解决方案的机会。沈阳华仪作为徕卡显微镜、牛津仪器、美国FEI电镜、尼康LK、美国威尔逊、日本堀场、美国英斯特朗、美国标乐等品牌东北三省总代理，将继续以支持东北地区科研、高校及工业企业发展为己任，为广大东北三省地区提供易用、快速、可靠的分析仪器；同时我们遍布东北三省的服务团队也可以为用户提供系列服务套餐，包括配件和耗材、延保合同、产品培训、服务维修和技术支持等。

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。

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

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

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

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

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

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。

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。

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

p 　　近日，由钟南山院士团队与沈阳自动化研究所联合发起的新型智能化咽拭子采样机器人系统研发完成，并在首期临床试验中实现对受试者的有效采样且采样力度均匀，取得阶段性进展。 /p p 　　根据《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)》，新冠肺炎确诊需要2次核酸阳性检测结果，患者康复出院则需要3次核酸阴性检测结果，期间还需要多次例行的生物样本检测。 /p p 　　目前，核酸检查是新冠病毒感染的主要检测手段，而咽拭子是目前诊断新冠病毒感染最主要的采样方法。 /p p 　　咽拭子操作过程中医务人员须与患者近距离接触，具有较高交叉感染的风险 且采集咽拭子过程因医务人员水平差异、心理状态变化、操作规范不规范等导致拭子质量容易出现假阴性，影响对病情的判断。 /p p 　　为了解决新冠病毒患者生物样本采集交叉感染的问题、保证采样质量，钟南山院士团队与中科院沈阳自动化研究所联合提出了智能化机器人咽拭子采样的解决方案。自除夕后开始，由李时悦教授牵头，广州医科大学附属第一医院广州呼吸健康研究院联合沈阳自动化所刘浩教授团队、沈阳术驰医疗科技有限公司合作紧急研发咽拭子采样机器人。 /p p 　　从初期的机器人图纸的构建以及机器人定型组件制造、系统构建、初步组装等，到中期通过广州医科大学附属第一医院中心科研伦理审查，后期组装并投入项目第一阶段测试的顺利完成，标志着新型智能化咽拭子采样机器人系统终于联合研发完成。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/9c56fc5f-3678-4184-abd1-9db48de52c39.jpg" title=" 7e56-iqrhckm5501608.png" alt=" 7e56-iqrhckm5501608.png" / /p p style=" text-align: center " △钟南山院士团队与沈阳自动化研究所团队在病区进行机器人试验 /p p 　　据介绍，新型智能化咽拭子采样机器人系统由蛇形机械臂、双目内窥镜、无线传输设备和人机交互终端构成。蛇形机械臂具备灵巧精确的作业能力，并且具备与咽部组织接触力感知能力，双目内窥镜提供高清的3D解剖场景，WIA-FA工业无线网络保障了控制指令的实时可靠传输，力反馈的人机交互终端提供操作沉浸感。机器人以远程人机协作的方式，可以轻柔、快速的完成咽部组织采样任务。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/547e4a49-e8c7-473c-b70a-a70a95905888.jpg" title=" 2d80-iqrhckm5501599.png" alt=" 2d80-iqrhckm5501599.png" / /p p 　　该机器人系统于2月28日于广州医科大学附属第一医院正式应用于受试者的检测，至今已开展首期20例受试者的临床试验，采集样本80份。细胞学检测结果显示，机器人咽拭子采样可以达到较高的质量，一次成功率大于95%，能够实现有效采样且采样力度均匀，受试者咽部均无红肿、出血等不良反应。 /p p 　　该项研究聚焦于与人体组织直接接触的操作型机器人，有利于避免医务人员感染、提升生物样本采集的规范性、保证标本质量。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/7a544d0a-7054-4127-8c24-c53872d2a721.jpg" title=" ccbf-iqrhckm5501784.png" alt=" ccbf-iqrhckm5501784.png" / /p p 　　3月8日，团队首次为确证阳性病人进行机器人咽拭子采样试验。 /p

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%。

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 　　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

