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沈阳自动化所走出的“科技冬奥”机器人集团军
发布时间:2022-05-07 【字号:  

  2022年北京冬奥会到冬残奥会,从训练场地建设到医疗资源保障,中国科学院沈阳自动化研究所机器人学研究室“科技冬奥”团队实现了机器人技术突破,研制出上肢助力外骨骼机器人、飞行机器人、地面机器人、跳台曲面修高精度修整机器人、手术机器人,助力璀璨冬奥会!

  砥砺奋发,他们助力冬残奥会火炬传递!

  2022年冬残奥会,沈阳自动化所科研人员为火炬手彭园园量身定制了一款上肢助力外骨骼机器人,帮助她实现双手操作的梦想。

  张弼是国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项“多机器人跨域火炬传递技术研究与系统示范应用”的课题负责人,也是本届北京冬残奥会“外骨骼火炬传递”应用演示任务的负责人。他和团队一起接下了这一挑战任务,在9个月的时间里突破人机神经接口技术、残肢功能再造等技术。

  团队平均年龄不到30岁,为了实现这一目标,这群年轻人放弃了春节假期。团队中姚杰、陈万鑫、程涛家乡都不在沈阳本地,为了不因疫情形势的变化影响项目进度,他们毅然放弃了回家团圆,在沈阳度过了春节。2022年正月初二,团队正式开工,迈向任务冲刺阶段。

  在北京外场开展试验的半个月中,团队成员群策群力、同心同德,全身心投入到科研任务中。赵明认真维护着机器人结构的每一个零部件;徐壮仔细测试着硬件电路系统的每一项功能;李纪桅、程涛紧盯着计算机,观察机器人运行效果、一遍遍调整着最优控制参数;姚杰独自对着实验测试结果,在庞大、复杂的软件系统中找寻刚刚发生的问题。在这场攻坚战中,几位青年科研人员始终干劲十足、精神饱满,克服疫情带来的困难,与项目一起成长。

  34日,科研人员站在了北京冬奥组委驻地冬残奥会火炬传递活动现场,深感荣耀,也倍感压力。在经历了近9个月的技术适配后,火炬手彭园园灵活运用该外骨骼机器人,顺利将奥运圣火传递给下一棒火炬手,演示任务完美落幕!

  火炬接力项目告一段落,未来,在面向人民生命健康领域,这群年轻人将继续奋勇向前,积极推进医疗、养老服务机器人等研究,加快科技成果转化,以科技手段助力健康中国!

  云端筑梦,他们犹如“云雀”不畏险阻!

  由科技部国家重点研发计划科技冬奥重点专项支持的飞行机器人技术源自“云雀”团队。这是一支秉承迎难而上、勇于担当精神的团队,他们曾克服低温缺氧等困难,携云雀飞行机器人登上青藏高原,圆满完成科研任务。

  火炬对接研发过程中,从总体方案到单元技术,从系统集成到飞行测试,团队连续6个月全力以赴投入到高强度工作中。科研人员每天犹如乘坐在目标明确但路途波折的过山车上,经历过初次静态定点对接成功的喜悦,也经历过动态对接时坠机的挫折,更体会过方案又一次推倒重来的茫然。科研是一次次尝试,往往老问题刚解决,新问题又出现。从炎热的夏天到寒冷的冬天,团队每天开展户外飞行试验8小时,攻克一个个难关。

  每名科研人员都是一面旗帜。党员杨丽英是飞行机器人平台的负责人,面对难度大、时间紧、任务重的火炬全自主对接任务,她巾帼不让须眉,带领团队成员召开了70余次技术交流例会,技术方案几经推翻重来。三名青年党员张广玉、常彦春、李思梁分别承担火炬对接任务中的飞行机械臂精准控制、对接任务智能决策以及火炬飞行器人本体设计工作,在高强度、长时间的研发和测试工作中,他们带得了头、吃得了苦。黄朝雄、张远航、戚有利、于海涛等同志在飞控系统研发、飞行操控与系统保障工作中兢兢业业、任劳任怨。学生党员张璇、蒋涵、张朝阳与职工一起齐头并进,攻克了高机动飞行、视觉自主识别等多项关键技术。

  功夫不负有心人,20221月,在辽宁抚顺大伙房水库外场,在零下25度的低温中,团队成功实现了飞行机器人与两栖机器人的全自主火炬对接!

  当火炬熊熊的火焰由飞行机器人成功传递到两栖机器人时,团队成员所有加过的班、吃过的盒饭、开过的例会、忍受的寒冷都变成了灿烂的光,照亮了飞行机器人火炬对接的方向,更推动着飞行机器人全自主精细化作业研究向实用化迈进了一大步!

  登山越岭,他们传承“灵蜥”坚韧精神!

