马云所说的第三次技术革命，将带来五大趋势影响中国乃至全世界，即新零售、新制造、新金融、新技术和新资源。

      无人系统和人工智能的快速发展，使得更多人明白通往新技术之路不再是科技互联网公司的独秀。曾经陌生的科学家的名字频频出现在科技报道，意味着这股由产业界掀起的热浪，已经将学术界卷入其中。

      高校科研平台对于推动前沿技术领域发展历来有着不可替代的重要性。踢围TechSavvy 希望借由「学院派」系列文章，呈现中国高校在技术制造领域的研究发展轨迹。第一篇我们分享的是中国机器人产学研典型代表——哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室。

      资料来源：中国机器人网，OFWEEK机器人网，网易科技，财新网，经济观察报，南方日报，哈工大官网等

       中国已经连续 5 年成为全球最大的工业机器人市场。国际机器人联合会(IFR)统计显示，中国 2015 年工业机器人销量达到 6.7 万台，占全球市场约 3 成，预计中国市场 2016-2019 年年均增长 20%，到 2019 年能占全球市场 4 成。

      国外有著名的工业机器人领域四大巨头——瑞士ABB，日本发那科，安川电机和德国库卡，国内不得不提的就是哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室。

揭秘实验室

      哈工大机器人技术与系统国家重点实验室的前身是哈工大机器人研究所，创建于 1986 年，是国内最早开展机器人技术方面的研究单位之一。自 1986 年成功研制出中国第一台点焊机器人以来，研究所得到了快速发展，设有国家「863」计划智能机器人机构研究网点开放实验室。于 2007 年成立了机器人技术与系统国家重点实验室。

实验室标志性成果：

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       在前身机器人研究所时期，哈工大的成果已非常瞩目：

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目前机器人技术与系统国家重点实验室研究方向：

先进机器人基础理论与关键共性技术主要研究方向

1，先进机器人构型的创新及优化设计

机器人机构型综合的原理与数学描述理论与方法；

机器人机构多尺度效应和跨尺度运动的设计理论；

极端环境(真空、高低温、粒子辐射、微重力、高压强等环境)下机器人机构的设计理论、失效理论以及可靠性分析和全生命周期设计；

强化仿生形态、仿生结构与仿生功能的集成以及跨越宏观、微观乃至纳观尺度的多层次结构和功能的仿生机器人结构系统的相关理论与优化设计技术。

2，先进机器人系统动力学及控制方法

复杂机器人的动态特性及参数识别，特别是极端环境下各种非线性和不确定性参数变化耦合特征对机器人系统动力学的影响规律；

高速、高加速度、精密、重载机器人弹性机构动力学、柔顺机构动力学、含铰链间隙的机构动力学综合理论；

机器人系统中复杂多参数耦合特征对系统控制性能的敏感性和影响规律，高度复杂不确定问题的处理理论和方法以及复杂多通道闭环控制规律的简化设计方法；

分布式、非线性、强耦合、多变量、随机性及时变性复杂机器人系统控制的新方法。

3，先进机器人新型功能部件及单元技术

集机构、驱动、感知、控制为一体的机器人数字化关节设计理论及集成技术；

基于智能材料的易于集成在结构中的新型驱动技术的工作原理、设计方法；

电磁、记忆合金、压电等多种驱动方式的复合驱动系统的设计理论与集成技术；

先进机器人领域所需的新型高性能功能部件。

先进机器人智能技术理论与方法主要研究方向

1，先进机器人自治行为理论与方法

复杂结构化、非结构化和静态、动态未知环境的感知方法、环境建模与重构的理论以及多种目标信息识别与计算的理论与方法；

全方位和局部信息相结合的自主导航与定位的理论和方法；

完整约束和非完整约束条件下的机器人轨迹、任务和路径的静态、动态智能规划与决策的理论与方法；

基于行为特征的机器人系统智能建模理论与方法，模型存在不确定性和与未知环境交互作用的智能控制方法；

机器人的生物感知与行为的仿生理论与仿生控制技术。

2，先进机器人群智能技术相关理论与方法

多机器人系统的群体体系结构、面向多机器人系统的机器人个体体系结构以及两者的有机结合方法；

基于动态、分布式局部环境的不完整信息的全局环境构建的理论与技术；

多机器人系统中机器人群体强化智能学习以及群体行为的理论与方法；

多机器人系统合作及协调控制策略与机制。

人机交互与和谐共存的理论与技术主要研究方向

1，人机合作与交流机器人技术

,人与机器人间通过手语、图像、语音等新型多通道信息交互技术，以及新型的人机交互设备和交互过程中的安全机制；

从生物感知的角度研究交互信息的获取和理解；

利用多源信号的生物/机电系统接口的基础理论和技术。

2，遥操作与网络遥操作的机器人技术

遥操作系统的体系结构及拓扑关系；

解决大时延条件下的遥操作控制理论与方法，以及遥操作虚拟现实技术；

遥操作系统性能评价理论与方法。

机器人及机电一体化系统集成技术主要研究方向

面向国家重大科学工程的机器人技术与系统，包括核、极地、空间探测的自主机器人系统以及重大模拟与仿真装备；

面向国防安全的机器人技术与系统，包括军用、反恐侦查机器人化无人作战平台；

面向安全生产、防灾救援需求的机器人技术与系统，包括煤矿井下矿难搜救机器人、油井及油气管线巡检机器人等；

面向国家国民经济重大行业（机械制造、石化、冶金、汽车等）的机器人及自动化生产装备；

面向光电制造与生命科学实验的精密作业设备；

纳米级微驱动与微操作机器人、微小型机器人、仿生机器人、智能服务机器人、遥操作与网络操作机器人、移动操作机器人、多机器人协作系统等。

「产学研」结合

科技成果成功转化并非易事，中国每年至少有 3 万项科技成果问世，7 万项专利成果诞生。但科技成果的转化率仅有 10%，也就是说除了其中的少部分能够真正实现产业化之外，多数的科技成果都会被束之高阁。

