日前，我校依托控制科学与工程、机械工程等国家重点学科，由王耀南教授牵头的科研团队申报的“机器人视觉感知与控制技术”国家工程实验室获国家发展和改革委员会正式批复组建。该实验室是我国第四个机器人领域的国家级科研基地，也是我校首个国家工程实验室。本网对该科研团队主要负责人、湖南大学电气与信息工程学院院长王耀南教授进行了专访。  

         

王耀南教授在工业机器人视觉控制实验室指导  

【专访嘉宾：王耀南】湖南大学电气与信息工程学院院长、国家“十二五”863计划智能机器人主题专家，长期从事智能控制与机器人技术，在机器人智能控制、智能机器人视觉技术、工业机器人自动化生产线与装备研制等方面取得了突出成果。近年来，他带领的课题组成功研制出220KV及以上输电线路在线巡检除冰机器人，电站冷凝器污垢检测与清洗机器人，大型高速医药、饮料、电子制造自动化生产线包装检测智能机器人等多款工业特种机器人，并已实现了产业化应用。  

记者：目前，全球掀起“机器人热”，其背后有着怎样的时代背景？开展机器人领域的科学研究有什么样的积极意义？  

王耀南：机器人的诞生和机器人学的建立及发展，是20世纪自动控制领域的重要成就。目前，机器人已从传统的制造业进入人类的工作和生活各个领域，随着需求范围的扩大，机器人结构和形态的发展也呈现多样化，比如工业机器人、农业机器人、服务机器人（如家政、医疗、康复机器人等）、工程机器人、水下机器人、航天机器人、仿生智能机器人、特种机器人（无人机、无人驾驶汽车），等等。  

当今世界正处于第三次工业革命时代，“机器人革命”则是第三次工业革命引领全球新发展的切入点和重要增长点。发达国家纷纷作出战略部署，抢占机器人产业发展制高点。美国提出“新工业革命”、欧洲提出“再工业化”，德国提出工业4.0，其核心就是采用先进的机器人技术，实现“制造业的回归”。  

对于我国而言，传统制造业正面临着前所未有的巨大压力。如何适应全球制造业发展格局和我国经济发展环境的变化，国家正在布局立足国际制高点的新一代机器人技术。早在上世纪90年代初期，在国家攻关和“863”等计划支持下，具有自主知识产权的点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等机器人产品相继问世，我国工业机器人在实践中迈出了重要一步。2013年，国家工信部发布《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》。2014年，习近平总书记在两院院士大会上强调：机器人是“制造业皇冠顶端的明珠”，其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。2015年，国务院印发《中国制造2025》，部署全面推进实施制造强国战略。  

开展机器人领域的科学研究，可谓事关“中国智造”的大计，对    解决我国工业机器人技术严重依赖国外进口的局面，提高我国工业机器人产业发展竞争力，满足我国对高端制造技术发展的需要，都有着积极的意义。  

记者：当前，我国在机器人技术领域有哪些研究方向？该领域的国家级科研基地是怎样的总体布局？  

王耀南：机器人技术是综合了机械、材料、计算机、控制论、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科的高新技术，其研究方向主要涉及机器人机构学、传感器技术、驱动与控制技术、图像处理及视觉伺服控制、网络机器人技术、人机交互、机器学习、通讯技术及多机器人协调、机器人系统等。  

目前，我国已建成的机器人领域国家级科研基地有3个，分别是“机器人技术国家工程研究中心”、“机器人学国家重点实验室”、“机器人技术与系统国家重点实验室”(都位于东北地区)。而刚刚获批组建的湖南大学“机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室”填补了我国在机器人视觉和控制领域关键共性技术和基础部件研制方面的国家级工程实验室的空白。（如下图所示）  

         

值得说明的是，在机器人研究领域的国家级科研基地中，国家工程研究中心、国家重点实验室与国家工程实验室，这三者的侧重点不同。机器人技术国家工程研究中心以机器人产品化、工程化研究与开发为主攻方向；机器人学国家重点实验室、机器人技术与系统国家重点实验则侧重机器人技术的基础理论与方法研究、技术前沿探索和示范应用；而国家工程实验室重点在机器人关键共性技术和基础部件研制方面发力。“机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室”将与现有的机器人国家重点实验室和工程中心形成优势互补，重点在于机器人视觉和控制领域关键共性技术和基础部件研发等。  

