傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的機器人

往往只能夠完成單一的工作

當(dāng)需要完成多項工作時

就會無所適從

面對復(fù)雜甚至需要改變自己結(jié)構(gòu)形態(tài)才能完成的工作

往往會無能為力

人類的進化

是不斷與自然環(huán)境交互、重構(gòu)改造的過程

機器的變革

也經(jīng)歷了由單一任務(wù)到復(fù)雜工況的變遷

經(jīng)歷了四次工業(yè)革命

機器人機構(gòu)是否也可以從生物學(xué)理論出發(fā)

改變形態(tài)、重新構(gòu)造

實現(xiàn)從機器到機器人化、智能化的演變

以適應(yīng)機構(gòu)智能在未來生活與生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用

【劃重點】

      當(dāng)下，以人工智能為代表的第四次工業(yè)革命，正在帶來傳統(tǒng)機器的更新，迎來機器人發(fā)展的新時代。     

      隨著先進制造業(yè)、航空航天、自動化生產(chǎn)線等領(lǐng)域不斷發(fā)展，各類機械設(shè)備與機器人對機構(gòu)可重構(gòu)能力與變結(jié)構(gòu)特性的要求不斷提高。這就需要對作為機器與機器人骨架的機構(gòu)進行創(chuàng)新設(shè)計，對傳統(tǒng)機構(gòu)概念與設(shè)計進行徹底變革。從機構(gòu)設(shè)計的角度看，傳統(tǒng)機構(gòu)一旦完成設(shè)計，其拓撲結(jié)構(gòu)與活動度就一成不變，很難滿足多變環(huán)境、工況與任務(wù)對機構(gòu)功能與性能的需求。而可重構(gòu)機構(gòu)由于具有多構(gòu)態(tài)變化，可以滿足多任務(wù)、多工況與多功能的要求，從而達到“一機多用”、節(jié)約資源與降低能耗的作用。

【課題介紹】

      智能機器人需要結(jié)構(gòu)突破，需要機構(gòu)智能。而進化機器人需要機構(gòu)進化，需要適應(yīng)多變環(huán)境多重任務(wù)。這一演講結(jié)合這兩者，從600萬年的人類歷史、從四次工業(yè)革命、從Bricard 與Schatz 等古典機構(gòu)討論現(xiàn)代機器人結(jié)構(gòu)的突變，機構(gòu)的變異，及機器人如何適應(yīng)環(huán)境變換與任務(wù)更迭，由此衍生出機構(gòu)演變，變胞與可重構(gòu)。演講由此介紹機構(gòu)變換衍生出的生物進化對應(yīng)策略，以及生物進化論在機器人結(jié)構(gòu)上的演變與實現(xiàn)，提出進化機器人的結(jié)構(gòu)進化。
      演講同時基于古典機構(gòu)的融合，折紙藝術(shù)的衍生，生物進化的應(yīng)用，實例演講日常折紙，與日常裝飾品衍生出變胞機器人與進化機器人。從19世紀的研究，加以融合物理學(xué)、幾何學(xué)、數(shù)學(xué)，出現(xiàn)了機構(gòu)學(xué)與機器人學(xué)一體化分析理論，展示這些研究在變胞機器人、康復(fù)機器人、人形機器人、電業(yè)機器人的領(lǐng)域的應(yīng)用。

【院士介紹】

      戴建生，英國皇家工程院院士、歐洲科學(xué)院院士（MAE）、南方科技大學(xué)機器人研究院院長、倫敦國王學(xué)院榮譽教授。榮膺國際機械設(shè)計領(lǐng)域最高榮譽“ASME 機械設(shè)計”成就獎（2020），為1958年來第58位，首位華人；榮膺國際機構(gòu)學(xué)領(lǐng)域最高榮譽“ASME DED 機構(gòu)學(xué)與機器人學(xué)”成就獎（2015），為1974年來第27位。并獲得中國僑聯(lián)第六屆“僑界貢獻獎”（2016），“中國機構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)創(chuàng)新獎”（2013）等榮譽，以及“天津市自然科學(xué)一等獎”（2021，排名第一）省部級獎勵。      戴建生為美國機械工程師協(xié)會會士，國際電氣與電子工程師協(xié)會會士，英國機械工程師院會士，英國皇家藝術(shù)與制造學(xué)會會士，中國自動化學(xué)會會士。擔(dān)任國際機構(gòu)學(xué)與機器科學(xué)聯(lián)合會英國區(qū)主席，中國機械工程學(xué)會機器人分會副主任委員，中國自動化學(xué)會機器人智能專委會副主任委員。為國際機器人旗艦期刊、機器人學(xué)創(chuàng)刊最早兩期刊之一 Robotica 的 Editor-in-Chief，國際機構(gòu)學(xué)機器科學(xué)領(lǐng)域頂級期刊Mechanism and Machine Theory 的Subject Editor。      主要從事機構(gòu)學(xué)與機器人運動與設(shè)計理論及其應(yīng)用研究、研究工作獲得專利50余項，培養(yǎng)博士生50余位其中含歐洲科學(xué)院院士、美國機構(gòu)學(xué)專委會主席、高科技公司 CEO 等，出版專著9部，發(fā)表學(xué)術(shù)論文700余篇。

【特別單元：專題研討】

      本期講堂持續(xù)聚焦智能進化機器人領(lǐng)域研究方向，特邀哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）副校長李兵、深圳大學(xué)計算機與軟件學(xué)院副院長李堅強、富士康科技集團C事業(yè)群資訊長王樹華，與戴院士一起，以“智能進化機器人的前瞻與應(yīng)用”為題，從不同視角出發(fā)，共同探討智能機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)用的新思想。