  科技冬奥项目中的地面机器人技术源自“灵蜥”反恐排爆机器人团队。团队有着几十年的技术积累,传承了严谨细致、精益求精的科研态度与不畏艰难、敢为人先的科研精神。

  邵士亮是此次地面机器人应用演示任务的负责人,在团队负责人王挺的带领下,同团队成员一起攻克这一科研任务。团队时刻牢记初心使命,勇于探索、甘于奉献,彰显了科技工作者的科研精神和党员的先锋本色。

  元旦前夕,团队接到通知,需要根据新调整的任务需求,将两台具备状态的地面机器人运往北京冬季奥林匹克公园,进行多机器人火炬传递的演示。他们争分夺秒、连夜奋战,江亦涵和毕健康对双臂协作插拔火炬钥匙、人-机互动与挥舞火炬等任务及时做出调整。李亚伟和王宁认真调试每个电机的控制参数,追求着每个电机运转的完美状态。徐梁、张凯和卢凯小心翼翼的维护着机器人的外观结构。他们齐心协力、团结协作,终于在机器人进驻实验场地前一天完成调试,包车连夜运到北京。

  科研人员抵达北京冬奥公园后,便开始紧张的机器人状态恢复以及与两栖机器人的火炬对接工作。面对新的演示环境与流程,他们集思广益、攻坚克难;面对现场突发状况,他们从容不迫、胸有成竹;面对艰苦寒冷的调试环境,他们毫不退缩、迎难而上。几位青年科研人员拼尽全力,顺利保证了地面机器人状态的稳定。

  通过本次项目,机器人的关键技术得到积累,科研人员的拼搏精神得到历练。未来,团队将在特种作业机器人领域继续披荆斩棘,力争再创佳绩,以科技手段助力平安中国。

  勇攀高峰,他们是冬奥场地的辛勤管家!

  滑雪跳台曲面的高精度自动化修整,不仅可以突破专业人工修整的限制,还有助于分析运动员的技术动作与跳台的定量关系。在“科技冬奥”重点专项支持下,科研团队开展了空中技巧滑雪跳台自动修整机器人研发。

  科研人员来自“攀登者”地面机器人团队,他们瞄准地球“三极”科考机器人研究前沿,已取得了一批关于南极和青藏高原的原始创新成果。党员卜春光是团队的负责人,也是“训练场地数据采集、传输与修整智能系统研究与应用”课题负责人。团队成员为能助力冬奥会充满期待,也感受到了巨大压力。

  由于相关机器人在国内外还未有成熟的先例,卜春光带领青年科技骨干眭晋、范晓亮组成了技术攻关小组,对机器人进行了反复的设计优化和改进。这支肯奉献、能吃苦、敢创新的“攀登者”团队,在2022年除夕的前一天,依旧在零下二十度的滑雪场地里开展机器人试验。

  在跳台修整机器人示范应用期间,几名党员带领团队一群年轻的小伙子们共同奋战。卜春光在现场全程指挥着整个系统的调试和应用;眭晋负责机器人机械系统,他躺在冰面上维护底盘,跃上高台检查修整工具;范晓亮负责整个控制系统的调试,在寒风中一边调整机器人的控制参数,一边解决复杂的软件问题;木孟林和刘拓操作着机械臂并检查视觉系统工作状态;许庆超和杨钧浡对着控制台记录着机器人的各项参数和工作效果。

  为了提供滑雪跳台项目的标准化场地,团队在短短7个月的时间内基于极地冰雪面机器人技术基础,接连突破了跳台曲面高精度定位和精确建模、多尺度跳台自动化作业等关键技术,成功研制了首台跳台曲面修高精度修整机器人系统!

  在冬奥会之后,团队研制的跳台修整机器人未来可在各级的滑雪训练场地应用,突破专业人工修整的条件限制,助力全民冰雪项目的推广。

  洞幽察微,他们是冬奥健儿的贴心医生!

  202011月,科技部国家重点研发计划科技冬奥重点专项项目冬奥会智慧医疗保障关键技术课题远程多维全景智能医疗器械及操作系统的研发与应用课题启动。该课题涉及手术机器人、增强现实导航等多项关键技术,是医疗保障的最终治疗环节,如何突破关键技术,保障系统在冬奥会中实现应用,对冬奥会的医疗保障具有重要的意义。

  课题负责人宋国立是一名党员,也是国家自然科学基金青年基金、面上项目,科技部重点研发计划课题等多项国家级项目的负责人。他带领年轻的医疗机器人团队在前期研发手术机器人的基础上,要利用不到1年的时间,突破多项关键技术。

  为了科研事业,他们无畏无悔。手术机器人与增强现实导航系统要求高定位精度,团队不畏艰难,长时间测试关键技术的可靠性、验证系统的精度,高效、高质量地完成了系统的集成与测试。为了推进项目,他们奔波协调。课题涉及到多家单位,宋国立多次前往课题参与单位张家口第一医院协调医疗保障方案,制定了完整的医疗保障流程。在202110月进行的冬奥测试赛,团队前往首都医科大学附属天坛医院,实地测试系统,并听取的相关医疗专家的意见,助力系统应用于医疗保障中。

  2022年正月初四,北京冬奥会在北京与张家口开幕,保障团队成员苏顺、赵凯航进行术中可视化显示,屈丹阳负责机械臂调试,并于5日抵达张家口赛区保障医院-张家口第一医院,部署手术机器人与增强显示导航系统,并开展了示范应用。

  团队成功突破了高精度图像配准、空间标定、精准机器人控制等多项关键技术,实现了手术机器人亚毫米级误差,开创了医用机器人与定位系统应用于大型国际体育赛事保障的先河。

  团队所在党组织机器人学研究室党总支充分发挥战斗堡垒作用,带领团队始终践行献身、求实、协作、创新的沈阳自动化所精神,以党员科研骨干为先锋攻坚克难,谱写了奥运与科技结合的动人篇章。

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