長征七號運載火箭在去年成功首飛。搭乘這枚火箭飛天的“乘客”中,有一位“高手”,在天上完成了我國首次“太空垃圾”清理技術演示試驗。它就是由中國運載火箭技術研究院(以下簡稱“火箭院”)18所研製的“6自由度空間機械臂”(俗稱“太空機械臂”)。時隔一年多,火箭院18所用太空機械臂技術,發展出系列民用智能機器人。
環衛生活垃圾分揀機器人系統就應用了太空機械臂技術。“把生活垃圾在傳送帶上攤開後,我們的分揀機器人可以準確地辨別、分揀出各類垃圾。”火箭院18所技術人員介紹,“環衛生活垃圾分揀機器人系統具備人工智能的學習本領。起初,它對某種垃圾的認識還很模糊。僅僅經過數小時的‘學習’後,它就能把那種垃圾準確地分辨出來。隨着‘學習’的深入,它還能辨識更多種類的垃圾。有了它,人類就可以告別髒兮兮的垃圾前端分揀工作了。這種本領,還能用來分揀快遞、食品、藥品、農產品。”
除了垃圾處理,火箭院18所研製的智能機械臂還可在工業製造、科研教育、家庭服務等各個領域為人類分憂。
“機器人的動作,給人的印象往往是僵硬、不知深淺的。要代替進化了數十萬年的人類手臂,首先要解決動作協調、連貫的問題。”火箭院18所技術人員介紹,“我們在太空機械臂的基礎上,研製出了仿人機械臂和輕型工業機械臂。在它們‘身上’,已找不出傳統機械臂笨重、僵硬的影子。前者和人的手臂一樣靈活,任意擺動,既能單臂工作,又能雙臂協作,還能和人互動。一些複雜的手工製造動作、在家庭或醫院中扶助老幼病弱,都可由它完成。後者雖然關節沒有前者多,但也能勝任手機、電腦等‘3C’產品生產線上輕拿輕放的操作,成本也較為低廉,完全可以大規模應用,替人完成單調的流水線操作,創造出‘機器人口紅利’。”
其實,火箭院18所能研製出具有國際先進水平的太空機械臂和系列高端民用智能機器人,並不是一蹴而就的。數十年來,火箭院18所一直擔負着火箭院長征系列運載火箭伺服機構的研製任務。當火箭控制系統一聲令下,伺服機構要即刻響應,把推力數十、上百噸的發動機擺到位,從而讓火箭飛向正確的方向。若失之毫釐,火箭就會謬之千里,其精密程度可想而知。
在數十年的攻關中,火箭院18所成長為我國精密機電設備研製領域的佼佼者。從力挽千鈞的伺服機構,到靈巧柔順的系列智能機械臂,火箭院18所也在新的領域攻克了一系列核心技術。“我們在研製智能機械臂的過程中,還研製出行星滾柱絲槓、諧波減速器等傳動、控制產品,它們將讓我國機器人產業在許多關鍵基礎部件上,不再受制於人。”
上可清玉宇塵埃,下可助芸芸眾生。在不久的將來,火箭院18所的太空機械臂及其牽引出的系列智能機器人,將讓我們的工作、生活更加便捷。