第一届中德智能机器人论坛圆满成功

北京理工大学德国校友会 BIT Alumni Association

Verein der Absolventen und Mitglieder des Beijing Institute of Technology Deutschland e.V.

第一届中德智能机器人论坛圆满成功

2016年6月25-26日, 第一届中德智能机器人论坛在德国南部秀美的旅游休闲胜地Bad Herrenalb巴德赫尔阿伯市隆重举行。本次论坛由中国留德学者计算机学会、北京理工大学德国校友会、太库德国联合主办，共100余人参加。

此次论坛汇聚了在德国和瑞士主要机器人与工业4.0研究机构和公司中的华人技术骨干、精英，他们是中德瑞机器人生态系统的最重要的组成部分。中国驻德使馆教育处张慧教授，北京理工大学前沿交叉科学研究院常务副院长、人事处处长阎艳教授，北京理工大学校友会办公室主任付大军，1997级校友李强，1998级校友龚欣，1999级校友冯刚、丁昊，2002级校友单文、席晓宇、孙国强，2003级校友王耀箴等骨干校友到会。

中国留德学者计算机学会主席李立先生致大会欢迎辞，并宣读了浙江省人民政府外事侨务办公室、江苏省人民政府侨务办公室以及江苏省海外交流协会发来的贺电。他还讲到：中国留德学者计算机学会虽然历史悠久，但却充满活力，在中国驻德使馆教育和侨办的关怀与指导下，一直是中德技术与人才交流的桥梁。衷心感谢中国驻德使馆教育处张慧教授莅临论坛现场指导工作。本届论坛源自德国德诺机器人有限公司薛智兴CEO和北京理工大学德国校友会副会长李强博士的创意，从去年11月份开始启动，在中国留德学者计算机学会黄惠燕、毕艳、北京理工大学德国校友会单文和李强等骨干的积极工作下，首届中德智能机器人论坛隆重召开。

太库德国CEO胡高旭先生致辞，他介绍道:在刚刚结束的德国总理默克尔访华行程中，太库德国把里两个项目成功送入人民大会堂两国总理见证签约，和沈阳国家级中德产业园合作项目签约，这个成功的案例说明了太库在中德合作中扮演越来越重要的角色，太库以中国民营企业的身份，携华夏幸福产业园，和中德计算机协会，北理工校友会，合办中德第一届智能机器人论坛，感到非常的荣幸和兴奋。在如此丰富而强悍的基因组合下，中德智能机器人论坛，必将为中国智能机器人的产业化提供重要帮助，也必将印证“全球技术，太库加速，中国智造”模式的先进性！

中国驻德使馆教育处张慧教授致辞，感谢北理工德国校友会给予的大力支持！对于科学技术发展，张教授提出了三个融合的指导思想。一是交叉学科融合。在中国制造2025的宏伟蓝图下，通过跨学科的集成和创新，实现理论与技术的突破。二是虚实产业融合。既有前沿科学概念，又有企业实用项目。既有软件虚拟技术，又有产品硬件开发，加快高新科技的产业化转型升级。三是内外融合。以开放共赢为基本理念，加强中德学术交流与技术合作，开拓全球市场，共同进步与发展。

北京理工大学前沿交叉科学研究院院长、人事处处长阎艳教授代表北理工致辞，她介绍了中国2025与德国工业4.0的关联，以及北京理工大学高精尖中心的基本情况和人才需求，希望能构建交流的桥梁；她还介绍了北京理工大学成立前沿交叉科学研究院的初衷和发展定位，并发出北理工的邀请，希望更多的人才关注北理工、加盟北理工，邀约留德高层次人才选择北理工作为自己事业发展的平台；最后她预祝论坛圆满成功，并诚挚邀请第二届论坛来北理工举办，依托北理工高精尖中心和前沿交叉科学研究院，邀请海外学者到北理工进行交流访问。

会议议程

报告第一节特邀德国汉堡大学信息学科学系教授，多模态技术研究所所长，德国汉堡科学院院士张建伟教授做了题为《面向未来应用的信息通讯–人工智能与机器人的融合》的学术报告。报告中指出：未来服务机器人融合信息通信人工智能，其当前的研究热点可以被归纳为主要以下三点：1.由结构化环境、确定条件向非结构化环境动态条件下地机器人感知、决策、执行发展；2.强调人与机器人、机器人与机器人之间的互动和协作；3.在环境感知认知基础上，发展机器人对人的行为、意图理解等社交能力。本报告首先总结欧盟、日韩和美国在未来机器人领域的发展计划、内容以及未来目标，介绍国际主要智能机器人产品。然后他建议跨学科地设计创新研究领域，融合机电一体化、人工智能、多模态感知、网络通讯、分布云计算、人机交互、仿生设计和控制等最新技术。我们应该迎接特种应用、工业装配、运载操作、手术康复、助老助残、智能家居、娱乐教育等作为应用的挑战，研究下一代机器人认知的关键共性技术，包括基于传感的精细灵巧操作、机器人高层知识的获取和学习、自然人机交互、多源信息的实时获取与集成、日常复杂环境的快速理解、跨平台运行的开源软件、模块化软硬件的可靠设计等，系统地创造具有中国特色的服务机器人。