工业生产线视觉检测控制技术实验室

记者：湖南大学为什么选择“机器人视觉感知与控制”这一方向来申报国家工程实验室？湖大在机器人技术领域有怎样的研究优势，拥有哪些成果？  

王耀南：首先我来普及一下关于“机器人视觉感知与控制”。众所周知，人类对于外部的信息获取大部分是通过眼睛获得的，千百年来人类一直梦想着能够制造出智能机器眼和机器脑，不仅有良好的机器脑控制系统，还具有感知环境变化的机器眼功能。在目前全球制造业中，工业机器人对生产的作用越来越重要，因此我们的科研团队致力于“机器人视觉感知与控制”的研究，就是希望为工业机器人装上“脑和慧眼”以及“巧手”，实现用机器代替人眼来观察、检测、测量、识别和理解物体，实现用脑控制机械手代替人手，用机器视觉高速定位、识别物体、用机器手抓取物体来完成各种产品检测和观测分类以及自动装配等作业，从而在现代自动化生产过程和复杂工业环境中，进一步提升机器人及其自动化成套装备的感知处理能力和作业范围，以大幅提高生产加工的柔性和自动化程度。  

近年来，湖南大学始终依托控制科学与工程、机械工程等国家重点学科，不断拓展机器人领域的研究。目前，学校拥有控制理论与控制工程、机械工程、电气工程等国家重点学科和视觉控制技术及应用教育部工程研究中心、电力推进与伺服传动技术教育部重点实验室（B类）、机械工业先进制造视觉检测与控制技术重点实验室、电力驱动与伺服技术国防重点学科实验室、特种装备先进设计技术与仿真教育部重点实验室等科研基地。  

在机器人研究领域，学校承担了国家863计划项目、国家科技支撑计划项目、国家自然科学基金重点项目等国家级项目、省部级和企业横向项目30余项，攻克了多项机器感知与控制关键共性技术、多传感器融合与智能检测识别技术、机器人系统智能控制技术，开发出了大型饮料制造视觉检测机器人、医药制造检测分拣机器人、电子制造检测分拣机器人、电力工业特种作业机器人、特殊行业服务机器人等一系列新型机器人技术及装备，取得多项国家发明专利，获国家科技进步奖励，发表在国际机器人技术杂志上多篇高学术水平论文，已具备了承担机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室建设的能力。  

此次湖南大学建设机器人领域的    国家级科研基地，可谓是赢得“天时、地利、人和”。在全球“机器人热”以及我国制造业升级转型的大背景下，得益于学校、学院、各部门的支持，科研团队的共同努力，经过近二十多年在机器人技术领域的研究积累，“机器人视觉感知与控制技术”国家工程实验室最终落户湖大。  

 

记者：该实验室未来研究及建设的重点将在哪些方面？  

王耀南：“机器人视觉感知与控制”国家工程实验室未来将针对我国机器人产业竞争力不足、主要应用于低端领域、关键技术和核心部件研发制造落后于国外先进水平等问题，围绕降低我国机器人对国外技术与关键功能部件依存度、促进装备制造向智能制造转型升级的迫切需求，建设机器人视觉感知与控制技术验证与应用示范平台，支撑开展智能工业机器人场景目标视觉信息的自动获取与智能理解、机器人视觉识别与引导和高速运动控制、高速精密电机驱动和伺服控制、灵巧作业机构数字化设计等关键技术和基础部件的研发、系统集成和工程化。  

记者：该实验室未来的建设目标是什么？它将会对我国和湖南省产业结构调整和经济发展产生怎样的影响？  

王耀南：湖南长沙作为我国制造业“新秀”，主要以工程机械装备、轨道交通装备、电力装备、汽车、医药、数控机床、电子信息制造、仪器仪表加工等为代表的装备制造行业处于全国先进地位。那么，随着我国制造业的快速发展与崛起，柔性智能制造自动化生产技术有着巨大的需求，个性化和定制化制造也正逐步开始成为未来制造业的新常态，这都将为我国高端装备制造产业的发展壮大提供良好的市场前景。  

机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室的建立，将致力于推动智能制造装备关键技术研发和成果转化，其重点是针对制造业发展智能化、个性化、绿色化的趋势，以汽车、医药、食品、电子、机械、航空航天、军工等行业的柔性制造自动化生产线为应用背景，研发机器人的先进传感器与视觉感知、智能控制系统、高性能伺服电机驱动技术和灵巧作业执行器等核心部件及多行业特种作业机器人，构建智能工厂技术示范平台。  

实验室预期目标是紧密围绕国家和湖南省智能制造装备的重大战略需求，形成具有国际影响力的机器人视觉感知与控制技术技术团队，为机器人产业自主创新能力和核心竞争力的提升，产业结构调整和重点产业发展中的关键技术装备制约提供技术支撑和保障。同时为企业、政府科技管理机构提供    智能工业机器人产业有关的技术咨询、市场分析、项目评估、决策支持等服务。