■人工智能

隨著新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的深入推進(jìn)，智能機(jī)器人作為融合機(jī)械工程、人工智能、控制科學(xué)等多學(xué)科的載體，已成為衡量國(guó)家科技實(shí)力與產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵指標(biāo)。在工業(yè)制造升級(jí)、民生服務(wù)提質(zhì)、特種場(chǎng)景攻堅(jiān)等需求的驅(qū)動(dòng)下，全球智能機(jī)器人領(lǐng)域正迎來前所未有的發(fā)展機(jī)遇，但同時(shí)也面臨著智能內(nèi)核構(gòu)建、技術(shù)落地轉(zhuǎn)化、應(yīng)用場(chǎng)景適配等多重挑戰(zhàn)。

當(dāng)前，機(jī)器人技術(shù)研發(fā)常存在“重理論輕實(shí)踐”“重AI輕機(jī)構(gòu)”等認(rèn)知偏差，行業(yè)對(duì)智能的理解與界定尚未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)鍵核心技術(shù)與高端裝備仍存在短板。在此背景下，梳理機(jī)器人智能的本質(zhì)邏輯、辨析科學(xué)與技術(shù)的邊界差異、探索分領(lǐng)域突破路徑，對(duì)推動(dòng)智能機(jī)器人從“技術(shù)探索”走向“工程應(yīng)用”、實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新發(fā)展具有重要意義。

基于此，本文結(jié)合長(zhǎng)期在機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)、智能控制及工程應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，圍繞“靈魂”與“肢體”協(xié)同的智能核心、科學(xué)與技術(shù)的本質(zhì)差異、分領(lǐng)域應(yīng)用機(jī)遇及實(shí)踐成果展開分析，旨在為智能機(jī)器人創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供理論參考與實(shí)踐路徑，助力行業(yè)突破發(fā)展瓶頸，邁向更高質(zhì)量的發(fā)展階段。

一、機(jī)器人智能的核心：“靈魂”與“肢體”的協(xié)同

自然界在演化過程中，既為生物賦予了“肢體”（物理形態(tài)），也賦予了其“靈魂”（智能內(nèi)核）。從行為學(xué)視角分析，人類的智能行為本質(zhì)上是“肢體”與“靈魂”相互依存、不可分割的協(xié)同結(jié)果。然而，人類對(duì)自身“靈魂”的認(rèn)知仍處于探索階段，而機(jī)器人的“智能”則需通過人類主動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。需明確的是，機(jī)器人無法通過自主學(xué)習(xí)生成智能，只有預(yù)先設(shè)計(jì)出支持機(jī)器人學(xué)習(xí)的底層邏輯，其才具備學(xué)習(xí)能力。若未能為機(jī)器人設(shè)計(jì)“靈魂”，其將始終無法實(shí)現(xiàn)真正意義上的智能，該領(lǐng)域研究需長(zhǎng)期持續(xù)推進(jìn)。近年機(jī)器人智能領(lǐng)域的研究熱度高漲，研究過程中應(yīng)遵循科學(xué)規(guī)律，避免急于求成。只要人類文明持續(xù)發(fā)展，機(jī)器人智能領(lǐng)域的研究便會(huì)不斷深入。

二、機(jī)器人研究的認(rèn)知糾偏：科學(xué)與技術(shù)的本質(zhì)差異

在過往的機(jī)器人研究中，高校常陷入“以論文發(fā)表為導(dǎo)向”的誤區(qū)，忽視了科學(xué)與技術(shù)的本質(zhì)區(qū)別。具體而言，具有廣泛學(xué)術(shù)影響力、易獲得關(guān)注的成果多歸屬于科學(xué)范疇，而難以公開披露但可切實(shí)解決實(shí)際問題的成果則歸屬于技術(shù)范疇。技術(shù)是產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)盈利的核心支撐，論文發(fā)表則更多是在學(xué)術(shù)領(lǐng)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)成果傳播與學(xué)術(shù)聲譽(yù)提升的途徑。需特別說明的是，一些綜合性期刊側(cè)重科學(xué)成果的傳播，并非機(jī)器人領(lǐng)域的專業(yè)期刊，不能僅憑成果在此類期刊上發(fā)表便判定其具備實(shí)用價(jià)值。

