「机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心」
为响应国家“制造强国”战略及发展需求,2015年机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室应运而生。2021年,实验室成功转型升级为机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心(下文统一简称“中心”),成为国家创新体系的重要组成部分,持续为我国制造业数智化转型等领域提供科技支撑。
该中心拥有以一支由王耀南院士领衔的有国际影响力的创新团队,形成五大稳定技术方向,团队成果广泛应用于航空航天、海洋工程等关键行业,斩获8项国家自然科学奖、技术发明奖与科技进步奖,为重大工程实施和国防装备智能化建设提供重要支撑。
瞄准国家重大需求
秉持攻坚克难决心
机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心的
青年科研工作者们
将5G、边缘计算与机器人深度集成
构建“通-算-控”融合技术体系
让技术赋能重大工程、支撑强国建设的愿景加速落地

机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心。
在机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心里,几台形态各异的机器人正在演示协同作业,它们的每一个动作都通过无形的网络紧密相连,这正是中心颜志教授团队研究成果的生动展现。在中心,颜志专注于探索通信技术与机器人系统融合的前沿领域——从智能机器人通信架构的设计,到工业5G网络系统的部署调试,再到通算控一体化装备的集成应用,他始终奔忙在科研与产业对接的第一线。

多机器人协同进行的机翼与机身对接试验。
“做有实用性的科研”,这是颜志常挂在嘴边的话,也是他科研之路的坚定遵循。2012年博士毕业后,为了接触通信技术前沿的应用场景,他选择进入中国联通研究院工作。这段企业经历,让他对技术落地所需的可靠性、成本与市场需求有了深刻理解。2014年,怀着对家乡发展的热忱,他回到湖南,与湖南大学结缘,加入了当时正在筹建的中心。“博士阶段我研究的是移动通信,核心是服务于‘人’的通讯。进入中心后,我想要将原有的通信专长,与学校在智能制造领域的深厚积累相结合。”这次转型,使他逐步找到属于自己的科研赛道——智能机器通信与组网。
转型之路并非一帆风顺。从服务于“人”的通信到服务于“机器”的通信,意味着知识体系与技术路径的全面重构。“那段时间,我几乎把自己重新变回了一个学生,”颜志坦言。他需要系统学习机器人控制、工业视觉等全新领域的知识。更大的挑战在于技术本身:相较于以下行大带宽为主的移动通信,机器协同要求低时延、高可靠的上行传输以确保控制的精准同步。“如何让机器人在复杂的工业场景下通过无线网络实现精准协同,是横亘我在面前的巨大挑战。”颜志说道。
面对挑战,颜志与团队深入工业场景一线寻找答案。他们驻守招商局邮轮造船厂、中国商飞上海飞机制造厂等工业现场,进行长达数月的测试攻关。“工厂里切割、焊接的噪音震耳欲聋,粉尘大,夏天更是闷热难耐。我们常常一待就是一整天,出来时全身都湿透了。”正是在这样真实而严酷的一线环境里,他们一遍遍调试算法、验证方案,为工业5G传算一体机的研发积累了宝贵的第一手数据。

传算一体化平台与典型集群机器人应用场景。
此外,在企业的工作背景赋予颜志独特的“产业化思维”,这种与企业同频共振的能力,使他成为中心与企业对接的桥梁。在“湖南大学-中国移动产业智能联合研究院”的建设运行中,颜志发挥了独特作用。“高校科研关注技术前沿,企业则注重市场需求。我们需要找到团队前沿技术方向与市场需求的结合点。”在团队研发重大装备智造5G网络化机器人系统时,他通过耐心沟通和技术展示,最终让中国移动物联网公司看到了测量机器人在飞机智能维保领域的巨大潜力,成功促成了与东方航空、海南航空的合作。
平台的支撑与团队的努力,共同催生了丰硕成果。颜志带领团队研发的汽车部件缺陷高速检测系统、复杂构件高精度在线测量系统已在博大科工等企业投入使用;面向新能源行业的光伏面板无人机自动巡检系统,破解了大面积光伏电站的运维难题;工业5G传算一体机作为机器人群的“神经中枢”,已广泛应用于重大装备制造现场。
作为教师,颜志也践行着“实践导向”的育人理念。他注重培养学生的“系统思维”和“客户视角”,在团队项目中引导学生不仅关注技术性能,还要考虑硬件成本、工程部署便捷性和市场需求。“我希望他们能理解,一个优秀的技术方案,必须是可落地、能解决实际问题的。”这种将前沿技术与产业实践紧密结合的理念,是颜志自身的基本遵循,也是他独特的育人之道。

