【课程回顾】清华终身学习云课堂|刘辛军教授谈机器人化装备关键技术创新及应用

7月8日，继教学院“清华终身学习云课堂” 暨日新系列子课堂在线举行。本讲由清华大学机械工程系长聘教授、国家杰出青年科学基金获得者刘辛军主讲，题目为“机器人化装备关键技术创新及应用”，通过雨课堂、学院微博“清华终身学习”、学堂在线等平台吸引了4500余人在线观看。

刘辛军作专题讲座

刘辛军指出，装备制造业是工业的心脏和国民经济的生命线，也是国家综合国力的重要体现，是国家发展的根本。他详细阐释了机器人的发展趋势和特征，介绍机器人的发展历程，并指出，人类创造和发明机器人的目的是代替人、服务人、拓展人，但机器人的功能和实用性距离人类的期望仍然有很大的差距，人类的梦想还是使机器人成为人类的友好合作伙伴而不是人类的敌人。机器人正从与工件的简单交互向与环境、人及机器人之间自然交互的方向发展。他认为机器人装备创新涉及的机构学三个核心问题是：型(构型)、性(性能)、度(尺度)。刘辛军教授团队以运动和力传递与约束机制为核心，将机构“型、性、度”三要素统一起来，构建了机器人化装备机构一体化设计理论。

随后，刘辛军介绍了实验室所做的一些创新性工作。现代机构学与机器人化装备实验室以行业和国家重大需求为引导，以基础理论和核心技术研发为先导，以解决工程问题为目标，坚持以科技创新为发展根本，重点研发和正在研发四类机器人：第一类为高速并联机器人。这类机器人在行业里也被叫做“蜘蛛手”，是实现“机器代人”的利器。由于在速度和加速度方面的优势，高速并联机器人越来越受到青睐，其无需高精密减速器的特性，也决定了此类机器人在中国有极大的发展空间。。第二类为加工机器人。刘辛军教授团队采用取其所长、避其所短的方式提出大型复杂零件加工新模式：基于姿态耦合运动的空间五自由度全并联机构的移动式加工机器人。团队目前正在做的项目是针对空间站核心舱等大型复杂结构件的高精高效制造技术及装备需求，提出了“串联定位+并联五轴加工”的移动式加工方法，并设计了一种基于五轴联动功能模块的移动加工机器人。第三类为智能协作机器人。刘辛军谈到代替人的“工业机器人”经历了由机械单臂到机械双臂的发展历程，期望进入类生双臂的阶段。智能协作机器人是机器人技术与智能认知科学技术紧密结合的代表，这是一种能够走入家庭的工业机器人和走进工业的服务机器人，具有广阔的应用前景。第四类为体温采集机器人。测温是疫情防控的一个重要手段，测温的方法有很多，但传统测温方法普遍存在较大偏差。自2月7号开始，刘辛军教授团队研究如何实现在室外快速、便捷地准确测温，最终研制出的“阿荼”机器人和“荼与”体温采集与管理系统，不受环境的温度和湿度影响，实现了实时测温记录、轨迹跟踪、个人温度曲线、设备管理等功能，可用于智慧楼宇、智慧校园、智慧社区、智慧城市建设。

最后，刘辛军以“科技创新意味着什么?”这一思考结束本场讲座。在他看来，新一轮工业革命需要制造业的“颠覆式创新”，要多学科、多领域、多机构交叉才能实现从概念到产品全生命周期的创新。

刘辛军与工作团队合影

中部培训中心副主任戴玲翔主持活动

清华终身学习云课堂于2020年3月启动，通过雨课堂、继教学院官方微博“清华终身学习”、学堂在线等在线直播平台开设专题讲座，以清华优质教育资源服务社会。清华终身学习云课堂下设各类子课堂，包括面向政府人员的闻道系列、面向企业人员的日新系列、面向教师群体的春雨系列、面向乡村基层的振兴系列等。课程内容聚焦疫情期间的时政经济、科技前沿、在线教育、公共管理、产业经济、心理辅导、乡村振兴、应急管理等问题，满足学员多样化学习需求。

供稿：综合办公室

图片素材提供：孙茗

撰稿：陈晓婷

编辑：胡晓燕

审核：刘辛军、孙茗、罗龙

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