從技術(shù)落地層面出發(fā)，機(jī)器人創(chuàng)新設(shè)計(jì)的核心挑戰(zhàn)可歸納為四個(gè)方面，且需依據(jù)邏輯順序逐步推進(jìn)，具體如下。

一是功能驅(qū)動(dòng)的機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)。若無法運(yùn)用數(shù)學(xué)語言對(duì)機(jī)器人的功能進(jìn)行精準(zhǔn)描述，該功能便無法轉(zhuǎn)化為可落地的設(shè)計(jì)方案，機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)也將失去明確方向。

二是性能驅(qū)動(dòng)的機(jī)構(gòu)綜合。在確定機(jī)構(gòu)構(gòu)型后，需進(jìn)一步明確機(jī)器人尺寸參數(shù)與運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人性能與實(shí)際需求的匹配。

三是行為智能突破。計(jì)算機(jī)智能與機(jī)器人行為智能存在本質(zhì)差異，不能因計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，便默認(rèn)機(jī)器人已實(shí)現(xiàn)同等水平的智能。

四是工程應(yīng)用導(dǎo)向。機(jī)器人研究不應(yīng)局限于興趣探索層面，而需聚焦具體工程問題。工程需求通常具有明確的針對(duì)性，難以通過通用技術(shù)方案滿足。同時(shí)，在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)壓力下，以工程應(yīng)用為起點(diǎn)，突破技術(shù)瓶頸，已成為機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展的必然要求。

在上述挑戰(zhàn)中，機(jī)構(gòu)學(xué)是易被忽視但至關(guān)重要的核心領(lǐng)域之一。機(jī)器人是物理世界的具象載體，而機(jī)構(gòu)是體現(xiàn)其物理特征的關(guān)鍵要素，既是科學(xué)轉(zhuǎn)化為工程的橋梁，也是人工智能落地為機(jī)器人應(yīng)用的橋梁。脫離機(jī)構(gòu)學(xué)基礎(chǔ)，無法設(shè)計(jì)出高性能機(jī)器人。例如，前文提及的“功能驅(qū)動(dòng)構(gòu)型”，本質(zhì)上便是機(jī)構(gòu)學(xué)的核心應(yīng)用場(chǎng)景。

從機(jī)構(gòu)構(gòu)型分類來看，機(jī)器人僅包含串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)三種形式。串聯(lián)構(gòu)型廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)械臂，但并聯(lián)與混聯(lián)構(gòu)型的價(jià)值尚未得到充分挖掘。從生物運(yùn)動(dòng)特性來看，人類站立時(shí)雙腳著地的結(jié)構(gòu)屬于并聯(lián)結(jié)構(gòu)，抬起一只腳時(shí)則轉(zhuǎn)為串聯(lián)結(jié)構(gòu)；手指抓取物體時(shí)呈現(xiàn)并聯(lián)特性，張開時(shí)則呈現(xiàn)串聯(lián)特性，這是并聯(lián)與串聯(lián)結(jié)構(gòu)協(xié)同工作的典型案例。

在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中，并聯(lián)與混聯(lián)機(jī)器人具有巨大潛力。例如，大型模擬器、重載裝備等特殊場(chǎng)景，均需依賴并聯(lián)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高性能運(yùn)作。但由于并聯(lián)機(jī)構(gòu)屬于知識(shí)密集型技術(shù)，設(shè)計(jì)難度較高，掌握其設(shè)計(jì)方法的從業(yè)者數(shù)量有限，導(dǎo)致相關(guān)產(chǎn)品的落地進(jìn)程較為緩慢。

三、分領(lǐng)域突破：機(jī)器人應(yīng)用的現(xiàn)狀與機(jī)遇

依據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的差異，機(jī)器人可劃分為工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人三類，各類機(jī)器人均存在明確的技術(shù)痛點(diǎn)與突破方向。