接下来，由来自比勒菲尔德大学CITEC（Cluster of Excellence Cognitive Interaction Technology）认知互动技术课题组的Dr. Kai Essig进行了题为《Mobile Assistive Systems in Technical Environments(技术环境中的移动辅助系统)》的特邀报告。报告介绍了最新移动辅助系统的研究及它在提高人机交互能力领域的应用。报告的重点在两个方面。(1)人类动作的认知过程, (2)利用该认知原理如何与技术系统结合开发”日常生活中的自适应移动辅助系统”。该项目由德国联邦教育与研究部资助。旨在集成多项研究技术，如记忆与学习，眼动跟踪，生命信号测量和带现代诊断的增强现实等，进行应用技术开发。通过该系统我们让智能机器系统具备理解人的行为能力，并建议更正当前行为的可能性，视觉显示当前工作环境的上下文及智能机器系统状态。所有的这些信息都会以文本或虚拟人的形式叠加在智能眼镜的投影屏上。最后他介绍了当先项目的研究状态，并提出该技术与机器人的有效结合点。同时，他还展现了目前世界上仅有的两台ADAMAAS增强现实眼镜中的一副，该眼镜可以检测识别人眼视野中出现的物体或状况，给出相应的指示。相对普通的VR眼镜，该眼镜具有针对用户和实际应用场景的自动捕捉和反馈功能。

第二节报告中，特邀嘉宾中国科学院海西研究院人机交互课题组长李俊博士深入介绍了机器人适应性控制及应用。他提出了自适应控制研究的理论问题，介绍了机器人控制系统的特点、控制层级和控制方式。最后，介绍了自适应控制的应用领域和他目前的科研项目。例如，机器人移动平台。移动机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统。自主导航主要解决以下问题:(1)通过移动机器人的传感器系统获取环境信息;(2)用一定的算法对所获信息进行处理并构建环境地图;(3)根据地图实现移动机器人的路径规划及运动控制。

来自德国库卡机器人公司研发总部的顾毅风工程师像大家介绍了下一代德国机器人加工技术--激光自动扫描寻位非示教无需编程的智能机器人坡口钝边高精度切割系统。该系统自动产生自适应的实时机器人加工程序，工艺参数，专家数据库；通过激光扫描识别工件能自动根据零件的公差，变形和弯曲自动捕捉目标，自动变轨迹，动态自适应地加工, 全自动高精度进行等离子/火焰坡口钝边切割。该技术比较成熟，经过了30多个集团长达6年的生产验证。

来自Oracle人工智能和自然语言处理技术高管Jan Van Sas做了关于机器人技术的创新与想象的精彩报告。他列举了有效的创新方法与思路，不如明确核心问题，跨界，保持一颗持续的好奇心等等，让听众大受启发。

最后，李男律师给大家介绍了高科技领域创业，经营与工作中的法律问题，帮助大家普及了司法知识，圆满的结束了论坛的第一天。

2016年6月26日，第三节报告准时开始。TIIT Research Lab Founder陆天祥博士深入浅出的探讨了Cognitive science: the brain of roboter(认知科学：机器人的大脑)。他介绍了认知科学在机器人领域的重要地位，信息逻辑原理，特别是TLA+相关模型检测技术，以及认知科学领域中需要解决的实际问题。他认为，应该努力让机器人像幼儿一样学习，从而实现机器人的智能化。这样，机器人就能自动把未知和已知联系起来，触类旁通，举一反三。

随后，德国China Window国际信息技术合作公司董事长兼CEO高鹏博士分析了中国工业机器人发展和技能人才培养现状，指出了离线仿真模拟软件在工业机器人应用和专业人才培养中的作用，并给出了机器人人才培训的解决方案和应用实例。

之后，瑞士洛桑联邦理工学院学习算法与系统实验室的李淼博士进行了题为<A Learning-Based Approach for Dynamic Grasp Adaptation（动态抓取适应的基于学习的途径）>的报告。报告中提到:相对于我们平常使用的工具，人类的手是一种最强大的工具，这一点毋庸置疑。为了使机器人可以生活在以人为中心的空间，赋予机械手于像人手一样的抓取和操作能力至关重要。由于当前机电及感知技术的局限性和机器人手在操作过程中的不确定性，机器人手的抓取和操作一直是一个非常有挑战性的研究课题。该报告提出了一种新的抓取方法，它结合了基于传统动力学模型的抓取与机遇机器学习抓取的方法优势，规避了这两种方法的缺点。最后使用了多个抓取和手中操作实例以仿真和真实机器人试验的方式演示了该方法的优越性。

