新中国机器人史上的“哈工大时刻”值得每一位考研人了解

  今年考研正式报名在即，机器人领域的考生们是不是已经锁定了心仪的院校？今天我们聚焦一所在机器人研究方面实力丰沛雄厚的高校——哈尔滨工业大学（简称哈工大）。

  哈工大的机器人研究历史悠远长久，成就斐然。自1985年研制出中国首台自主设计的华宇弧焊机器人以来，哈工大一直站在国内机器人技术创新的前沿，填补了多项国家空白。

  能上太空在天宫二号里执行精密操作，能在工厂里高效焊接车辆，能深入考古现场和矿井工作，能协助进行手术，能弹琴唱歌、舞蹈、背诵诗词，能飞檐走壁如履平地，能行云流水般写毛笔字。哈工大研发的这些具有自主知识产权的机器人，展现了从尖端科技到日常应用的广泛能力。它们让高科技走出实验室，以亲和的姿态进入普通人的生活，使先进的技术变得触手可及。

  让我们一起走进哈工大的机器人世界，探索这些载入新中国发展史的硬核科技创新！

  从20世纪80年代开始，哈工大就在弧焊和点焊机器人领域取得了开创性成果。1985年，哈工大主持研制的我国第一台弧焊机器人华宇-I型亮相北京军事博物馆举行的全国科技成果展览会，引起了国内外科技界的广泛关注。这台由蔡鹤皋教授、吴林教授等与风华机器厂协作研制的焊接机器人于1986年通过航天工业部鉴定，并荣获航天部科技进步一等奖。

  鉴定委员会认为，华宇-I型机器人是在时间短、起点高、立足国内关键元器件的基础上研制成功的一台比较完整的弧焊机器人系统。它包括本体、控制器、示教盒和3种焊接系统，是我国自行设计的第一台弧焊机器人。其焊机控制技术在国内外具有创新性，微机控制的焊接电源同机器人联机和示教再现功能为国内首次应用。重复定位精度、动作范围、焊接参数数据控制精度、负载等主要技术指标接近或达到了国际同种类型的产品水平。

  1986年，哈工大又与风华机器厂、航天部二院协作完成了国内首台点焊机器人华宇-I型的研制，获得航天部科学技术进步二等奖。此后，在国家攻关计划和863计划的支持下，由蔡鹤皋院士主持，哈工大陆续研制成功了10公斤、30公斤、100公斤、120公斤级系列点焊机器人，并在解放牌卡车、红旗轿车等汽车焊接领域得到成功应用。

  实践证明，焊接机器人具有稳定性很高、工作空间大、运动速度快和负荷能力强等特点，焊接质量明显优于人工焊接，大幅度的提升了点焊作业的生产率。2007年，哈工大与奇瑞汽车联合开发的国内首台自主研制大负载点焊机器人QH-165通过验收，技术上突破了高速、大负载工业机器人的机械系统优化设计，高速大负载运动平稳性控制等技术难点，实现了良好的人机交互操作。该机器人投入到正常的使用中仅一年就焊接了几万套汽车车身部件，展现了良好的应用前景。

  在工业自动化领域，哈工大于1989年10月研制成功国内第一条600型全自动称重、包装、码垛生产线，填补了国内空白。这一成果源于国家对提高石化、化工行业自动化水平的迫切需求。20世纪80年代，我国石化、化工行业后处理包装工段的自动化程度还很低，工作质量受人的因素影响很大，严重制约了企业效益的提高。而机器人码垛生产线市场又完全被国外产品所垄断。

  为了发展民族高科技产业，解决受制于人的问题，国务院做出了国家重点项目设备国产化的决定。在这样的背景下，1988年10月，哈工大机器人研究所抽调精干力量开始对粉粒料全自动称重、包装、码垛生产线进行自主研发。经过科研人员一年的刻苦攻关，国内第一条600型全自动称重、包装、码垛生产线成功在大庆石化总厂塑料厂投入生产使用，翻开了国产自动称重、包装、码垛生产线年，机器人研究所在已取得成果的基础上，又开发出第二代产品——800型全自动包装机器人码垛生产线，并在天津联化、齐鲁石化等企业推广应用。为使该科研成果更好地实现产业化，在学校的全力支持和帮助下，1997年9月，蔡鹤皋院士带领26名科研骨干共同发起创办了高新技术股份制企业——哈尔滨博实自动化设备有限公司，逐步加强了全自动包装机器人码垛生产线的开发，并实现了产业化。

  2004年，在深圳市第六届中国国际高新技术成果交易会上，机器人研究所与博实公司共同研制的ZBM-A1200型全自动机器人码垛生产线获得成果转化精品奖金奖。2005年，该成果获国家科技进步奖二等奖，再次受到业内人士的关注。