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将实验室的研究成果转化为实际产品，是哈工大机器人技术与系统国家重点实验室另一个成功之处，目前在中国，以哈工大为依托的机器人企业超过 40 家。

1997 年建立博实自动化设备有限责任公司，为石化、化工、冶金等行业提供先进的包装码垛设备，被列为国家「863」计划智能机器人主题机器人产业化基地，目前年产值达亿元。

2000 年与海尔集团合作成立了海尔哈工大机器人技术有限公司，在智能服务机器人、注塑机取出机械手和工业机器人方面推出了一系列产品。

2001 年成立博实精密测控有限责任公司，在精密测量及驱动方面取得系列突破。2013 年，成立哈尔滨工业大学博实研究院，瞄准国际先进制造领域前沿，深入开展机器人及自动化成套装备关键技术研究，开创「产学研」合作新模式，将科技成果及时转化并推广实现产业化。

最具标志性的事件当属哈工大机器人集团横空出世。2014 年 12 月，由黑龙江省政府、哈尔滨市政府、哈尔滨工业大学共同投资组建高新技术企业哈工大机器人集团（HRG）。

在高校多数科技成果单独进行孵化，相对分散，这些成果还可能会面临孵化时间长、最后却难以做大的风险。哈工大机器人集团开启了集中式运作模式，学校鼓励教师用集团的平台与市场进行对接，集团也可以通过多样的产品打造品牌，实行集中爆发。

哈工大机器人集团成为科研成果向产业转化的重要平台，在工业4.0 方面，生产研发的锂电池生产智能化流水线技术成熟，运用于药品行业的阿胶智慧工厂已经开始投产，可以完成一套胶类中药智能制造标准化生产系统；无人机研发方面，集团旗下已经成立两家无人机公司，负责研发行业级无人机，运用于植保、警用巡航等方面；在服务机器人方面，研发的送餐机器人已经投入市场使用。

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这个模式的另一个重要意义在于重启了哈工大人才优势和科技成果优势，目前在这里工作的机器人领域专兼职博士硕士已有上百名。哈工大机器人通过强化技术逻辑与市场逻辑的对接，形成全新的具有影响力的科技转化模式。现在以哈尔滨为总部，在北京、上海、深圳等地设立了分中心，在重庆、武汉、青岛等市场集中区设立了销售处，也在国外设立了办事处。

引智与合作

动脉网今年进行的医疗机器人企业盘点中，发现在所有可查到创始人或主要技术团队的教育背景中，有超过 28% 的人曾在哈工大就读，称这里为中国医疗机器人产业的人才摇篮一点也不为过。动脉网分析称，仅哈工大机器人集团旗下就有 14 家企业与机器人有关，而哈工大医疗机器人领域的代表人物孙立宁教授也为业内人熟知，几乎大多数有关医疗机器人的会议论坛都可以见到孙立宁教授的身影。

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除了医疗机器人之外，哈工大机器人在各地都进行了不同领域的项目合作：

去年 7 月，哈工大机器人项目在合肥签约，该项目总投资 20 亿元，建设包含哈工大机器人集团华东区域中心、华东制造基地和国际创新研究院三大板块，其中华东区域中心和制造基地将建设 25 个机器人产业化及核心零部件项目，国际创新研究院将设立微纳机器人、康复机器人、工业智能装备等 6 个研究所，项目建成后将会拉动周边制造业产值增值超 100 亿元。

同是在去年，哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室与武汉方元环境科技有限公司成功研发出箱涵管道清淤工作机器人，该机器人配备无线远程遥控成像技术，可在不下人、不排气、不截流、不开挖的情况下进入地下管网清淤作业，彻底代替人工，效率大大提升。双方将以武汉为研发设计基地，在枣阳市建设近 200 亩的机器人生产基地，预计今年底首批样机下线，明年年中批量投放市场。

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哈工大机器人集团旗下唯一一家专注于工业机器人教育装备与教学体系建设的子公司江苏哈工海渡工业机器人有限公司，开发出了一系列贴近工业应用和教学需求的工业机器人教学装备，今年与上海发那科机器人有限公司达成战略合作伙伴关系，携手围绕智能制造人才培养模式创新和教学资源建设进行合作。

上个月，哈工大机器人集团（昆山）众创空间、哈工大机器人集团(昆山)研究院在江苏昆山开发区揭牌， 该机器人产业基地总投资 10 亿元，包括服务机器人、工业机器人、智慧工厂及实业开发四大板块，主要将建设机器人产业标准中心、机器人产业信息研究中心、机器人产业检测中心、机器人会展体验中心、机器人产业协同创新联盟以及哈工大机器人集团华东地区业务生产基地。

以上只是部分合作案例，但可以看出，作为政产学研紧密合作的典型代表，目前在工业机器人、特种机器人和服务机器人方面都有相关产品线的技术积累的哈工大机器人研究所，还会继续发挥在装备制造领域的技术和人才优势，引导学院派新技术和新制造潮流。

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