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展望未来的机器人技术!丁汉院士走进北大光华,共话产业创新与科技前沿

2025-03-18   北京大学光华管理学院   阅读量:3809

    3月15日下午,北大光华前沿科技场景实验室系列活动之“科技前沿与产业创新论坛”首场活动在北京大学博雅学堂举行。作为机器人、智能制造领域的专家,中国科学院院士、华中科技大学校学术委员会主任、智能制造装备与技术全国重点实验室主任丁汉,以“机器人未来技术展望”为题带来一场重要分享。

    北大师生、光华校友、业界人士等200余人,现场聆听了此次分享。北京大学光华管理学院副院长、前沿科技场景实验室主任张影,在活动上发表了欢迎致辞。

    2025年是北京大学“科技创新年”,关键之年当有关键之为。北京大学光华管理学院积极践行“科技创新年”战略部署,推出“科技前沿与产业创新论坛”系列活动,旨在探索更深层次的学科交叉融合及复合型人才培养路径,加速构建从“基础研究”到“技术开发”再到“商业转化"的全链条育人模式。

欢迎致辞

    在致辞中,张影首先对丁汉院士的到来表示了热烈欢迎,并介绍了丁汉院士的学术背景与杰出贡献。同时,张影也对当前科技创新的形势、光华管理学院的发展以及本次论坛的背景进行了介绍。

    张影指出,当前全球科技创新呈现出指数级爆发态势,深刻地改变着我们的生活,重构了全球产业竞争格局。历史上每一次科技革命和重大产业变革,都对教育改革提出新的时代要求。放眼全球,科技实力已成为综合国力的核心要素,决定着一个国家的全球竞争力和未来发展潜力,各国纷纷加大对科研和教育的投入比例,全球创新版图正被科技与教育深度重构。

    着眼国内,科技创新和产业创新已成为发展新质生产力的核心路径,要做到“教育、科技、人才”协同发展,教育必须主动作为,既要破解"卡脖子"的技术难题,还要培育具有全球竞争力的创新生态,更要培养兼具科创能力与商业洞察力的复合型人才。

    “锚定国家战略发展需求,把原始创新能力摆在更加突出的位置,推动学科交叉与融合,着力将技术创新转化为产业动能,这是教育对时代的有力回应,也是光华管理学院推出科技前沿与产业创新论坛的初心。”张影说。

    张影表示,时代各有不同,青春一脉相承。每个时代都有其独特的挑战和使命留给属于这个时代的青年们。面对如此波澜壮阔的新时代,科技创新早已超越实验室围墙,正在重构人类文明形态。希望能够通过丁汉院士的分享,青年学子们能够感受到科学家精神的魅力,更加深刻地理解科技创新的力量,同时能以院士们"十年磨一剑"的定力和"敢为天下先"的锐气,肩负使命,有所作为。

    作为我国重点发展的方向之一,机器人行业是经济发展的新引擎、未来产业的新赛道,代表着国家的高科技发展水平和综合国力。目前,机器人行业正处于政策红利释放、技术融合创新、市场需求爆发与国产化攻坚并行的关键阶段,2025年或成为规模化量产与全球化竞争的重要转折点。

主题分享

    在本次活动中,丁汉院士围绕机器人未来技术思考、具身智能灵巧操作、机器人化智能制造、人形机器人等方面内容,带领现场听众深入了解了机器人、智能制造等领域的最新进展,并分享了他对前沿技术的深刻洞察,探讨科技如何赋能产业以助力中国经济高质量发展。

    分享伊始,丁汉院士首先对机器人未来技术进行了分享。丁汉院士表示,机器人技术是革新人类生产生活方式的颠覆性技术,已成为当今世界科技领域的必争焦点技术。人类创造和发明机器人的目的是代替人、服务人、拓展人,但目前机器人的功能和实用性距离人类的期望仍然有很大差距。目前,中国机器人产业迎来快速发展时期,伴随着社会劳动力的短缺,机器人的功能、性能得到提升,中国机器人快速发展的临界点已经到来,也将驱动中国制造模式实现变革。

    “机器人技术将向着自主性和适应性发展,智能制造的关键技术就是机器人,机器人是智能制造的‘四肢’,而智能制造的最后核心目标是走向人机共融,由与零件的简单交互发展到与环境、人和其他机器人的复杂交互。而人形机器人、养老机器人、医疗机器人等,是当前机器人发展的新趋势。”丁汉院士说。

    机器人化制造如何影响未来的制造范式呢?在丁汉院士看来,未来制造的重要方向之一,是通过无处不在的机器人、无处不在的传感、无处不在的智能,实现无处不在的制造。机器人化制造,将变革未来制造的模式。而制造的未来趋势,则是人机共融。这包括三个层次:人机空间共享、人机技能迁移、人机混合智能。后两个层次将突破机器人智能化程度,使机器人成为“能工巧匠”。

    丁汉院士表示,未来的智能制造业中,人与机器将是并存的。机器人将替代人完成一些基础性、重复性的工作,而人则将发挥自身的优势,从事更加高级、富有创造性的活动。这种人机共融的模式将实现以最低的成本生产出最优质的产品,为企业创造更大的社会和经济价值。

    随后,具身智能灵巧操作成为丁汉院士分享的又一重点。“具身智能是指能够感知并理解周边环境,通过自主学习完成任务的智能体。人工智能大模型和人形机器人的出现,是迈向具身智能道路上的一大步。具身智能的载体包括自主智能无人系统、工业机器人、人形机器人等多种形式,关键技术是灵巧操作。智能机器人必须具备人手所拥有的特点和能力,攻克代表人类智慧的灵巧操作,是通往具身智能的关键。”丁汉院士说。