  经过不停地改进革新，全自动机器人码垛生产线技术成果填补多项国内空白，技术上达到国内领先、国际领先水平。一系列具有自主知识产权产品的推广应用，打破了国外产品的垄断地位，带动了相关产业的发展，形成了优势的产业链，为地方经济的发展做出了突出贡献。

  哈尔滨工业大学在爬壁机器人研究领域取得了令人瞩目的成就，自20世纪90年代初便开始引领中国这一领域的发展。1994年3月，哈工大与沈阳自动化所等单位合作研制的中国第一台壁面爬行遥控检查机器人顺利通过国家863计划验收。这款机器人能够携带检测设备进入对身体有害的环境，执行诸如检查放射性废液储存罐焊缝缺陷及壁厚变化等任务，同时在石油化学工业行业的大罐安全检查、除锈、喷漆，以及高层建筑清洗等方面也有广泛应用。

  紧随其后，1995年11月，哈工大又与大庆石油管理局第一采油厂合作，成功研制出中国首台磁吸附爬壁机器人。这台机器人专为油田注水站金属罐防腐而设计，采用永磁吸附方式和履带式结构，可在金属罐壁爬行，负重超过40公斤，能够执行喷砂除锈、喷漆防腐等作业。专家们一致认为，这种爬壁机器人在提升工作效率、节省人力方面具有非常明显优势，应用前景广阔。

  1997年，他们成功研制出国内首创的第一代壁面清洗爬壁机器人。到1999年，这项技术作为863计划和省科委重点攻关项目通过了黑龙江省科委的鉴定，并迅速获得市场认可，累计销售超过2万台，实现了成功的中试。

  在中国社会持续健康发展成就展览会上，党和国家领导人兴致勃勃地观看并亲自操作了哈工大的遥控壁面爬行机器人，对其科研成果表示赞赏，并鼓励继续创新。

  2001年，在863计划15周年成就展上，哈工大的壁面清洗机器人再次成为焦点。与中国最大的专业化清洗公司——中国蓝星化学清洗总公司合作，他们推出了名为蓝色超人的第一代清洗机器人产品。这款机器人集成了机器人本体、清洗装置、控制器、遥控系统、安全保护装置和供气、送水设备等多个模块，以其可靠的吸附能力、灵活的移动性、高效的清理洗涤效果以及便捷安全的操作特点赢得了广泛赞誉。

  2007年，哈工大再次突破，研制成功微声爬壁机器人。这种新型爬壁机器人采用负压吸附、单吸盘、四轮移动结构，不仅移动迅速、吸附可靠，还能适应多种墙壁表面，同时具有低噪声、结构紧密相连、控制灵活等优点。

  哈工大的爬壁机器人技术在2008年再次得到了精彩展示。在哈尔滨第24届世界大学生冬季运动会开幕式上，他们研制的微声爬壁机器人与机器人灵巧手配合，成功点燃了赛会圣火，这一独具匠心的设计和天衣无缝的配合，不仅为观众呈现了一场精彩绝伦的表演，也充分展示了哈工大在机器人领域的综合实力。

  在智能服务机器人领域，哈工大同样硕果累累。1996年11月26日，由哈工大机器人研究所研制的中国首台智能型导游服务机器人在哈工大邵馆与观众见面。这台名为小萝卜头二号的机器人外形像外星人，身高1.1米，体重17公斤，在平坦区域每秒可行走120厘米。它依靠装在头上的超声波、红外传感器与光电开关识别环境，选择行走路线或避开障碍。更令人惊叹的是，它能用汉、英、俄、日等多国语言致辞或做导游讲解，既可自主控制，也可遥控行走。

  此后，哈工大陆续推出了多款智能服务机器人。第一代DY-I型导游服务机器人通过语音识别系统能和游客进行简单的对话。第二代导游机器人则增加了多媒体功能，具有自动查询和场景解说等本领。2002年2月，哈工大研制的两个可爱的智能机器人探探和梦梦远赴北京，参加了首次中外顶级智能机器人聚会。

  2003年11月，哈工大智能三代导游机器人更是远渡重洋，在英国大英博物馆担任迎宾导游兼翻译。这个智能服务型机器人身高1.7米，体重100公斤，集视觉、运动、避障、会眨眼睛和张嘴说线月，外形潇洒、颇具大师风范的新一代乐队指挥机器人在哈工大诞生，它可以前仰后合，左右舒展，甚至还可以走下指挥台，边走边指挥。

  2005年，哈工大研发的百智星幼教机器人成为中国首台具有完全自主知识产权、带有拟人化表情的教育机器人。这款高35厘米的机器人能通过面部表情、口形变化以及肢体动作来配合语言内容，生动地表达喜怒哀乐。百智星融合了多项前沿技术，包括内部控制管理系统、精密结构、智能仿生、CPU通讯、语音合成和网络扩展等，成为儿童智力开发和性格塑造的理想助手。