高峰在2025世界機(jī)器人大會(huì)主論壇上演講。圖/2025世界機(jī)器人大會(huì)供圖

（一）工業(yè)機(jī)器人：接觸作業(yè)領(lǐng)域仍存應(yīng)用空白

當(dāng)前，工業(yè)機(jī)器人的核心問題并非精度提升。傳統(tǒng)串聯(lián)機(jī)械臂雖可實(shí)現(xiàn)0.05毫米級(jí)精度，但存在響應(yīng)頻率低、剛度差的固有缺陷，僅能完成噴漆、上下料、焊接等非接觸作業(yè)。一旦涉及接觸作業(yè)（如裝配、擰螺絲等），由于對(duì)機(jī)器人的精度（微米級(jí)）與響應(yīng)頻率提出更高要求，現(xiàn)有工業(yè)機(jī)器人與協(xié)作機(jī)器人難以滿足需求。

以汽車總裝與3C裝配場(chǎng)景為例：在汽車總裝環(huán)節(jié)，機(jī)器人的應(yīng)用占比相對(duì)較低；在3C行業(yè)的手機(jī)裝配過程中，擰螺絲、布線等工序仍依賴人工操作，體現(xiàn)了工業(yè)機(jī)器人在接觸作業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用空白。

要突破上述困境，工業(yè)機(jī)器人需實(shí)現(xiàn)“三高”指標(biāo)，即高精度（微米級(jí)）、高剛度、高頻響。傳統(tǒng)串聯(lián)構(gòu)型機(jī)器人無法滿足這些指標(biāo)要求，而并聯(lián)與混聯(lián)構(gòu)型機(jī)器人是解決該問題的關(guān)鍵技術(shù)路徑。在“接觸作業(yè)機(jī)器人”技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，是推動(dòng)中國(guó)機(jī)器人技術(shù)邁向世界前沿的重要契機(jī)。需特別指出的是，傳統(tǒng)機(jī)械臂賽道已進(jìn)入高度成熟階段，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，企業(yè)若繼續(xù)聚焦該領(lǐng)域，極易陷入“生產(chǎn)一臺(tái)虧損一臺(tái)”的困境；而“高頻響、高精度、重載接觸作業(yè)機(jī)器人”是當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的短板，同時(shí)也是具備巨大發(fā)展?jié)摿Φ臋C(jī)遇領(lǐng)域。

（二）服務(wù)機(jī)器人：康養(yǎng)領(lǐng)域的差異化優(yōu)勢(shì)

中國(guó)康養(yǎng)服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展速度較快，部分技術(shù)已達(dá)到世界領(lǐng)先水平，但在養(yǎng)老、助殘等細(xì)分場(chǎng)景中，仍存在大量未解決的技術(shù)問題。只要聚焦具體應(yīng)用需求，便能在康養(yǎng)服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域找到明確的創(chuàng)新方向。

（三）特種機(jī)器人：拒絕通用化，堅(jiān)持專業(yè)化

特種機(jī)器人涵蓋兩足、四足、六足、輪式、履帶式等多種形態(tài)，其發(fā)展的核心原則為專業(yè)化而非通用化。在人才培養(yǎng)領(lǐng)域，“通才”往往意味著缺乏明確的專業(yè)方向，難以匹配精準(zhǔn)的崗位需求；這一規(guī)律同樣適用于機(jī)器人設(shè)計(jì)，“通用設(shè)計(jì)”無法滿足特種場(chǎng)景的應(yīng)用需求。例如，針對(duì)擰螺絲作業(yè)設(shè)計(jì)的專用機(jī)器人，若能將“擰螺絲”功能優(yōu)化至極致，便是成功的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，無需追求“兼具擰螺絲與搬運(yùn)功能”的通用化設(shè)計(jì)。

人類劃分專業(yè)領(lǐng)域，本質(zhì)上是由于個(gè)體無法掌握所有領(lǐng)域的知識(shí)；機(jī)器人設(shè)計(jì)同樣受限于技術(shù)邊界與場(chǎng)景需求，因此專業(yè)化是特種機(jī)器人的重要發(fā)展路徑。

