我的工作与科研之路

年少的时候，很多老师会问学生这样一个问题，“你长大后的理想是什么？”，那个时候的我随便想了个答案——“研究机器人”。随后在很长一段时间里，我并不知道机器人是一个什么样的东西，直到2009年的那个冬天，在不经意间，一个偶然出国深造的机会，让我与机器人结下了不解之缘。

　　博士阶段学习的记忆是持久而深刻的，在国外从事的仿生软体机器人方面的研究和参与的一些学术活动，大大丰富了我的经历，开阔了视野。在2013年6月，我踏进了中科院宁波材料所精密驱动与先进机器人团队的办公室，一种莫名的感觉涌上心头，这就是我将要奋斗和努力的地方！“料要成材，材要成器，器要好用”是材料所人追求的目标，而我面临的则是从学习到工作，从理论到实践的转变，这对我来说是一种跨越，也是一个全新未知的课题。

　　然而，当时我所在的团队也成立不久，我们的研究如何结合材料所的特色，从何开始，要达到什么样的目的，这些是我们首先要回答的问题。团队领导凭借丰富的经验和敏锐的洞察力，给了我们确定的答案：很显然，我们团队还处于起步阶段，如果研究高端的工业机器人，靠着这么几个人，很难以和国际大公司竞争，并且资金和人力远远不够。我们的研究需要从基础做起，一是要瞄准现有机器人的缺点，以提高现有机器人的易用性及使用效果为目的；二是要瞄准下一步机器人的发展方向，开发新一代的先进机器人技术。这为我们指明了方向，而作为团队的一员，我认识到，运动控制则是机器人系统的核心，必须踏踏实实，从零开始，一步一个脚印地开展研究。

　　在开展运动控制方面的研究时，人们通常会想到，如果能够采用工业计算机替代嵌入式芯片对机器人的驱动关节进行控制，那么就可以在机器人上实现更为复杂的控制、更美观的用户界面和更强大的通讯处理能力等。而实际上这个想法很难实现，因为现有的工控机的操作系统不是针对特定的机器人而开发的，并不具有实时性，无法保证控制机器人时的准确性。不得不承认Linux操作系统的发明人是伟大的，它已经侵占世界上绝大多数服务器、手机、平板电脑，甚至是连工控领域普遍用到的单片机。通过研究发现，我们可以通过修改Linux的内核来提高系统的实时性，然而机器人系统却不仅仅是提高操作系统的实时性这么简单，后续的工作需要针对不同机器人运动学和动力学建模分析并研发基于各种协议的通用转换软硬件模块，研究Linux系统下的机器人轨迹规划和相应的控制算法以及开发新型友好的用户界面，这些过程是复杂而繁琐的，需要大量的时间和精力来完成，需要我们用恒心和耐心去坚持。

　　实践才是检验真理的唯一标准，在完成基于Linux系统的运动控制器及运动控制系统的研发后，我们将其应用到了为企业研发的“三次元送料机械手”上，并获得了企业的好评。总是忘不了那些去企业现场修改控制参数、无数次修改零件尺寸的不眠之夜，收获的不仅仅是技术上的进步，更是兢兢业业、坚持到底的精神。以运动控制系统和相关技术为核心，我在团队又陆续参加了“全向移动机器人”、“新型并联机器人”以及“移动操作机器人”等课题的研究，还记得2017年的春天，我们参与的一个项目需要结题验收，然而在验收前的一天晚上，本来正常运行的两台全向移动机器人，其中一台突然出现了问题，在运行过程中总是偏差过大，当时我们并未找到真正的原因，急得焦头烂额，更意想不到的是，由于搬运过程中的不小心，导致了整个控制系统都损坏了，屋漏偏逢连夜雨，情况非常不利，但非常庆幸也非常感谢当时我们项目组所有成员的齐心协力，大家不计代价，不辞辛苦，连夜往返杭州湾至材料所多次，重新装配好了系统，排除了故障，顺利完成了项目验收，这个过程中，我真实体会到了团结协作的力量。

　　转眼间在材料所工作已有6年，6年的时间里，曾为了解算机器人的运动学而彻夜冥想，也曾为了编写机器人的一条轨迹程序而反复思考，有过为了参加各种智博会、展览会的奔波，也有过获得认可和奖励的喜悦，然而这些已经成为不值得一提的往事。虽然有时候与家人聚少离多，但是总会被领导们凌晨的忙碌而感动，也会因为想起同事们半夜修改项目申请书的辛苦而坚持。再回首时，不敢说这几年来工作和科研之路有多么匆匆，但是过去已成为记忆，未来还将继续。时光不能倒流，脚步不能停止，伴随着材料所的成长，伴随着团队的成长，我个人也在团队中找到了正确的位置，找到了归属感。感谢材料所的每一个人，让我有机会在这样一个环境中成长。

　　（先进制造所 郑天江）