  在2006年，哈工大又推出了智能家用多功能保安机器人，并在第十七届哈洽会上亮相。这款机器人不仅具备保安功能，还集成了老人陪护、儿童监管、家庭娱乐、清洁服务和家庭管家等多种功能。它采用人性化设计，融合了最新IT技术，无需特殊安装且免维护，充分体现了哈工大在智能家居领域的创新实力。

  1999年至2001年，哈工大承担了国家863项目具有多种感知功能的仿人机器人灵巧手及远程遥控作业的研究，成功研制出国内首个具有多种感知功能的仿人机器人灵巧手。这款灵巧手展现了惊人的灵活性，能弹奏美妙音乐，轻轻松松完成开抽屉、按开关、抓鸡蛋、摆积木等复杂动作，甚至做出OK手势。2001年，该项目通过专家验收并获得高度评价，被认为达到了国际先进、国内领先水平。中国工程院院士封锡盛指出，这项研究填补了中国在具有力矩、位置、温度、指尖力等多种传感器功能的仿人灵巧手方面的技术空白。该成果还入选2002年全国十大科技进展30个候选项目之一。

  2003年起，哈工大与德国宇航中心展开合作，研发了新一代HIT/DLR多指仿人灵巧手及其改进版本。这些灵巧手分别在2004年第一届和2006年第二届慕尼黑国际机器人及自动化展览会上成功亮相，凭借精美外观和可靠的软硬件系统赢得同行和参观者的一致好评。在国内，由中国工程院王天然院士、叶声华院士、姜文汉院士等组成的鉴定委员会一致认为，该灵巧手在驱动内置型灵巧手领域达到国际领先水平。这项成果先后获得欧盟机器人技术转化一等奖和国家技术发明二等奖，充分证明了其国际领先地位。

  哈工大的灵巧手技术不仅在地面应用出色，还延伸到了太空领域。2016年11月9日，哈工大研制的空间机械手在天宫二号上成功完成了国际首次人机协同在轨维修技术试验。这套系统包括多感知柔性机械臂、五指仿人灵巧手、控制器及其软件、手眼相机、人机交互设备及其软件等，充分展示了哈工大在空间机器人技术方面的卓越实力。

  中央电视台《新闻联播》曾在2017年以《我国自主研发的精密减速机投产》为标题，报道了哈尔滨工业大学机器人集团在精密减速器领域取得的重大突破。这一成就标志着中国在工业机器人核心部件研发方面迈出了关键一步。

  长期以来，精密减速器作为工业机器人的核心部件，一直被国外企业所垄断，这直接引发了国产机器人成本居高不下。精密减速器的研发和制造涉及多学科交叉，包括材料、机械、力学、数学、计算机、电子、控制和视觉等领域，其设计、制造、装配和检验测试要求远超常规机械产品，科技含量极高。

  哈工大机器人集团成功研发的这款国内首个完全自主知识产权的精密摆线针轮减速器，具有多项突出优势：传动速比大、高精度、高刚度、功率密度高。这些特性使得它可以大范围的应用于多个领域，如医疗设施、跟踪导航、弯管设备、机械臂本体、旋转工作台和自动化设备等。研发人员形象地将减速器比喻为机器人的关节，强调了它在实现精确有力操作中的关键作用。

  这款减速器的成功研发和投产将为中国机器人产业带来显著的经济效益。据估计，它能使工业机器人的整机成本下降约三分之一。更具体地说，机器人本体厂商用户的减速器采购成本有望下降50%以上。这一突破不仅极大的提升了国产机器人的性价比，更为解决国内机器人行业长期依赖进口核心零部件的痛点提供了有力支持。

  哈工大机器人集团的这一成就，不仅展示了中国在高端制造领域的创新能力，也为推动国产工业机器人产业链的本土化和降低生产所带来的成本做出了重要贡献。这标志着中国在工业机器人核心技术方面正逐步缩小与国际领先水平的差距，为未来在全球机器人市场中占据更有利地位奠定了基础。

  回顾哈尔滨工业大学在机器人研究领域的成就，我们大家可以看到一条从基础研究到应用开发，从单项技术突破到系统集成创新的发展轨迹。从最初的爬壁机器人到智能服务机器人，从仿人机器人灵巧手到机器人核心部件，哈工大始终走在中国机器人研究的前沿，为中国机器人产业的发展做出了巨大贡献。

  这些成就不仅体现了哈工大在机器人领域的科研实力，也展示了中国科技工作人员的创新精神和攻坚克难的决心。随着AI和机器人技术的加快速度进行发展，我们有理由相信，哈工大将继续引领中国机器人研究的潮流，为中国乃至全球的科学技术进步做出更大的贡献。

  如果你今年考研要冲刺哈工大，你将有机会成为这段辉煌历史的延续者，并在未来的机器人研究中留下自己的印记。

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