四、實(shí)踐成果：從理論到應(yīng)用的創(chuàng)新探索

我們研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期深耕機(jī)器人領(lǐng)域，尤其在并聯(lián)機(jī)器人方向積累了豐富的理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，是國(guó)內(nèi)少數(shù)能夠承擔(dān)冬奧會(huì)專項(xiàng)項(xiàng)目、航天領(lǐng)域項(xiàng)目及企業(yè)合作項(xiàng)目等各類國(guó)家級(jí)項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)。這些實(shí)踐工作不僅沉淀了大量技術(shù)與科學(xué)成果，更驗(yàn)證了“功能驅(qū)動(dòng)構(gòu)型”等理論的可行性。

（一）理論突破：機(jī)構(gòu)綜合與廣義功能集方法

機(jī)器人設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)正向創(chuàng)新，關(guān)鍵在于突破機(jī)構(gòu)綜合技術(shù)。當(dāng)前主流的機(jī)械設(shè)計(jì)軟件均基于數(shù)學(xué)與力學(xué)的分析方法開發(fā)，僅能完成性能分析任務(wù)，無法實(shí)現(xiàn)綜合創(chuàng)造式正向設(shè)計(jì)；而機(jī)構(gòu)學(xué)是唯一涵蓋機(jī)構(gòu)綜合理論的學(xué)科。由此引出一個(gè)關(guān)鍵問題：若當(dāng)前人工智能大模型采用分析方法設(shè)計(jì)機(jī)器人，本質(zhì)上僅為數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)過程，需依賴海量數(shù)據(jù)支撐；若采用綜合方法設(shè)計(jì)機(jī)器人，則具備真正的創(chuàng)造能力。因此，研發(fā)具有綜合能力的設(shè)計(jì)大模型，是機(jī)器人領(lǐng)域的理想研究目標(biāo)。

建立完備的構(gòu)型理論，是國(guó)際機(jī)構(gòu)學(xué)界公認(rèn)的學(xué)術(shù)難題。為此，我們研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出機(jī)器人功能構(gòu)型的“廣義功能集”方法（簡(jiǎn)稱“GF集”），將GF集劃分為完整型、非完整型和部分完整型三類，并利用GF集的有序性進(jìn)一步分類出三類26種子集；建立各子集之間的相互求交定律與包容性五項(xiàng)運(yùn)算法則，構(gòu)建機(jī)構(gòu)末端特征、支鏈、驅(qū)動(dòng)和約束等參數(shù)的數(shù)綜合模型；發(fā)現(xiàn)支鏈轉(zhuǎn)動(dòng)軸線遷移規(guī)律，并創(chuàng)建相應(yīng)定律用于匹配給定GF集的支鏈運(yùn)動(dòng)副，最終實(shí)現(xiàn)并聯(lián)機(jī)器人功能驅(qū)動(dòng)的構(gòu)型正向設(shè)計(jì)。基于GF集理論，團(tuán)隊(duì)開發(fā)出“功能構(gòu)型正向設(shè)計(jì)軟件”，擺脫了對(duì)國(guó)外技術(shù)的依賴，可批量生成原創(chuàng)機(jī)器人構(gòu)型。

（二）技術(shù)落地：從重載作業(yè)到智能裝配

基于上述理論成果，我們研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了多款填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白的機(jī)器人產(chǎn)品，所有產(chǎn)品均未采用開源技術(shù)，核心設(shè)計(jì)均為自主創(chuàng)新。具體如下。