    丁汉院士指出,机械灵巧手作为人形机器人的核心部件,是人形机器人迈向通用化最核心的技术之一。机械灵巧手以微型化、高负载能力为核心,通过轻量化材料、仿生关节及高响应驱动系统实现本体构型灵巧,视觉、触觉、力觉等多模态信息是机器灵巧手实现人类水平灵巧性的关键因素。当前,灵巧手受限于本体硬件设计与控制算法发展,导致精细复杂操作难以达到人类水平。

    工业自动化、家庭服务、医疗康复、极端恶劣环境作业等,都是具身智能灵巧操作的应用领域。未来,随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展,机器人灵巧操作将在更多领域发挥重要作用。聚焦于利用人工智能算法克服复杂非结构化环境、提升操作的协同与泛化能力,将推动机器人技术向更高层次迈进。

    紧接着,丁汉院士分享了自己常年从事机器人化智能制造研究的经历。在他看来,从事机器人化智能制造研究,不仅是瞄准国际机器人化智能制造科学与技术发展的国际学科前沿,还是航空、航天、航海等战略行业高端装备制造的国家重大需求。

    在这一研究领域下,要解决的关键科学问题就是机器人的灵巧-顺应-协同制造。灵巧制造是指机器人化加工的灵巧性与形性调控,顺应制造是指机器人化加工多模态感知与行为顺应,协同制造是指人-机-环境共融与制造系统进化。

    “机器人化智能制造的研究历程,可以追溯到1997年。自1997年开展智能4M系统以来,通过理论探索、技术攻关,我们攻克了大型复杂曲面加工精度保障难题,研制了机器人加工装备与数控加工自主工业软件,并在关键企业得到重要应用。”丁汉院士说。

    最后,丁汉院士分享了自己对人形机器人的洞察与展望。他表示,人形机器人作为机器人技术的重要分支之一,正逐步成为研究和产业关注的焦点。人形机器人是具身智能体现最充分的载体,其核心聚焦于类脑智能系统、高精度仿生运动控制及紧凑四肢结构设计,具备高度通用的形态,能够适应多种任务场景,并通过与环境交互学习智能,实现更复杂的实际作业。

    在他看来,人形机器人是模仿人类形态、运动和功能的高级通用形态机器人,能够在国防工业、探索、服务领域辅助或替代人类完成复杂任务,蕴含巨大生产力潜能,是未来产业新赛道、经济增长新引擎,有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品。

    同时他也指出,在人形机器人发展的过程中,要解决一些关键科技问题。其面临的重大挑战就是:在视觉、触觉、听觉感知方面“感知似人”,实现从单模态感知到多模态融合感知的技术飞跃;在智能决策、智能迁移方面“智能类人”,亟需突破类人智能技术,实现泛化决策、持续学习与智能涌现;在仿生机构、高动态控制、拟人步态方面“行为拟人”,突破轻量化、高能效和变刚度技术,实现从机械行为到拟人行为的跨越。

    “人形机器人应用前景广阔,不仅可在3C/汽车制造、物流、养老、家政等场景落地,还可能成为军事安防、太空开发的重要力量。通过加强政府支持、产业应用、学术研究、人才培养和科研探索等多方面的合作,有效整合政、产、学、研、用各类资源,贯通研发、孵化、转化、投融资服务等关键链条,有效提升科技成果转移转化成效,推动人形机器人创新赋能经济高质量发展。而人形机器人本体厂商的发展,也将带动核心零部件产业发展,实现技术突破和产能提升。”丁汉院士说。

互动交流

    分享结束后,丁汉院士与现场观众进行了互动交流。丁汉院士的分享,不仅展现了机器人技术的最新进展和未来趋势,还探讨了这些技术在各个产业领域的应用前景,为参会者提供了宝贵的思考和启示。此次活动以通俗易懂的语言和生动的案例向公众普及了机器人与智能制造技术的相关知识,不仅提升了听众的科学素养和创新意识,更激发了更多人对机器人和智能制造技术的兴趣和热情,以期能为推动科技创新、促进产业升级提供有力支持。

    正如丁汉院士所说,研究的工作可能要靠科学家进行,但实现行业应用、促进经济发展、推动社会进步,可能就需要企业家们的努力了。或许将来,在科学家与企业家们的共同努力下,中国的人形机器人能够成为继新能源汽车之后的又一个颠覆性产品。

    作为积极响应北京大学“科技创新年”的活动之一,本次“科技前沿与产业创新论坛”不仅是一次学术交流,更是光华管理学院与工学院携手探索更深层次的学科交叉融合及复合型人才培养路径的一次重要尝试。面向未来,我们期待北大光华前沿科技场景实验室能够持续发挥平台作用,吸引更多顶尖科学家和行业领袖参与,共同推动科技创新和产业升级,为我国乃至全球的科技发展贡献智慧和力量。

北大光华前沿科技场景实验室

    2024年6月,北京大学光华管理学院成立“前沿科技场景实验室”,聚焦人工智能等前沿技术发展带来的全新商业机会、以场景驱动技术与产业的深度变革,并与全球科技企业、创新机构、行业专家紧密合作,积极推动具备经管知识储备、科技理解力、行业洞察力的复合型人才培养。

来源 | 北大光华前沿科技场景实验室

编辑 | 王蒙

排版 | 李珅

丁汉
中国科学院院士