随着科技的发展，无论是工业化的机器人还是服务化的机器人，都早已从实验室走进我们的生活，并改变着我们的生活。本周《开讲啦》“智能生活”系列邀请到北京航空航天大学教授、博士生导师，北航机器人研究所名誉所长——王田苗。他深耕智能机器人领域二十五载，参与并见证着中国机器人产业的飞速发展。一出场，精神抖擞的王教授便让主持人直呼“太帅了”，主持人还透露“王教授是北航排名前三帅的教授”。身为中国机器人领域的专家，王教授的实验室虽简朴，但依然给大家带来了不小的震撼：一间不算大的房间里摆放着各种各样的机器人，从小型的无人驾驶车、仿生机器鱼，到各种医疗机器人等等，现在可能是某个放在实验室犄角旮旯的东西，而未来，就会是一项震惊世界的变革。

伟大的智能时代

演讲者：王田苗

同学们好，今天很高兴跟大家一起交流分享一下未来机器人时代。我还是有点儿紧张，因为第一次在这么多同学，这么多的摄像头的面前，我在想，如果我是一个机器人教授的话，我一定不会紧张。

机器人的定义是什么？它的发展现状又是怎样？

事实上，机器人已经很早以单元的技术和各式各样的技术，从实验室走进了工厂，并且在接近我们的生活，在改变我们的生活。大家想一想，机械臂相当于我们的双手，我们的汽车，就是用这些机器人，进行冲压，进行焊接，进行装配。同学们的手机和芯片，这种精密的装配、测试以及制造，也是通过我们的机械臂而完成的。扫地机器人，它像我们的清洁员一样的，通过机器的大脑，能够控制机器人在各个角落通过家庭的地图，能够导航，甚至可能还可以自动充电。那到底机器人的定义是什么呢？把机器人用在工业环境下，我们称为是工业机器人；用在特殊环境下，像空间、水下、甚至是恶劣的环境下，我们称特种机器人；应用在我们生活，针对消费者，我们称为服务机器人。

机器人作为一个装备进入到工业和我们的生活中，往往取决于两个因素：一个取决于社会发展的需求，一个取决于多交叉学科的进步而推动了它。所以正因为这个原因，让我们看到了已经连续十年，全球工业机器人的增长率，以10%到12%的速度在增长。我们国家已经连续八年，以20%到25%的速度在增加。2017年，全球工业机器人的销售是38.7万台，在中国销售是多少呢？是13.8万台，也就是中国机器人占到了全球的36%。其中，国产的机器人又是中国机器人的三分之一；在服务机器人，中国机器人占了世界的28%，其中在一些细分领域，单品的服务机器人，中国慢慢在世界销售第一。比如说，航拍的无人机，自平衡两轮车，科教，扫地机器人，包括还有搬运；在中国的研究过程中，具有世界影响力的一些特种机器，比如说，像月球探测的“玉兔”机器人，像水下机器人七千米的“蛟龙号”，六千米的AUV（水下自主机器人）等等。所以说在这样的环境下，全世界都越来越需要具有智能化、网络化和服务化的机器人装备。

一部电影让我对科技产生了浓厚的兴趣。

同学们可能要问我，我是什么时候认识和了解机器人的。这里我跟大家分享一下。我记得，我第一次认识了解机器人，是我在十六岁、十七岁的时候，当时我看了一部电影，震撼吸引了我，那电影的名字叫《未来世界》。《未来世界》它描述有一个机器人乐园，对去参观的人，它可以提供机器仆人，机器朋友。两名记者在参观的过程中突然发现，这个乐园的主人在设计复制着当时世界上的巨商和政客，目的是想扰乱社会，控制世界。两名记者英勇斗争，最后揭穿和战胜了这个阴谋。我记得我那个年代，我的梦想是想参军，想当一名解放军战士，但是正是因为这个电影，让我对科技产生了浓厚的兴趣。

随后我考进了西安交通大学当时的热门的计算机专业。但是真正让我进入机器人学术王国进行探索的，那是我博士毕业以后进入到清华大学智能技术与系统实验室，室外移动机器人行动规划与导航控制，那个项目可以认为是现在无人车的一个雏形。在这样的研究中，我们加班加点经常搞到深夜。我记得到了十二点以后，我们的实验室的门儿都锁了，不得不到一层的厕所翻窗回家。那个项目让我突然对智能机器人很多深奥的问题产生了兴趣，同时也让我理解了，智能机器人的研究还要和具体的场景结合起来，才能够不断地推进和发展。