机器人和人工智能（AI）是制造业新时代的核心，也是推动数字化工业发展的驱动力。机器人和人工智能在许多行业发挥着普遍重要的作用—提升准确性和一致性、缩短生产量、提高产品质量。越来越多的金属制造业工厂和实验室均使用机器人和人工智能技术，以提高效率和连接性。普华永道PwC的一项调查结果显示，早在2014年，全球59%的制造商便以某种形式使用机器人技术。据世界机器人统计报告，截止2017年，受金属制造业的异常增长（+55%）推动，工业机器人的销售额以每年30%的速度增长。如今，随着我们的生产越来越接近全自动化，需求也在进一步加速增长，我们的工作效率日益上升，不断减少了伤害和工人疲劳情况。以下是我们在金属制造领域发现的关于机器人如何改变方式的三大趋势： 1. 创造效率—协作机器人的兴起除引入完全自动化的生产线外，一些行业还引入了协作机器人，这些机器人可与人们一起工作。事实证明，由人类和机器人组成的制造团队能填补人类空闲时间并显著提高整体效率。如今，许多制造商均面临铸造厂劳动力短缺的挑战。相反，我们发现机器人能承担脏乱、枯燥和危险的任务，继而为他们的人类同事提供更多的机会来处理更高级别的任务，同时提供更多一致性，从而提高质量。另一示例：大型零件制造商（例如卡车、越野车和农业、建筑和采矿设备的铸件和框架）。在通常情况下，此类制造商的能力受到限制，无法快速、稳定、安全地制造和移动500kg重的部件。因此，大型零件制造商转向利用机器人进行机器装卸、零件搬运、焊接、喷漆和组装，以提高生产能力和质量。 2. 全天候厂房和实验室在金属制造过程中，可对机器人进行编程以便其在无人值守的情况下全天候运行，从而实现完全不间断的生产。在不断倡导“绿色”制造或可持续制造实践的世界里，机器人的强大之处在于其能在黑暗和寒冷环境中进行工作，从而节约成本和能源。机器人可在厂房识别流入和流经工厂或实验室的材料，测试样品以确保质量控制—在操作人员和实验室结果之间进行实时反馈，使操作人员能够在几分钟内做出反应，有些操作人员可能无需离开岗位便能做出必要的调整。机器人可从事所有艰苦的工作，同时不会感到疲劳—机器能像分析仪器一样辛勤工作。 3. 云机器人技术云机器人技术属于新兴领域，能使机器人将机器人功能与人工智能和虚拟现实等其他数字工具相结合。云机器人技术亦能使机器人在连接云端的情况下共享信息和实时数据。在金属制造业中，信息占主导地位，云机器人技术具有保证制造质量的能力，并使得控制过程变得更简单更快。这就是为什么我们专门为用户设计软件的原因，因为该技术能够在基于云端的服务中快速、方便地发送、存储和检索分析结果，包括从某一位置管理一组仪器。但是谁能说在不久的将来，随着技术的发展，这些工作将不会由机器人来完成呢？这也是我们正在调查的事情。随着大量关注于精简制造、向自动化和工业4.0迈进，机器人不断兴起，这是我们都必须适应的现实。我们的团队正与客户合作，力图在金属制造的新时代发挥分析的力量。