1. 巨型重載鍛造裝備

400噸·米重載機(jī)器人。在國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展973計(jì)劃的支持下，團(tuán)隊(duì)發(fā)明冗余驅(qū)動(dòng)各向異性操作機(jī)構(gòu)，提出重載六維力感知與辨識(shí)接觸剛度的力控方法，突破巨型重載操作機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)、動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)、智能控制等關(guān)鍵技術(shù)。研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合產(chǎn)學(xué)研合作單位研制400噸·米鍛造操作機(jī)器人，由中國(guó)一重集團(tuán)有限公司（簡(jiǎn)稱“中國(guó)一重”）負(fù)責(zé)生產(chǎn)，該機(jī)器人與萬噸壓機(jī)協(xié)同作業(yè)，用于大型鍛件生產(chǎn)，于2009年正式投入使用，有效解決了大型鍛件精準(zhǔn)操控與制造的技術(shù)難題，并于2014年獲得美國(guó)ASME設(shè)計(jì)工程領(lǐng)域達(dá)芬奇獎(jiǎng)。

在2025世界機(jī)器人大會(huì)上，觀眾正在與機(jī)器人互動(dòng)。圖/2025世界機(jī)器人大會(huì)供圖

2500噸四驅(qū)動(dòng)伺服壓機(jī)。團(tuán)隊(duì)發(fā)明由四個(gè)400kW伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，解決了空載高速運(yùn)行與沖壓低速增力之間的設(shè)計(jì)沖突。2014年，與中國(guó)一重聯(lián)合研制2500噸伺服壓機(jī)，該設(shè)備應(yīng)用于江淮汽車沖壓線，其壓力、節(jié)拍等核心指標(biāo)優(yōu)于國(guó)際同類產(chǎn)品，對(duì)提升我國(guó)大型伺服壓機(jī)開發(fā)水平與汽車沖壓件加工質(zhì)量具有重要意義。

2.動(dòng)力學(xué)性能考核裝備（航天、核電領(lǐng)域）

該類裝備均采用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式（區(qū)別于傳統(tǒng)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)），突破“重載與高精度、高速度、高頻響、高剛度兼顧”的技術(shù)難題。具體如下。

嫦娥五號(hào)飛船對(duì)接地面模擬器。針對(duì)飛船月軌交會(huì)對(duì)接需求，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)“3-3正交并聯(lián)機(jī)構(gòu)”與“雙絲杠差動(dòng)冗余驅(qū)動(dòng)”的模擬器系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高頻響、高剛度的碰撞與對(duì)接模擬。與國(guó)外傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)相比，該設(shè)備的模擬精度與頻響更高。該模擬器完成嫦娥五號(hào)對(duì)接的全部地面實(shí)驗(yàn)，為我國(guó)探月工程嫦娥五號(hào)、六號(hào)采樣返回對(duì)接機(jī)構(gòu)的地面考核提供了關(guān)鍵支撐。

太空望遠(yuǎn)鏡地面實(shí)驗(yàn)臺(tái)。我國(guó)巡天空間望遠(yuǎn)鏡的探測(cè)廣度為哈勃望遠(yuǎn)鏡的300倍，其地面性能測(cè)試精度要求為哈勃望遠(yuǎn)鏡的2倍，微調(diào)定位臺(tái)是巡天空間望遠(yuǎn)鏡性能考核的關(guān)鍵測(cè)試裝備。我們發(fā)明“宏動(dòng)—微動(dòng)—卸載—測(cè)量”功能融合的重載高精度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)高分辨率精密驅(qū)動(dòng)器與全柔性鉸鏈的重載精密驅(qū)動(dòng)裝置，開發(fā)六維微米在線測(cè)量?jī)x，最終研制出六自由度微調(diào)定位臺(tái)。該設(shè)備實(shí)現(xiàn)負(fù)載自重比10噸/15噸、定位精度6.58微米與0.33角秒，性能指標(biāo)優(yōu)于哈勃望遠(yuǎn)鏡定位臺(tái)，已在長(zhǎng)光所真空低溫環(huán)境（-140℃）下完成望遠(yuǎn)鏡地面考核試驗(yàn)，為我國(guó)太空望遠(yuǎn)鏡研發(fā)提供關(guān)鍵測(cè)試保障。

