探索民用市場

在打造“大國重器”的同時,航天科技還積極將眾多航天領(lǐng)域的科技成功應(yīng)用于民用市場,探索出一條航天技術(shù)在民用領(lǐng)域應(yīng)用和發(fā)展的新路。

在近期結(jié)束的2017世界機器人大會上,一支首次參會的本土機器人軍團脫穎而出。這支機器人軍團來自航天科技下屬的中國運載火箭技術(shù)研究院。在模擬工廠車間里,環(huán)衛(wèi)垃圾分揀機器人熟練地從各類垃圾中識別、分揀出垃圾瓶,有些瓶子被其他垃圾遮蓋,分揀機器人也可以又快又準地把它“揪”出來。目前,這臺國內(nèi)首個面向環(huán)衛(wèi)垃圾分揀領(lǐng)域的機器人,分揀率已經(jīng)達到93%,與傳統(tǒng)人工分揀垃圾相比,機器人兩條機械臂的工作效率提高了八倍多。該系統(tǒng)可逐步代替環(huán)衛(wèi)垃圾處理廠前端的人工分揀工作,避免人工在惡劣環(huán)境下工作。隨著技術(shù)進一步成熟,后續(xù)還可應(yīng)用于藥品分揀、農(nóng)副產(chǎn)品分揀、物流包裹分揀等領(lǐng)域。

垃圾分揀功能貌似簡單,但分揀機械臂的技術(shù)含量不可小覷,它是由空間機械臂原理樣機產(chǎn)品轉(zhuǎn)化而來?？臻g機械臂由2016年首飛成功的中國新一代運載火箭長征七號搭載飛向太空,成功實現(xiàn)了太空垃圾主動清除演示驗證飛行試驗,為我國未來空間碎片清理等軌道服務(wù)奠定了工程應(yīng)用基礎(chǔ),對于中國空間運輸與應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展具有里程碑的意義。

航天科技介紹,這款環(huán)衛(wèi)垃圾分揀機器人凝聚了大量航天技術(shù),這套系統(tǒng)由機器視覺識別系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)、機械臂分揀單位構(gòu)成,采用基于深度學(xué)習(xí)算法的智能識別、機械臂在線規(guī)劃與控制、多臂協(xié)調(diào)控制等先進技術(shù),分揀系統(tǒng)具有識別率高、工作效率高的特點。此外,機器人使用的機械臂利用航天技術(shù),解決了現(xiàn)有機械臂重量大、負載能力低、靈活性差的問題,采用了7自由度仿人型輕巧“手臂”的構(gòu)型,其控制系統(tǒng)基于以太網(wǎng)EtherCAT的“小腦”,可完成高效、高精度的安全運動控制,具有ROS的“大腦”能完成視覺、力覺信息的綜合處理能力。仿人型智能機器手臂根據(jù)用戶要求可提供單臂、雙臂兩種類型,其雙臂的協(xié)調(diào)就如同人的兩只手臂,單個手臂能提2.5公斤的物品,可廣泛應(yīng)用于教育科研、家庭、醫(yī)療等領(lǐng)域。

除了分揀機器人,航天科技的“慧眼機器人”同樣引人注目。從劃痕裂紋到紋理圖案不符,從字符識別到筆畫級的精細瑕疵,肉眼都很難識別,但在“慧眼機器人”面前都會無所遁形。識別時間只要3秒,精細度達到0.02毫米,與傳統(tǒng)人工每天檢查1000個-2000個瑕疵相比,“慧眼機器人”每天檢測4000個-5000個,準確率高于95%。該產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于珠寶、手表、橡膠/陶瓷密封件、煙草、接插件及武器裝備精密器件等外觀瑕疵檢測。

在這個追求完美的“慧眼機器人”背后,體現(xiàn)的是航天優(yōu)勢技術(shù)與先進人工智能的融合。所謂“慧眼”,是指利用機器視覺技術(shù),在工業(yè)現(xiàn)場代替人工進行一系列產(chǎn)品檢測工作,這也是航天機器視覺技術(shù)首次引入民用市場。通過環(huán)形高清相機陣列與電控單元的有序交互,實現(xiàn)產(chǎn)品360度高分辨率大景深拍照檢測,無需專用的定位工具,只要將產(chǎn)品擺放于視場內(nèi),就可以全景分析。

除了分揀機器人、慧眼機器人,航天科技機器人軍團中,還有一款由空間機械臂轉(zhuǎn)化而來的仿人機械臂。

這款仿人機械臂可以根據(jù)用戶需求,提供單臂、雙臂兩種產(chǎn)品的組合方案。智能、靈活的“大腦”,24V的安全供電,使得這一產(chǎn)品能夠滿足商務(wù)及生活服務(wù)機器人與人類密切接觸的需求。而小巧的本體、靈活的操作、人機協(xié)同的作業(yè)能力,又使得它能夠迅速部署到勞動密集型的生產(chǎn)線上。仿人機械臂主要能解決現(xiàn)有工業(yè)機械臂重量大、負荷能力低、靈活性差、集成度低、安全性差等問題,可以廣泛應(yīng)用于家庭、醫(yī)院等需要人機協(xié)作的場合及相關(guān)服務(wù)機器人領(lǐng)域。

航天科技介紹,分揀機器人、慧眼機器人、仿人機械臂……這些航天領(lǐng)域的先進技術(shù)與人工智能深度融合的背后,都體現(xiàn)了我國“軍民融合”在不斷深入推進。航天科技肩負著富國強軍的使命,而軍民融合則是體現(xiàn)這一責任和使命的重要途徑,以航天技術(shù)服務(wù)于民也是航天科技發(fā)展的必由之路。