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

p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(63, 63, 63) text-indent: 2em font-family: 微软雅黑 " 也许有一天，论文的作者栏里会有“擎天柱”之类的署名，不要惊讶，那是一位机器人研究员。 /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" color: rgb(63, 63, 63) text-indent: 2em font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 点击查看视频，看看未来你的机器人同事 /span /p script src=" https://p.bokecc.com/player?vid=DF875760E09F8CA59C33DC5901307461& siteid=D9180EE599D5BD46& autoStart=false& width=600& height=490& playerid=621F7722C6B7BD4E& playertype=1" type=" text/javascript" /script p style=" text-indent: 0em " span style=" color: rgb(63, 63, 63) text-indent: 2em font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " br/ /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(63, 63, 63) text-indent: 2em font-family: 微软雅黑 " 近日，一个英国研究组指出，经过改造，汽车装配线上常见的机器人可以在化学实验室内和人类一起工作。该机器人和机器学习算法相连，能在给定需要检验什么假设的情况下，选择应该开展何种实验。 /span /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(63, 63, 63) text-indent: 2em font-family: 微软雅黑 " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/noimg/b5e1280b-64be-493c-839c-d159c031a29f.gif" title=" 实验室机器人.gif" alt=" 实验室机器人.gif" / /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(63, 63, 63) font-family: 微软雅黑 " 在学术和工业研究实验室内，自动化学装置正变得越来越普遍，它们与流线分析和决策结合起来，实现了一定程度的自主性。但是，参与化学研究的机器人是定制的，要求有适用于实验室设备和分析仪器的专门接口，或者只供机器人使用的专门仪器。 /span /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(63, 63, 63) font-family: 微软雅黑 " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/noimg/3f4606d3-483e-4cf9-b62a-d4cba235ef0f.gif" title=" 实验室机器人 (1).gif" alt=" 实验室机器人 (1).gif" / /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(63, 63, 63) font-family: 微软雅黑 " 利物浦大学的Andrew Cooper及同事，描述了一种经过改造的机器人，它可以使用和人类化学家一样的标准分析仪器，这相当于让研究者而非仪器变得自动化。 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(63, 63, 63) font-family: 微软雅黑 " 该机器人采用激光扫描和触觉反馈相结合的方式实现定位，而且没有采用视觉系统。因此，它可以在完全黑暗的环境下操作，这有助于进行光敏光化学反应。 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(63, 63, 63) font-family: 微软雅黑 " 机器人的尺寸和人类相当，可以在传统无改造的实验室内工作。不同于许多只能配发液体的自动化系统，这个机器人能以较高的准确性和可重复性，配发固体和液体，扩大了其在材料研究中的实用性。 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(63, 63, 63) font-family: 微软雅黑 " 研究人员还通过编程方式，让机器人探索各种假设，以提高一种聚合光催化剂的性能。机器人在2~3天内便优化了反应条件，而人类预计要几个月才能完成。 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(63, 63, 63) font-family: 微软雅黑 " 他们认为，可以在传统实验室内使用这个机器人解决大量不限于光催化的研究问题。 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(63, 63, 63) font-family: 微软雅黑 " 7月8日，相关论文发表于《自然》。 /span /p p style=" text-indent: 2em text-align: right " span style=" color:#3f3f3f font-family:微软雅黑" span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 本文根据nature、科学网综合整理。 /span /span /p