海上核電裝備考核臺(tái)。重載高速、大行程6自由度搖擺臺(tái)是海洋裝置關(guān)鍵試驗(yàn)設(shè)備。我們發(fā)明增速增程雙輸入傳動(dòng)、雙絲杠機(jī)械協(xié)調(diào)與平衡卸載功能融合的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，解決驅(qū)動(dòng)力與速度等功率特性匹配難題，開發(fā)出具備±45°/7s和±30°/3s高速測(cè)試能力的6自由度并聯(lián)搖擺臺(tái)。該設(shè)備由24臺(tái)70kW電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)10噸負(fù)載驅(qū)動(dòng)，其工作范圍、速度、承載等指標(biāo)優(yōu)于國(guó)際同類產(chǎn)品，已在上海核工院完成海洋核動(dòng)力堆穩(wěn)壓器、控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的1000余種工況試驗(yàn)。

3.智能裝配機(jī)器人（3C、汽車、航空領(lǐng)域）

針對(duì)工業(yè)機(jī)器人接觸作業(yè)的痛點(diǎn)，我們研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)三類協(xié)作裝配機(jī)器人，所有產(chǎn)品均融合力覺與視覺感知技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能操控。具體如下。

“并聯(lián)—并聯(lián)”協(xié)作裝配機(jī)器人。包含6種構(gòu)型，覆蓋4—6自由度，可實(shí)現(xiàn)大范圍位姿運(yùn)動(dòng)，解決傳統(tǒng)并聯(lián)機(jī)器人工作空間小的問題。該機(jī)器人成功完成0.6—1毫米直徑螺絲與13毫米窄邊手機(jī)螺絲的鎖付作業(yè)，以及通訊設(shè)備內(nèi)存條的插裝作業(yè)，有望成為3C行業(yè)產(chǎn)品核心裝配的新型機(jī)器人裝備。

“串聯(lián)—并聯(lián)”協(xié)作裝配機(jī)器人。由“6自由度并聯(lián)力補(bǔ)償器+工業(yè)機(jī)械臂”組成，已獲得美國(guó)通用汽車研究院項(xiàng)目合作機(jī)會(huì)。該機(jī)器人可在生產(chǎn)線存在振動(dòng)、晃動(dòng)的情況下，完成高精度螺絲鎖付作業(yè)，實(shí)現(xiàn)“12維控制”（6維位姿運(yùn)動(dòng)控制+6維力補(bǔ)償），拓寬了工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用范圍，能在生產(chǎn)線不停機(jī)、設(shè)備不損壞的前提下，自適應(yīng)完成復(fù)雜裝配作業(yè)。

“六足—并聯(lián)”協(xié)作裝配機(jī)器人。團(tuán)隊(duì)研發(fā)的飛機(jī)裝配機(jī)器人，由2臺(tái)6自由度并聯(lián)步行器協(xié)同工作，通過視覺與力覺感知技術(shù)實(shí)現(xiàn)雙機(jī)器人同步控制。該機(jī)器人可完成雙機(jī)協(xié)同抬起100多公斤飛機(jī)機(jī)翼，并執(zhí)行插孔裝配等任務(wù)，此類應(yīng)用在全球范圍內(nèi)均較為罕見。

4.智能六足機(jī)器人：差異化的穩(wěn)定設(shè)計(jì)

研究團(tuán)隊(duì)選擇研發(fā)六足機(jī)器人，核心原因在于六足構(gòu)型的力學(xué)優(yōu)勢(shì)。兩足機(jī)器人單腿站立時(shí)易失衡；四足機(jī)器人抬起兩條腿時(shí)易產(chǎn)生晃動(dòng)（因無腰部結(jié)構(gòu)，快速倒腿導(dǎo)致能耗較高、發(fā)熱嚴(yán)重）；而六足機(jī)器人每次抬起三條腿時(shí)，仍有三條腿保持支撐狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)“身體六自由度可控”，具備穩(wěn)定性高、能耗低、負(fù)重能力強(qiáng)的特點(diǎn)。

