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“马斯克说,未来人形机器人跟真人的比例会达到1:1或者2:1,随着应用场景的不断拓宽,这个市场体量会非常大。”一旦谈起机械领域的事情,四川省机械研究设计院(集团)有限公司(以下简称“川机集团”)副总经理刘雪垠的眼睛,总是亮亮的,甚至会不断比划个中原理,生怕记者不懂。
机械,是刘雪垠幼时萌生的热爱。“小时候,生产队有时会把机械设备停在我们那儿,这些大家伙是怎么传动并解决问题的,让我一直很好奇。”大学选专业时,刘雪垠想都没想,第一志愿全是机械类,在职读博士期间,“我专攻的就是机器视觉这一块。”
从求学到从业,对于机械,刘雪垠彻底“钻”了进去。而今,
由他带领开发的众多机械项目中,无论是智能花椒采摘机器人还是莴笋采摘机器人,正带着他少年时的热爱,回到农田干出一番大作为。
四川省机械研究设计院(集团)有限公司副总经理刘雪垠。(王博硕/摄)
“特种”二字背后的温度
“以后,我们的花椒采摘就是通过机器人了!”今年8月,当刘雪垠带着团队,在雅安市汉源县的花椒种植基地里测试第二代智能花椒采摘机器人时,围观农民拍短视频的那股兴奋劲,令刘雪垠至今都忍俊不禁,“他们边拍还边拉着我们的同事出镜。”不断打探机器价格的农户与同时赶来的四川农业大学教授,都让刘雪垠“想要低调做实验”的初衷“破灭”了,“这其实也给了我们更多动力,要尽快完善产品技术。”
刘雪垠(右)在田间测试智能花椒采摘机器人。(川机集团供图)
这台机器人被高度关注的背后,是一大批花椒种植户的“痛点”。
众所周知,川人喜麻辣,“兴椒致富”热随着乡村振兴的春风也吹向了四川的广袤大地。2023年农业农村部相关数据显示,四川花椒种植面积、产量均位列全国第一。当看到一簇簇火红的花椒挂满枝头,农民心头更多的其实是“椒”虑,主干、枝条和叶片上的皮刺,让人一不留神就会受伤;如不慎破坏花椒突起的果实油包,色泽、香味、品质就会大打折扣。刘雪垠说,“据测算,花椒采摘成本差不多占总体成本的一半。”
人工采摘的艰辛无疑是花椒行业长远发展的“拦路虎”。在全国没有花椒采摘机械化案例的前提下,2021年,川机集团接下了省上的任务——开发花椒采摘机器人,替代人工。
举全川机集团之力、携手西南交通大学及西华大学,刘雪垠作为项目负责人,开启了对花椒采摘机械化空白的冲击。一个个难题接踵而至——生长在野外的花椒树,早中晚光照条件不一,风雨因素混杂,影响机器人视觉判别;花椒簇姿态多样,机器人算法路径规划不能一劳永逸……
刘雪垠清晰记着攻克重重难关后,2022年第一次在凉山州冕宁县做试验的场景——一开始,体重700公斤的蓝衣机器人,脚踩履带轻松爬坡上坎,长达3米的手臂自如地穿梭于花椒树间,机器视觉也顺利识别到了花椒簇根部,可就在距离成功的最后一步,采摘环节出现了状况——机械采摘器的采摘破损率很高!
实验室内不曾出现的问题,给原本信心满满的团队“上了一课”,“那一瞬间大家的心情都很沮丧。”不过这样的挫折,刘雪垠与团队已经历过太多次,“科研从来不是一帆风顺的,遇到问题我们便解决问题。”
两年后,再次出现在汉源县的第二代智能花椒采摘机器人,对花椒簇的精准识别率高达95%,采摘破损率大幅降低,“我们正在研发三种不同材料的采摘器,以进一步降低破损率,达到农户预期。”刘雪垠深知农户心底对这项技术的迫切,“我们正在尽全力往前推。”
适用于农业场景的智能花椒采摘机器人,也叫做“特种机器人”,“用于解决工业场景以外细分领域的特殊需求。”刘雪垠解释道。真正把智能花椒采摘机器人做到整机在田间试用的,川机集团是头一家。
如今,这样的“特种技术”,又被川机集团送到了医疗领域,“我们开发的电子FLASH放疗大负载柔顺牵引机器人已通过验收,型检样机即将面世。”有花椒采摘机器人身影的它,也有自己的“个性”,“其负载可达200公斤,远超市面上的协作机器人,在安全性保障的前提下,医疗工作者可以通过柔顺牵引,便捷操作机器人,直接针对癌症病人病灶进行治疗。”说着,刘雪垠不由得比划起了牵引路径,投用后,病人接受一次FLASH放疗可抵数十次传统放疗。
不止于此,刘雪垠还将目光瞄向了人形机器人,开发与产业化“两条腿”走路,“我们联合电子科技大学、阿泰因技术团队等出资设立的四川具身人形机器人有限公司,将成为实现目标的沃土。”刘雪垠眼中,有抑制不住的兴奋。
运用“特种机器人”,解决特殊需求,当智能化的浪潮席卷全球,刘雪垠与团队,给出了自己追赶大潮的答案,也昭示着川机集团未来的跨越式发展之路,“通过机器人与智能装备,引领高端产业,推动集团高质量发展。”
“兴趣是最好的老师”