机器人技术是一门快速发展的高新技术，在许多领域得到了日益广泛的应用，并对人类社会产生着日益重大的影响。微型机器人（Micro-Robotics）是指集成了微型作业工具、各种微小型传感器，具有通用编程能力的小型移动机构，而微机电系统和微驱动器的出现和发展为微型机器人的诞生提供基础。诞生背景 微型机器人出现是和微机电系统(MEMS)的发展是分不开的，可以说微型机器人就是可编程通用的微型机电系统工程。20世纪80年代后期，随着大规模和超大规模集成电路的迅速发展，微电子技术与机械、光学等学科的交叉融合促进了MEMS技术的迅速发展。和微机电系统一样，微型机器人的发展和微驱动器的发展也是紧密相关的。1987年美国加州大学伯克利分校取得一项轰动世界的突破性成就，首次研制出了转子直径为60~120μm的微型静电动机，随后MIT也研制出了100μm的静电动机。发展现状近年来, 采用MEMS 技术的微型卫星、微型飞行器和进入狭窄空间的微机器人展示了诱人的应用前景和军民两用的战略意义。以日本(三菱电子公司、松下东京研究所和Sumitomo电子公司等)为代表的许多国家在这方面开展了大量研究，重点发展进入工业狭窄空间微机器人、进入人体狭窄空间医疗微系统和微型工厂。在国家自然科学基金、863高技术研究发展计划等的资助下, 清华大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、广东工业大学、上海大学等科研院所针对微型机器人和微操作系统进行了大量研究，并分别研制了原理样机。目前国内对微型机器人的研究主要集中在三个领域：面向煤气、化工、发电设备细小管道探测的微型机器人；针对人体、进入肠道的无创诊疗微型机器人；面向复杂机械系统非拆卸检修的微型机器人。发展瓶颈微型机器人结构尺寸微小，器件精密，可进行微细操作，具有小惯性、快速响应、高谐振频率、高附加值等特点。然而微型机器人并不是简单意义上普通机器人的微小化，而是集成有传感、控制、执行和能量的单元，是机械、电子、材料、控制、计算机和生物医学等多学科技术的交叉融合。而且建立微型机器人需要更为微小的驱动器、执行器、传感器、处理器等，由此展开的对微型机器人微部件的加工和研制，将有利于实现更高意义上的微系统集成。然而，传统的加工工艺远远满足不了这些微小部件加工需求，因此研究人员将目光逐步转移到近些年来非常火热的增材制造工艺。增材制造又称3D打印技术，它摒弃了传统加工工艺过程复杂、成本高、难度大等特点，能够快速、灵活设计各种复杂结构。而高精密微纳3D打印技术又成为微型机器人不可或缺的手段。3D打印技术在微型机器人的应用2019年4月，多伦多大学微型机器人实验室在《Science Robotics》刊登了一篇关于3D打印微型机器人的文章。研究人员将磁性元素钕的颗粒嵌入到柔性材料中，并通过3D打印技术设计二十多种不同形状的磁性机器人结构。研究人员使用一对强力的磁铁来翻转机器人特定部位钕的极性，使它们在磁场中发生排斥和吸引作用，并通过紫外线照射将这些磁性粒子锁定在相应的位置。通过特定的编程程序，控制微型机器人不同部位的极性，使其达到爬行、蠕动、翻滚、收缩等运动效果。文章链接：https://robotics.sciencemag.org/content/4/29/eaav4494现阶段，微型机器人大多还处于实验室或原型开发阶段，因此，现在所见到的微型机器人较为简单，但同时也能执行一些基本的操作指令，离实用化还有相当长的距离。未来随着技术的发展，会出现各种复杂三维的微型机器人，并且能够在各种复杂环境中作业。这同时亟需一种更为精密微细的加工工艺。下图是深圳摩方材料科技有限公司利用陶瓷3D打印机加工的微型齿轮，最小细节0.092mm。( BMF microArch S240陶瓷3D打印机加工的微型齿轮，最小细节可达0.092mm )一般而言，微型机器人整体尺寸不超过100mm，细节尺寸可以达到微米甚至纳米级别，这就对加工精度和自由度提出极高要求。传统的CNC加工工艺成本昂贵，灵活度低，一般适合大零部件的加工。而MEMS加工工艺过程复杂，垂直方向加工受限，适合二维加工。而3D打印技术，作为当前发展非常迅速的制造工艺，具有低成本、高效率、一体化加工成型的特点。虽然一直以来材料是3D打印技术难点之一，研究人员逐步开发一些功能性材料，比如掺杂磁性粉末颗粒增强磁性。并且也可以通过后期表面处理来弥补材料方面的不足，比如表面金属化、溅射镀膜、翻模等工艺。目前，能够实现高精度3D打印的工艺屈指可数，其中面投影微立体光刻（PμSL）工艺是其中之一。该工艺以深圳摩方材料科技有限公司为代表，已经研发出多款型号机型，并且实现商业化生产，为国内外多个大型公司提供高精密加工方案。下图是该公司10um精度设备nanoArch S140通过在高强度韧性树脂中掺杂磁性粉末颗粒（质量比20%）加工的磁性抓手以及磁性弹簧阵列结构。( 磁性抓手，最小壁厚可达0.070mm )( 磁性弹簧阵列，最小线径可达0.099mm )