除了最新的各類機器人,航天科技的其他產(chǎn)品也在民用領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。例如,航天科技下屬六院11所研制的高端閥門連續(xù)在中石化、中海油和地方煉油市場輸油管線項目中標,以更優(yōu)的質(zhì)量、更低的價格、更短的制造周期和更快捷的售后服務(wù),擊敗全球最大的美國旋塞閥生產(chǎn)廠商,打破了其在中國輸油管線市場的壟斷局面,成為中國高端閥門市場的一匹“黑馬”。

發(fā)力商業(yè)航天

在積極探索航天技術(shù)民用化的同時,航天科技還積極參與商業(yè)航天產(chǎn)業(yè),加速推進我國航天產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展水平。

經(jīng)過多年發(fā)展,商業(yè)航天已成為世界航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要動力。據(jù)統(tǒng)計,截至2014年,世界航天產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值為3300億美元,其中商業(yè)航天占總產(chǎn)值的76%。在巨大的市場機會前面,近年來,歐美等國不斷通過立法和政策扶持,加大對商業(yè)航天發(fā)展的支持。美國先后在通信、發(fā)射、遙感等領(lǐng)域頒布法案,向私營企業(yè)開放航天市場,并通過國家空間政策鼓勵商業(yè)航天服務(wù)采購,促進航天軍民融合。歐美等國紛紛成立航天商業(yè)化辦公室,促進運載火箭等領(lǐng)域的技術(shù)轉(zhuǎn)移,支持Ariane、SpaceX等公司參與國際市場競爭。

在政府的扶持之下,歐美崛起了以SpaceX為代表的一批新興商業(yè)航天企業(yè),這些航天的“新生力量”帶來了全新的思維方式、發(fā)展理念和商業(yè)模式,他們創(chuàng)新技術(shù),降低成本,顛覆了航天發(fā)射、衛(wèi)星應(yīng)用等領(lǐng)域的傳統(tǒng)發(fā)展模式。

在我國,商業(yè)航天的發(fā)展也迎來了重大利好,政府不斷出臺政策助力商業(yè)航天的發(fā)展。2007年,國防科工委、國家發(fā)改委出臺《關(guān)于促進衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干意見》,加速衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2014年,國務(wù)院發(fā)布60號文件,鼓勵民間資本研制、發(fā)射和運營商業(yè)遙感衛(wèi)星,提供市場化、專業(yè)化服務(wù)。2015年,國務(wù)院發(fā)布《國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長期發(fā)展規(guī)劃(2015-2025)》,支持民間資本開展增值產(chǎn)品開發(fā)、運營服務(wù)和產(chǎn)業(yè)化推廣。

更為重要的是,國內(nèi)商業(yè)航天需求也在不斷增加。2014年,國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于促進地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》,明確把地理信息產(chǎn)業(yè)列入國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中。2014年,與商業(yè)航天息息相關(guān)的地理信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值超過3000億元,年增長率超過20%,2020年將達到8000億元。

同時,“一帶一路”倡議的提出,也為我國商業(yè)航天發(fā)展拓展了更為廣闊的前景。在這樣的大背景下,航天科技也加快了在商業(yè)航天領(lǐng)域的腳步。航天科技介紹,公司未來將借力“一帶一路”和雙邊多邊合作機制,面向全球提供整星出口、發(fā)射服務(wù)、電信港建設(shè)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓與培訓(xùn)、商遙數(shù)據(jù)出口、地面站建設(shè)、導(dǎo)航全球應(yīng)用服務(wù)等商業(yè)航天一攬子解決方案。

事實上,自上世紀90年代中國航天開始進行商業(yè)探索至今,航天科技研制的衛(wèi)星已經(jīng)成功打入國際市場,同多個國家累計簽訂了十余顆整星出口國際訂單,其中尼日利亞通信衛(wèi)星、委內(nèi)瑞拉遙感衛(wèi)星等六個整星出口項目已經(jīng)成功發(fā)射,為其他國家研制的通信衛(wèi)星等五顆衛(wèi)星也將從今年開始陸續(xù)發(fā)射。

2015年9月,航天科技還專門成立了商業(yè)遙感衛(wèi)星公司,正式建設(shè)“16+4+4+X”0.5米級的高分辨率商業(yè)遙感衛(wèi)星系統(tǒng),為全球用戶提供具備高空間分辨率、高時間分辨率、高光譜觀測能力的全天候?qū)Φ赜^測遙感數(shù)據(jù)服務(wù)和應(yīng)用系統(tǒng)解決方案服務(wù),以及針對國土資源調(diào)查、測繪、國防安全、環(huán)境監(jiān)測、金融保險以及互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的增值服務(wù)。

航天科技還透露,未來將通過創(chuàng)新商業(yè)航天服務(wù)模式,推出“太空車”計劃、“太空星網(wǎng)”和“亞軌道飛行體驗”等服務(wù)。航天科技表示,商業(yè)航天潛力無限,需要各行各業(yè)的有志之士一道開疆拓土,才能做大航天產(chǎn)業(yè)“蛋糕”。為此,航天科技在技術(shù)、產(chǎn)品、資本、基礎(chǔ)設(shè)施以及市場等方面尋求全球開放合作,與各界一起分享中國航天幾十年積淀的紅利,并為中國航天事業(yè)的未來作出更大的貢獻。(記者 侯云龍)