意义非凡的南极科考任务与神奇的多指灵巧手。

我们知道南极，每年大概有一千到两千名的科学家在整个土地上进行探索和研究，它的意义在哪呢？一个就是，我们全球的气候变化可以从南极一个微缩的环境的变化来推测；第二也可以探索整个地质和地球的起源。我们当时就说，能不能做一个无人值守的机器人，它能够在恶劣的环境下进行大气的勘探，气候的采样，甚至还有到不同环境下进行观测。2013年我五十三岁的时候，自己还是勇敢地承担了这样的实验任务，随着国家第二十九次南极科考，坐着“雪龙号”去到那儿。大概穿越死亡西风带那接近十多天的时间，整天的呕吐，边吃边呕吐，呕吐再吃，因为不然会脱水。我记得我们经历了多次的，大概十二级的那种暴风雪。度过了近两个多月没有新鲜蔬菜，单调的这种食物。由于极点的磁力线的干扰，让我长时间的失眠。但是不管怎么样，我们探索了在南极利用风能、太阳能、再生能源给机器人充电，而不要人为地去加油。由于冰盖高高低低不平，我们设计了一个变结构自适应的机构，以及我们还研究了远程的遥操作，也是为未来危险难以到达的恶劣环境下，利用机器人而实现一个无人值守，而奠定了基础。所有这些探索机器人的研究让我感觉到，机器人有广泛的应用前景。

在我从事机器人这二十五年的时间里，我经常跟学生这样引导，我说我希望你们的学习和研究或者是成果，要不然记录在期刊和书籍上，让后人能够参考借鉴；要不然你们研究的技术方法和样机能够刻在未来有价值的产品上，造福人类。在指导学生过程当中，选择了一个人工肌肉的灵巧抓取。大家知道工业机器人广泛应用，但是没有很好的应用的原因就是没有灵巧的手，特别是去抓非规则易碎还有易损失的这样的，我们所说的机械手。传统的怎么做呢？每个指头放上电机，如果这个手只有三个自由度，就是三个电机，如果五个，就是十五个或二十个。这个转动是靠钢丝绳来拉动的，钢丝绳容易疲劳产生误差。如果抓取一个鸡蛋，抓取一个生鲜，我们害怕损伤，还要加力传感器。这样的一个传统的机电手，往往要二十万到三十万。所以我和学生进行探讨的时候，我们能不能用人工肌肉，不用电机？那么我们能不能采用不同的智能材料把它成型，比如根部用硬一点的，头部用软一点的。那么在弯曲的过程中分成段，我们利用设计，每一段利用不同的腔道，通过液体或者是气体驱动而进行弯曲。那怎么制造呢？又用3D打印。在手臂里我们不是还有骨头吗？ 那么能不能在我们的这样的手指里，去灌上一些液体金属，在一定的熔点下，它非常柔软，在一定的熔点下，它又像铁一样的硬，所以这样的话不是变成刚柔耦合吗？

通过我们这样的一次设计，不同的配方，国内买材料买不到到国外，国外买不了我们自己来研制，一次又一次，最后终于实现了这样的多指灵巧手。可以抓海鲜，可以抓面包，可以抓袋奶，甚至可以抓钥匙链。它的抓取重量可以达到一公斤，误差可以在一毫米左右。这项研究获得了全国大学生挑战杯一等奖，最后发表在世界著名的期刊《科学》子刊上，得到了这样的认可，让我非常地满足和非常地自豪。

让我们去迎接和拥抱这个伟大的智能时代。

在机器人前沿技术探索上，一直有两条路线：一条路线，仿生的机理，仿生的感知，仿生的控制，希望突破基础理论，核心技术，建立一个标准模块化的，特别很希望研究一个仿人性的，通用的机器人，从实验室走到社会，走进我们的生活；第二条路线是，我们只关心当下社会需求的痛点，从具体的场景问题出发研究基础理论，单元部件，或者是将各种各样的机器人嵌入到我们的生活的设备和装备中。有的是专用机器人，有嵌入到我们的汽车，嵌入到我们的床椅，嵌入到我们的家电，甚至嵌入到我们的马桶。但是不管采用哪一条技术路线，其中希望同学们都应该注重基础理论、原创性的研究，比如说数学、物理、化学，比如说脑科学、生物，比如说认知的推理和情感的交互，比如说材料、微纳、传感器等等。还应该来看到一些关键技术：5G、传感器、大数据、人工智能软件和控制、智能材料的设计和制造。

我们可以大胆地畅想，未来十年，也就是在2030年前后，由于机器人的成本不断地下降，机器人将进入每一个工厂，甚至会出现只有机器人没有人的无人化车间。我们也能想象在一些特定的区域下，比如说医院、开发区、机场有各种各样的无人驾驶汽车。我们也能够想象大面积地出现医疗机器人，医疗康复机器人，包括人造的组织，和器官的3D打印，甚至还会陪护老人，包括聊天儿。

同学们，机器人的研究发展任重道远。机器人，它作为一个智能制造的基础装备，是制造装备的装备，同时人们还希望它能够派生出未来战略新兴产业，比如说智能交通、助老助残、医疗健康以及科教、娱乐等等。正如我们习主席所说，机器人是制造业皇冠顶端的明珠，它的研发、制造和应用是衡量一个国家科技创新以及制造水平的重要标志。同学们让我们一起努力，不断创新，去迎接和拥抱这个伟大的智能时代。谢谢。