机器人技术是一门快速发展的高新技术，在许多领域得到了日益广泛的应用，并对人类社会产生着日益重大的影响。微型机器人（Micro-Robotics）是指集成了微型作业工具、各种微小型传感器，具有通用编程能力的小型移动机构，而微机电系统和微驱动器的出现和发展为微型机器人的诞生提供基础。诞生背景 微型机器人出现是和微机电系统(MEMS)的发展是分不开的，可以说微型机器人就是可编程通用的微型机电系统工程。20世纪80年代后期，随着大规模和超大规模集成电路的迅速发展，微电子技术与机械、光学等学科的交叉融合促进了MEMS技术的迅速发展。和微机电系统一样，微型机器人的发展和微驱动器的发展也是紧密相关的。1987年美国加州大学伯克利分校取得一项轰动世界的突破性成就，首次研制出了转子直径为60~120μm的微型静电动机，随后MIT也研制出了100μm的静电动机。发展现状近年来, 采用MEMS 技术的微型卫星、微型飞行器和进入狭窄空间的微机器人展示了诱人的应用前景和军民两用的战略意义。以日本(三菱电子公司、松下东京研究所和Sumitomo电子公司等)为代表的许多国家在这方面开展了大量研究，重点发展进入工业狭窄空间微机器人、进入人体狭窄空间医疗微系统和微型工厂。在国家自然科学基金、863高技术研究发展计划等的资助下, 清华大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、广东工业大学、上海大学等科研院所针对微型机器人和微操作系统进行了大量研究，并分别研制了原理样机。目前国内对微型机器人的研究主要集中在三个领域：面向煤气、化工、发电设备细小管道探测的微型机器人；针对人体、进入肠道的无创诊疗微型机器人；面向复杂机械系统非拆卸检修的微型机器人。发展瓶颈微型机器人结构尺寸微小，器件精密，可进行微细操作，具有小惯性、快速响应、高谐振频率、高附加值等特点。然而微型机器人并不是简单意义上普通机器人的微小化，而是集成有传感、控制、执行和能量的单元，是机械、电子、材料、控制、计算机和生物医学等多学科技术的交叉融合。而且建立微型机器人需要更为微小的驱动器、执行器、传感器、处理器等，由此展开的对微型机器人微部件的加工和研制，将有利于实现更高意义上的微系统集成。然而，传统的加工工艺远远满足不了这些微小部件加工需求，因此研究人员将目光逐步转移到近些年来非常火热的增材制造工艺。增材制造又称3D打印技术，它摒弃了传统加工工艺过程复杂、成本高、难度大等特点，能够快速、灵活设计各种复杂结构。而高精密微纳3D打印技术又成为微型机器人不可或缺的手段。3D打印技术在微型机器人的应用2019年4月，多伦多大学微型机器人实验室在《Science Robotics》刊登了一篇关于3D打印微型机器人的文章。研究人员将磁性元素钕的颗粒嵌入到柔性材料中，并通过3D打印技术设计二十多种不同形状的磁性机器人结构。研究人员使用一对强力的磁铁来翻转机器人特定部位钕的极性，使它们在磁场中发生排斥和吸引作用，并通过紫外线照射将这些磁性粒子锁定在相应的位置。通过特定的编程程序，控制微型机器人不同部位的极性，使其达到爬行、蠕动、翻滚、收缩等运动效果。现阶段，微型机器人大多还处于实验室或原型开发阶段，因此，现在所见到的微型机器人较为简单，但同时也能执行一些基本的操作指令，离实用化还有相当长的距离。未来随着技术的发展，会出现各种复杂三维的微型机器人，并且能够在各种复杂环境中作业。这同时亟需一种更为精密微细的加工工艺。下图是深圳摩方材料科技有限公司利用陶瓷3D打印机加工的微型齿轮，最小细节0.092mm。( BMF microArch S240陶瓷3D打印机加工的微型齿轮，最小细节可达0.092mm )一般而言，微型机器人整体尺寸不超过100mm，细节尺寸可以达到微米甚至纳米级别，这就对加工精度和自由度提出极高要求。传统的CNC加工工艺成本昂贵，灵活度低，一般适合大零部件的加工。而MEMS加工工艺过程复杂，垂直方向加工受限，适合二维加工。而3D打印技术，作为当前发展非常迅速的制造工艺，具有低成本、高效率、一体化加工成型的特点。虽然一直以来材料是3D打印技术难点之一，研究人员逐步开发一些功能性材料，比如掺杂磁性粉末颗粒增强磁性。并且也可以通过后期表面处理来弥补材料方面的不足，比如表面金属化、溅射镀膜、翻模等工艺。目前，能够实现高精度3D打印的工艺屈指可数，其中面投影微立体光刻（PμSL）工艺是其中之一。该工艺以深圳摩方材料科技有限公司为代表，已经研发出多款型号机型，并且实现商业化生产，为国内外多个大型公司提供高精密加工方案。下图是该公司10um精度设备nanoArch S140通过在高强度韧性树脂中掺杂磁性粉末颗粒（质量比20%）加工的磁性抓手以及磁性弹簧阵列结构。( 磁性抓手，最小壁厚可达0.070mm )( 磁性弹簧阵列，最小线径可达0.099mm )—— END ——官网：https://www.bmftec.cn/links/10