其实对于刘雪垠来说,投身机器人产业是一场“跨界之旅”,开发智能花椒采摘机器人之前,智能流体机械是其主攻方向,深耕其间,他带领团队开发的智能离心泵系统等多项技术填补了国内空白。
为何将步子迈进了机器人领域?刘雪垠表示,一是责任,“川机集团需要这样的高端产业去激发自己的新质生产力”,二是兴趣,“依托这类项目,可以接触到更多新技术、新领域。”
面对看似迥异的两门学科,刘雪垠用“方法论”打通了其间的联系,“二者技术层面上有很大区别,但解决问题的思维是相通的,都是从原理、模型、材料里去找解决办法。”
刘雪垠的书架里,摆满了专业书籍。(王博硕/摄)
无数个早来晚走的日子里,他一点点打开了机器人领域的大门。曾在学校里接触过的架构知识、公司里涉猎广泛的前辈们的指导,都是刘雪垠握在手里的“钥匙”,“加上我们的中央(智汇)研究院,涵盖机械、算法、仿真分析等多学科专业,为机器人这样复杂项目的开发奠定了基础。”
当复杂项目带来的问题接踵而至时,团队是刘雪垠的最强后盾,“需要攻坚克难了,大家都不分上班下班、是不是周末,全力以赴地向前推。”他已经数不清与团队共同解决了多少个难题,只记得越过一座座高山后的那种成就感,“我们喜欢这个学科,就会不断地去琢磨它。兴趣是最好的老师,这一点在任何情况下都是成立的。”
随着全球机器人产业创新密集活跃,大量机器人适用的应用场景,将成为刘雪垠与团队追逐的蓝海,“除了农业、医疗场景,康复、家政等领域对机器人都存在潜在需求,这种开疆拓土的挑战对我们搞技术的人来说,很有吸引力。”
兴趣热爱之外,刘雪垠常常形容团队还有股“韧劲”,深究背后,是川机集团坚持“以技术为核心竞争力”给的底气。
刘雪垠直言,近年来,川机集团在技术团队搭建上“狠下功夫”,引进高素质人才的同时,让一个个大型项目成为淬炼人才的磨刀石,“去解决一些其他人不好解决的问题,这是我们生存的根本。”
“如今我们经常会接到一些电话,对方是慕名找来的,希望川机集团能够协助解决他们遇到的技术难题。”对于刘雪垠及团队来说,这是挑战、鞭策,更是荣誉与自豪。
相比付出,刘雪垠谈得更多的,总是挑战之下如何树立信心,面对困难时怎样破局,这种对技术的“钻”劲儿,带动着整个团队,也无意间为家庭教育播下了科研的种子。今年42岁的刘雪垠,有两个可爱的儿子,读初中的老大在父亲的工作日常中,萌生了对机器人的热爱,“他说以后也想专攻这个方向。”父子间的情感,因为同一个追逐的目标,有了更紧密的联结。
“科研成果转化是重中之重”
川机集团成立于1957年,历经改企、转制、划转等多次改革,67年一路披荆斩棘,在追赶时代潮流的奔跑中沉淀下“创新、务实、和谐、发展”八个字,成为公司行稳致远的内在肌理。
如何发展?新时代给出了新要求。“虽然科研是我们的底色,但作为企业,盈利是根本。”伴随川机集团走过14年的刘雪垠道出了科研与产业化的内在联系,“科研需要长期投入资金,如果科研成果无法实现产业化,那就养不起一个庞大的研究团队。所以,科研成果转化对我们而言是重中之重。”在党的二十届三中全会等重大会议中,科研成果转化也被频频提及。
谋定而动,近年来,川机集团坚持科研与产业双轮驱动,以科研促产业,以产业反哺科研。“包括我们与哈尔滨工业大学联合成立的成都川哈工机器人及智能装备产业技术研究院有限公司,就是为我们智能装备及机器人方向的科技成果提供孵化、转化平台。”刘雪垠预估,机器人及智能装备产业化后将带来巨大的市场体量。
2021年底,川机集团划转到了四川产业振兴基金投资集团有限公司,迎来了科研成果转化的“加速度”。从前,川机集团从技术开发,到小试、中试,再到产业化培育、产品推广,漫长的流程充满变数,“这样可能也会让我们丧失一些市场。”刘雪垠谈道,有了振兴集团的资本加持,会加速技术的转化过程,“无论是缺制造平台还是销售平台,我们可以借助基金的力量直接收购、并购,通过资源整合,催生‘1+1大于2’的化学反应。”
刘雪垠在采访间隙,抓紧处理工作事务。(王博硕/摄)
高质量发展的图景触手可及,让技术、经营两手抓的刘雪垠常常发自内心的欣喜,“能够从事自己喜欢的工作,并且能够融入川机集团这样一个综合实力强劲的平台,承接一个又一个国家重点研发计划项目、省级科研项目,让我体会到了一个技术人员的获得感。”
那个曾在田间痴迷于机械传动方式的小男孩,也许并未预料到未来是一个高度重视科技创新的时代。刘雪垠总说,凭借刻苦读书走出大山的自己是幸运的,而今,对机械的这份热爱已化为他坚定前行的养分,“川机集团需要更高水平的科研成果和产业发展,我希望能够带领团队,助力集团实现再造一个上市企业的目标。”在他看来,有了振兴集团的赋能,“这个目标不会太遥远。”
(来源/环球人物网 编辑/李博 校对/梁希 责编/阳博 编审/华熙)