基于六足構(gòu)型，團(tuán)隊(duì)開發(fā)出昆蟲型、螃蟹型、蜘蛛型、章魚型四種六足機(jī)器人。矮體型版本可鉆至車底完成維修作業(yè)，負(fù)重能力達(dá)100多公斤；導(dǎo)盲版本無需遙控即可自主完成全路徑導(dǎo)盲；餐廳送餐版本也已實(shí)現(xiàn)全智能自主作業(yè)。這些機(jī)器人均具備“望聞問切”的感知能力（涵蓋視覺、聽覺、語音、力覺）與執(zhí)行能力。

值得關(guān)注的是，六足機(jī)器人將應(yīng)用于航天領(lǐng)域。嫦娥七號(hào)搭載的月球飛躍器采用六足構(gòu)型，這是中國(guó)乃至人類首次將六足機(jī)器人應(yīng)用于探月工程，也是我國(guó)航天裝備從跟蹤創(chuàng)新轉(zhuǎn)向自主創(chuàng)新的標(biāo)志性成果。在前期研發(fā)過程中，研究團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)完成四足構(gòu)型向六足構(gòu)型的轉(zhuǎn)換，并完成了著陸、容錯(cuò)性等關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)，為項(xiàng)目落地提供核心技術(shù)支撐。

此外，在2022年北京冬奧會(huì)期間，研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)的滑雪機(jī)器人與冰壺機(jī)器人成為“中國(guó)科技名片”。冰壺機(jī)器人在45米遠(yuǎn)距離的“6打6中”表演獲得廣泛關(guān)注，其核心技術(shù)在于融入國(guó)際裁判的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停疵闇?zhǔn)位置需與目標(biāo)球保持2.2度偏角，旋轉(zhuǎn)速度控制在3—5圈；滑雪機(jī)器人采用人類滑雪的平行式、犁式模型，通過加裝渦噴裝置實(shí)現(xiàn)上下坡雪面行駛，可應(yīng)用于大雪天邊疆搜救等場(chǎng)景。這些成果獲得行業(yè)與社會(huì)的廣泛認(rèn)可。

五、行業(yè)思考：在探索中尋找方向

關(guān)于機(jī)器人領(lǐng)域的未來發(fā)展，可借鑒如下案例。第二次世界大戰(zhàn)期間，一支部隊(duì)在雪山中迷失方向，在一間草屋內(nèi)發(fā)現(xiàn)一張舊的拉丁文地圖，指揮官依據(jù)直覺按照地圖指示方向行進(jìn)，最終成功脫困。兩年后的慶典活動(dòng)中，該部隊(duì)才得知這張地圖并非當(dāng)?shù)氐貓D，但正是這張看似無用的地圖，為其指引了脫困方向。

希望本文的分享能為機(jī)器人領(lǐng)域研究者提供參考。當(dāng)前，機(jī)器人領(lǐng)域的諸多探索可能看似無實(shí)用價(jià)值，但只要堅(jiān)持以自主創(chuàng)新為核心，以工程應(yīng)用為導(dǎo)向，這些探索終將轉(zhuǎn)化為推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步的重要力量。

（高峰系上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院講席教授、973計(jì)劃首席科學(xué)家；曾任河北工業(yè)大學(xué)校長(zhǎng)、上海交通大學(xué)機(jī)械系統(tǒng)與振動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任；先后擔(dān)任美國(guó)ASME機(jī)構(gòu)學(xué)與機(jī)器人委員會(huì)委員，Robotica、Engineering等國(guó)際期刊編委，《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》(英文版)副主編；長(zhǎng)期研究并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與應(yīng)用技術(shù)，在SCI期刊上發(fā)表論文300余篇，應(yīng)邀作國(guó)際大會(huì)報(bào)告24次，獲授權(quán)發(fā)明專利179項(xiàng)，出版專著4本；獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、省部級(jí)一等獎(jiǎng)5項(xiàng)；獲2014年度ASME達(dá)芬奇獎(jiǎng)、2015年度何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)）

（本文根據(jù)作者在2025世界機(jī)器人大會(huì)主論壇上的演講整理，有刪減，經(jīng)作者授權(quán)刊發(fā)）

本文刊于《新經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊》雜志2025年第9期

原文鏈接：高峰：智能機(jī)器人創(chuàng)新設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)與機(jī)遇