自动化和流水线早就成为现代工业生产的主要模式，但是科学实验在自动化方面并不是那么&ldquo 先进&rdquo ，许多实验操作都必须是人工操作，人工操作一方面效率比较低，另一方面也容易导致误差，客观上自动化实验有存在的必要，另外随着计算机和机器人技术水平的快速提升，也给自动化实验提供了技术可能。现在美国一些公司已经给科学家提供这种自动化或半自动化实验技术的服务，相信随着这种服务技术的提高，未来科学家完全有可能从具体的实验操作中解放出来。只要有研究经费和思路，机器人帮助科学家完成所有的实验工作，甚至数据分析。你只要将设计方案作好，然后倒杯咖啡，等待者机器人给你完成实验和分析报告，这对科学家来说，这是多么美好的事情。　　 　　Max Hodak的研究主要是帮助科学家更方便收集研究数据，当在杜克大学学习生物医学工程专业的时候，他就感到使用纸质实验记录本非常不方便，研究人员需要通过页面搜索才能找到相关数据。2008年，他将所有实验记录检索输入计算机，并编写了一个计算机软件，用户可方便地检索到所需要的内容。当时有人认为这是浪费时间，因为这个工作不能发表论文。但是18个月后当他回到这个实验室发现大家都非常喜欢使用他的软件。这件事告诉他一个信息，实验室工作也需要一些提高工作效率的技术。他本人一直对如何快速有效分析实验数据有兴趣，于是考虑能不能在这方面做一些工作? 　　Hodak的梦想是建立一个自动化实验室，这种实验室能自动开展实验、记录实验数据。他将这种实验室命名未生物数据中心。2012年他创办了一个公司Transcriptic。这个公司成立的目的是利用先进的计算机软件和机器人代替科学家开展繁琐的重复实验操作，让他们更容易获得和分析研究数据，最终建立更经济更有效率也更具有重复性的研究模式。 　　Transcriptic 和EmeraldTherapeutics两家公司共同致力于给科学家提供远程实验操作，许多大型生物实验室已经具有自动化实验设备，例如自动化测序仪等。他们希望能走的更远，是将更多常规实验如电泳和分离核酸蛋白分子，并将这种服务提供给各类生物实验室。 　　在Transcriptic的协助下，用户可以使用实验软件操作系统将所有实验步骤转变成机器识别语言，用户订单和任何样本都可送到Transcriptic，实验根据用户要求在计算机控制下自动完成，在不同机器之间机器人协助完成PCR、读去数据、溶液添加、冰冻和孵育等常规操作。用户可在线实时获得实验数据。 　　这种服务让科学家从乏味的实验操作中解放出来，节省的时间可以专心用于阅读文献、撰写论文和申请经费。加州大学戴维斯分校合成生物学家JustinSiegel正在设计制造一些新的酶，Transcriptic现在能开展分子生物学实验，让他的学生节省了大约1/3的时间，尤其是反复进行的DNA克隆和突变方面的工作。 　　Siegel利用Transcriptic的服务完成了一种检测橄榄油的生物传感器的工作，完成这一工作的学生2014年11月3日获得2014年国际基因工程机器竞赛大奖，由于效率提高，让他们有勇气尝试更多设计。 　　Emerald公司正在检验Emerald云实验室，该技术将给科学家用户提供一站式在线服务，用户通过该系统能下实验订单、分析数据和建立合作关系。最早于2015年，试用用户可以对40多种常规实验技术下订单，这些实验包括westernblots蛋白分析、高压液相分离目标成分等。当实验订单下好后，技术人员将在公司的自动化工作站设计实验，操作样本盘在机器之间按照程序传递并按照程序完成实验操作，用户从云实验室直接获得研究数据。利用云实验室，用户可以试用文本功能分析实验结果，也可以回顾所有的实验过程，包括所有的机器和试剂等信息，以及其他用户授权公开的研究数据。 　　这种服务和传统的实验类似，但是数据采集可更精确，可控性更强。也许有科学家担心费用会不会很高，Hodak说他们提供的基因克隆和突变和普通实验室的费用相当，甚至更便宜，考虑到稳定性和人工费用，最终可以减少50%的费用。 　　当然作为新生事物，有不少人观望和怀疑，而且由于目前技术的限制，也不是所有的实验操作都能实现自动化。另外一个大的问题室设备之间的兼容性和通讯障碍问题。