来自比勒菲尔德大学CITEC(Cluster of Excellence Cognitive Interaction Technology认知互动技术课题组)的李强博士，不但进行了论坛筹备工作，还为论坛呈现了一份极具专业性的精彩报告：Multimodal feedback-based intelligent interaction control（多模态的基于反馈的智能交互控制）该报告由三部分组成：第一部分简要介绍比勒费尔德大学认知交互技术研究中心神经信息组关于认知交互技术的研究现状。第二部分主要介绍一个通用的集成视觉-触觉-自感反馈控制器，控制器由三层架构组成：第一层是基于机械臂/手自感反馈的笛卡尔空间伺服层。根据已知的运动学模型实现机械臂/手在六自由度空间的控制。第二层是基于安装在机械臂/手末端的触觉阵列图像反馈的应激触觉伺服层，基本思路是根据触觉感知图像期望与实际反馈偏差驱动机械臂/手末端的扭转。当机械臂/手与外界物体接触时会导致机械臂/手与物体的主动可控的相对滑动和滚动。在这层，主要使用机械臂/手的局部接触坐标来描述其运动。第三层是基于单目，双目或深度摄像机的视觉伺服层，在这一层，视觉特征偏差会引导在触觉伺服控制下机械臂/手有目的的移动到合适的抓取点或双臂/手操作改变物体的位姿。最终通过一系列的物理仿真和机器臂探索，抓取和操作实验验证该控制器的有效性。

最后一轮报告，由德国德诺机器人有限公司CEO薛智兴先生开始。他的报告介绍了机器人技术在工业4.0解决方案中的应用，讨论了德诺机器人的三大核心技术：三维扫描、协作性机械臂、智能移动平台。现场展示了机器人与人类握手，无序抓取等研发成果的视频。三维扫描在机器人技术中的应用有以下优势：集成激光与高速摄像头在机械臂上：高速相机（ 160帧每秒）、依靠机械臂移动来获取三维信息、使机械臂出厂即带有三维扫描功能、低价格高集成度、非常适用于移动操作，机械臂不是绑定在一个地点；集成双目视觉与激光扫描：可适用于所有机械臂、固定成像系统，需要与机械臂进行校准、可与机械臂同时使用以提高生产效率、双目视觉比单目精度要高。协作型机械臂具有以下特点：新型机械臂的设计更侧重于未自动化的人工任务：小负载，正常速度，非重复性任务，对智能需求高，集成多个传感器。灵活性是最大的需求，最大化的利用机器臂的能力，应用在不同的工序中。最重要的一点：与人协同工作！

ABB集团德国研究中心高级研究员、1999级校友丁昊博士为大家分析了工业机器人的安全问题。工业机器人的应用已经走过了50个年头。应用领域已经覆盖了从汽车生产线的焊接到在打包工业中的抓放操作。然而这依然无法兑现当年提出的在生产线上成功部署百万机器人的梦想，究其原因主要很多方面，该报告集中讨论了机器人从传统的单独工作到现代的协同工作的转型升级过程以及国际标准规范。

在实际的工业应用中，解决安全操作的最有效途径是制定合理的标准。我首先总结了当前主流的工业机器人开发和安全标准，介绍了这些标准是如何一步步地演变到当前的状态的，又该如何扩展到工业生产线上人机交互操作的标准制定。介绍了四种主流的四种协同操作标准和开放的研究问题。

亚琛工业大学的夏敏达进行了题为《人型机器人阻抗调节系统的设计》的报告。阻抗调节器体现了以下优点：1. 接触地面时，机器人所受的冲击载荷减小，关节处伺服电机得以保护。2. 通过对机械能的有效利用使得机器人能耗减少。3. 使机器人可以获得更加平滑的运动轨迹。4. 工程上容易实现而且相较与聚焦在腿部设置的方案可以降低编程复杂度。为了更好的让机器人适应不同情况的路面，可以通过神经

网络学习得到地面的阻抗参数（比如沙滩和水泥地）从而更好地设计阻抗控制器来使机器人有效完成行走任务。

最后，德国联邦材料研究与测试所、1998级校友龚欣与大家分享了用于分布式智能传感的植入型光纤Bragg光栅 (FBG)传感器及其在航空航天领域以及特殊特种环境下传感应用实例。光纤Bragg光栅（FBG）传感器作为智能分布式传感系统具有诸多优于常规电子应变片的特点，比如轻小易部署，抗电磁和辐射干扰，非金属无源器件无电流，串行传感可复用。FBG可测量温度，应变，应力，震动，速度，加速度等。经过30年的发展FBG广泛用于长距离大面积结构健康检测，是航空，航天，核电等特种领域的唯一可靠监测方案。本报告在回顾FBG的历史和现状及其在智能传感上的应用现状之后，着重介绍植入式FBG作为温度和应变传感器的研究前沿及其对航空航天碳纤维加强材料的监测的应用，以及新近商业化的飞秒激光逐点写入法（FsFBG）对FBG传感的革命性推进，并列举了FsFBG突破性应用于高温高压强辐射高功率环境下的稳定传感监测，最后展望了FBG传感技术的未来发展趋势。