颜志指导学生调试设备。

中心注重实践、推动创新的科研氛围,也吸引着更多志同道合的研究者加入,中心核心骨干冯运副教授正是其中之一。从香港城市大学博士毕业后,他选择加入中心,正是看中了中心提供的平台条件与科研机遇。中心配备了包括工业机械臂、移动机器人、运动捕捉系统、3D打印机在内的多种先进机器人实验设备,为科研工作提供了坚实的实验条件支撑。同时,作为国家级科研平台,中心还承担了多项国家重大科研任务,为研究人员提供了参与前沿课题、融入国家战略科技力量的重要机遇。

冯运进行科研工作。
冯运带领团队聚焦于软体机器人与数字孪生两大前沿方向展开研究。他和团队开发的数字孪生技术,成功应用于中国商飞某型号装备筒段装配对接这一核心制造环节。通过开发的虚实映射技术,可以显著提升装配效率和精度,为国产大飞机的智能制造贡献了重要力量。
冯运认为科研的最终指向是人,技术发展的根本在于服务人民、造福社会。"我们设计新型特种软体机器人,是为了让它们能在狭小受限空间里灵活作业,完成传统刚体机器人无法胜任的任务。"冯运说道,"我们的目标是让机器人代替人类进入危险复杂的环境,真正实现技术便民、护民。"

工程研究中心与中国商飞合作项目成果。
科研之路从来不会一帆风顺。对冯运而言,最大的挑战莫过于从理论到应用的转型。“我博士阶段偏重理论研究,工作后更偏向于实践,这个转换的过程确实比较煎熬。”更困难的是,他选择的方向在国内尚属起步阶段,如同在“无人区”里拓荒。“很多技术都要从零开始,没有前人的经验可以借鉴,从技术攻关到发表成果,每一步都需要证明我们工作的价值。”
挑战往往伴随着成长。在中心的全力支持下,冯运不仅快速完成了研究方向转变,更在全新领域取得了突破进展。这一转变得益于中心提供的两大核心支撑:一是坚实的实体资源,研究中心在实验场地、经费保障、人才支持和项目申报等方面都给予了他极大的支持,让他拥有进行实践研究的物质基础。冯运解释道:“我们研发的机器人对实验场地有特殊要求,王院士为我们争取了建设经费,保障了实验场地,确保了能开展大范围的机器人测试和作业。没有这些硬性条件的保障,很多核心实验将无法开展。”二是在中心内拥有丰富实践经验的老师们的指导和帮助下,他得以将理论构想精准对接实际项目需求,迅速跨越了从理论到实践的鸿沟,实现了研究能力的成长,并获得了湖南大学优秀教师新人奖。
在这个充满活力的科研环境里,冯运形成了独特的育人理念。“我和学生是‘教学相长’的关系。”他坦言,“很多时候,学生会带来新的想法和见解,让我也受益匪浅。”在指导研究生时,冯运特别注重培养学生的独立思考能力。他一般不会直接给出具体的研究思路,而是引导学生自主阅读、讨论,鼓励他们通过查阅文献和现场调研、追踪最新研究成果,逐步凝练科学问题、寻找创新点,学生们带回的新想法常常给他带来启发。在这个过程中,师生互相启发,共同完善思路,最终形成高质量的研究方向。“正是这样双向互动的师生关系,让团队始终保持着创新活力。”