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

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

作为在线测量技术领域创新解决方案的领先供应商，蔡司通过与客户的积极交流，了解客户的需求和策略。例如新的蔡司AICell跟踪产品类别，融合实时过程监测和计量溯源在线测量技术于一体。在德国联邦教育和研究部(BMBF)的资助下，蔡司与宝马，乌尔姆大学计量、控制和微技术研究所(MRM)，医学和计量激光技术研究所(ILM)合作，研究和开发了自主测量机器人(AuMeRo)的概念。今年，一个功能齐全的样机已经证明，自主测量机器人可以完全处理诸如未喷漆或喷漆车身零件间隙尺寸和平整度检查等任务。蔡司IQS产品经理Manuel Schmid表示:“在一条标准生产线上生产尽可能多的产品——这一既定概念可能很快就会成为过去。”目前，日益个性化的客户需求正导致越来越多的产品变体，因此在其生产中需要模块化。受此影响尤其严重的行业，如汽车行业，正计划在长期内解散具有高度专业化工作站的顺序制造流程，代之以灵活部署的制造岛屿。 自动测量机器人使用摄像头自动检测目标，并与车身对齐，以检测所需位置的间隙和平整度，无需人工交互。智能、自主系统的综合能力自主测量机器人是一个矩形平台，底部有轮子，顶部有一个带有光学测量传感器的机械臂。“当然，硬件方面本身并不是革命性的”。蔡司集团企业研究部的Matthias Karl 博士解释说，“关键任务是在软件方面创造必要的智能，以实现物体的自主移动、测量和数据处理。”研究伙伴结合各自的专业领域，一同应对研究项目中的这一挑战。乌尔姆大学计量、控制和微技术研究所与多家汽车制造商合作，重点研究自动驾驶。该研究所开发并实现了移动测量平台的导航解决方案，使其能够自主移动到目标对象，同时安全地避开障碍物。医学和计量激光技术研究所研究了适合这一特殊应用的光学测量技术，重点是多波长全息。蔡司作为小组协调员，由蔡司工业质量解决方案(IQS)和企业研究两个部门代表参与：IQS提供了专用的光学计量学，企业研究部利用光学图像识别和机器学习处理机械手臂的运动、物体识别和测量位姿控制。作为领先的高端汽车制造商之一，应用合作伙伴宝马为该项目提供了切实可行的实践背景。满足个别客户的要求，同时提高效率“用户通过软件选择一个对象，例如车门、其大致位置及预期测量计划，从这一点上，自主测量机器人完全自主行动”，Manuel Schmid解释道。物体识别是通过相机进行的，是基于物体的数字孪生体。在实际测量中，移动平台配备了额外的光学传感器，为此，医学和计量激光技术研究所开发了一种特殊的测量传感器，采用多波长数字全息技术，具有测量时间短、环境影响强的优点。通过这种方式，就可以在一张快照中获得整个区域的漫射和镜面反射表面的地形数据。当平台找到并接近目标时，机器手臂根据测量程序的要求移动测量头，同时考虑当前的空间条件。“凭借其自主移动和目标识别的能力，自主测量机器人为迎接未来的移动、模块化制造岛做好了准备，并允许随时随地进行测量”，Schmi说到，“然而，它已经为制造商发挥了它的全部好处，例如在产品审计中，目前的测量和文件是在测量室手工完成的。使用自主测量机器人，效率将更高，因为它是完全自动化的，可复制的，且生成的测量结果始终具有高质量和信息价值。”“在这个研究项目中，我们已经证明自主测量机器人这个概念是不受限制的，并且可以很容易地适应新的物体和测量计划，这为这项技术打开了大门”，小组协调人Matthias Karl博士说。宝马集团质量管理部汽车车身工程项目经理Jan-Klaus Dziergwa也对这个结果很感兴趣：“在宝马，我们非常有兴趣满足个人客户的愿望，同时不断提高我们的生产效率和质量保证；这需要创新的方法和技术，自主测量机器人就是一个很好的例子。”

艾目易自主研发近红外光学定位系统，破解手术机器人“卡脖子”难题 随着达芬奇手术机器人长达20年的专利保护到期，国产手术机器人初创企业凭借其产品的创新性、多样性、智能化等优势站上风口。 在政策支持、企业研发实力提升等诸多因素的助推下，国产手术机器人产品接连获批上市。产品创新能力以及研发质量的提升，使之迎来强势期。据浙商证券统计，2020年中国手术机器人市场规模为425.3百万美元，年复合增长率达44%，远高于全球。 不过，严峻的是尽管目前作为产业链主体的手术机器人设备已在技术上做出突破，并逐渐实现国产替代，但我国手术机器人核心零部件却面临研发实力不足，严重依赖进口。这一情况进一步成为阻碍我国手术机器人行业向上发展的“卡脖子”环节，产业难题亟待攻克。 深耕近红外光学定位系统，市场前景广阔 手术机器人的价值在于其精准性和稳定性。传统手术靠医生完成，即使是经验丰富的医生，在手术过程中亦会存在一些问题。手术机器人可以很好的解决人工手术存在的问题。首先，由于肌肉的收缩，人的手臂会产生不同程度的生理性震颤，极易影响手术效果。以手术机器人中的机械臂作为医生的手，辅助进行手术操作，能够提升治疗效果；其次，借助传统工具进行人工测量、无法看到患者内部解剖位置，以及依赖医生等问题，则需要光学定位系统等手术导航系统作为医生的“眼”，通过精准定位病灶区域位置和方向，进一步提升病灶定位精度，提高手术精准率；最后，控制算法等软件系统则作为医生的“脑”，辅助医生进行判断及手术操作，提升手术成功率。 定位系统、控制算法以及机械臂其重要性不言而喻，而这三部分产品皆来自于手术机器人产业链上游。手术机器人产业链图片由艾目易绘制手术机器人系统巨大的发展潜力和广阔市场前景，很早就吸引了国外一些发达国家投入大量资金和人力从事研究开发工作。不过，由于我国在近红外光学系统的研发上起步较晚，在产品仍然有很长的路要走。 成立于2017年的广州艾目易科技有限公司（以下简称“艾目易”）专注于手术导航和手术机器人的核心部件和解决方案的研发。 凭借企业在技术研发上的深耕，以及对于临床应用的理解，2019年艾目易成功研制出国内第一台“近红外光学定位系统”，其定位精度达到国际领先水平。通过从硬件设计到内部材料结构的深入研究，该定位系统在电磁兼容性、稳定性上均取得了良好效果。 艾目易创始人杨荣骞告诉动脉网：“在不同的科室中，灯光、湿度、温度都有所差别，这些环节都需要做大量的实验，以及参数的测试。得益于我们多年来做的实验和产品研发，我们所研发的系统在不同环境下，稳定性非常好，能够成功应对这些复杂环境。因此，我们有信心能够提供满足客户要求的定位系统。艾目易研发生产的定位系统不仅提供了多样化接口，而且考虑到手术中医生或护士的使用习惯，我们还增加了图像、视频等交互功能，使得系统操作更为便捷。” 艾目易所研发的“AimPosition光学定位系统”现已广泛运用于手术导航、手术机器人及其他以“精准定位”为主导的医疗场景。企业则与广东省内多家医院建立长期科研合作关系，覆盖神经外科、骨科、牙科、介入科等科室，通过合作熟悉临床应用场景，充分了解临床需求，进一步推动技术迭代。 2020年，艾目易完成了手术导航系统样机研发、手术机器人技术平台搭建，以及第二代光学定位系统与工业光学定位系统研发。2021年，艾目易则是走出去，积极与行业主流企业建立合作，在奠定行业发展基础的同时，开拓研发应用场景，挖掘增量市场，加速企业发展。 目前，其产品销售已销售至国内数十家手术机器人企业。 搭建定位系统，软件算法，手术耗材三大产品管线 艾目易不仅在光学定位系统的研究上取得了不错的成绩，亦构建了涵盖定位系统、软件算法、手术耗材的产品管线。 多年手术导航和手术机器人技术研究经验，图像处理算法、手术注册算法、机器人标定与控制算法等已经具有相当先进水平，并被国内多家手术机器人公司应用。 具体到手术操作环节，艾目易则已能够提供覆盖手术规划、图像注册、自动定位环节的相关产品。不仅如此，其近红外光学定位系统亦应用于工业领域，以支撑国内机器人产品升级，赋能工业领域创造更多智能化运用场景。 为释放出足够动能推动企业发展，艾目易通过持续跟下游机构与厂家合作，凭借在核心部件研发上的优势，以及在手术机器人手术导航方面积累的多年经验，将产品和技术赋能给产业中下游，使他们能够快速的产业化，并反过来加快艾目易产品的更广泛应用。 基于企业软件开发实力，艾目易同时还提供定制软件开发服务。目前艾目易已成功开发了手术导航系统、牙科机器人等的高端智能设备，实现了“硬件+软件”的产品部署。 发力上游，持续拓展产品应用场景 谈话最后，杨荣骞阐述了对艾目易未来发展的规划：“当前我们仍将以保持近红外光学系统更新迭代，不断丰富产品型号为主。例如我们现在所推出的2.0版本产品在外观上，以及技术细节、算法上都做了很多改进。同时，随着我们对下游市场的不断的了解和深入的沟通合作，他们对光学定位系统也提出了一些新的需求。因此，我们会进一步丰富我们的光学定位系统的型号，尽可能满足不同科室需求。我们还将不断提高产品的关键技术参数，使之能够满足低延时的信息数据传输，实现更加精准更加高速的定位。 在应用领域方面，除手术机器人、手术导航系统等产品外，我们还将往工业领域拓展。目前我们已经在和国内主要的工业机器人公司和厂家展开了初步合作，未来我们也会将艾目易的产品和技术扩展到工业领域去应用，赋能工业智能制造和生产。这将为我们艾目易打开一个更广阔的市场空间。立足上游，持续迭代，拓展丰富应用场景，则是艾目易的下一步。