冯运指导学生。

这种注重传承与创新的科研精神,同样体现在中心谭浩然副教授的成长轨迹中。从理论创新、技术突破到工程落地,从个人攻坚到团队协作,中心为不同研究方向的科研人员搭建了实现价值的广阔舞台。
“国家需要什么,我们就做什么”,导师王耀南院士的谆谆教诲谭浩然一直铭记在心,也是他科研之路的坚定遵循。在中心,他日夜奔忙于面向装备制造的网络化多机器人协作控制科学研究——从机器人机械结构的设计优化,到机器人本体的组装集成,再到控制算法的反复调试。多年来硕果累累,发表高水平论文70余篇、手握40余项发明专利,牵头或参与国家自然科学基金面上项目、重大项目子课题等多个项目,成功研发出长柔性部件搬运机器人、重型工件托举机器人、大型部件高精度姿态调整移动机器人、无损检测复合移动式协同机器人等5款7套机器人装备及网络化控制器等关键部件,这些成果扎根产业一线、解决实际问题,为智能制造升级注入强劲动力。
谈及为何锚定这一研究方向,谭浩然的回答既透着学术传承的严谨,更藏着心系产业的热忱。博士阶段对网络化多智能体协同控制的深耕细作,为他筑牢了理论根基;而对国家智能制造发展需求的敏锐捕捉,则让他明确了科研的“发力点”。“实验室里的公式再精妙,不如在车间里派上用场。”这份朴素的想法,成了他跨界融合的初心——将多智能体控制的前沿方法与机器人技术深度绑定,在相关领域开辟出一片独具价值的科研天地。

谭浩然指导学生进行长柔性部件搬运机器人调试。
作为教师,谭浩然始终将教书育人放在重要位置,用坚守与陪伴助力学生成长。他曾带领学生以实验室为家,从清晨6点坚守至深夜11点,在亲身参与中攻克一个又一个技术难关,历时三个月全自主研发两款移动搬运机器人与两款重载托举机器人;今年2月,他又带领研究生,针对我国某系列航空装备柔性维护检修需求研发三款特种维护机器人,面对机械结构设计、软件调试等挑战,学生们在他指导下从零摸索,不仅完成研发任务,更在实战中快速成长。
谭浩然常教导学生,做科研要“从需求中来,到应用中去”,既要掌握扎实理论基础,更要具备解决实际问题的能力,这既是他对学生的谆谆教诲,也是他自己一直努力践行的科研与育人理念。

谭浩然指导学生。
谭浩然坦言,自己能取得如今的成绩,离不开中心这个优质平台的支撑。作为核心成员,他见证并深度参与了中心转型升级的全过程,还参与了潇湘实验室、机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心中试基地等多个科研平台的建设。在这个国家级平台上,他获得先进实验设备与完善科研支撑,更精准把握国家重大需求,科研视野及解决实际问题的能力均得到显著提升。
机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心的科研一线,活跃着一支极具创新激情与活力的年轻团队。团队平均年龄39.8岁,40岁以下青年科研工作者占比65.3%。这群青年科研中坚,以开阔的思维突破技术瓶颈,用扎实的实践探索未知领域,成为中心创新的引擎。
谈及在中心的科研历程,青年科研工作者们深有感触:“这里是成长的沃土,更是逐梦的舞台,中心全方位的支持让我们能心无旁骛搞创新。” 从平台、项目、团队到保障,中心为青年人才成长提供了全方位硬支撑。这种良性互动,正持续推动创新成果落地,为制造强国建设注入强劲的青年动能。

青年科研工作者
以国家需求为导向
以研究中心为依托
以育才树人为己任
在机器人技术研发的第一线
用科研的热忱书写着担当与使命
以行动诠释新时代的初心与梦想
为智能制造产业注入源源不断的年轻力量
来源:湖南大学公众号