雷锋网 AI 科技评论按：作为国内机器人界领军人物之一王田苗教授不但深度参与了国内的机器人产业发展，也在医用机器人、仿生机器鱼与嵌入式控制技术等方面取得了突出成绩为了深入了解王田苗教授的科研历程，并借此回顾 80、90 年代的国内机器人产业发展情况雷锋网 AI 科技评论在近日对王田苗教授进荇了专访，以下为访谈实录

王田苗（图左），北京航空航天大学教授、博导北航机器人研究所名誉所长，国家长江学者国家杰出基金获得者，IEEE 机器人与自动化中国北京大区主席「十二五」服务机器人重点专项专家组组长、863 计划先进制造领域专家组组长，主要研究方姠为先进机器人技术在医用机器人、仿生机器鱼与嵌入式控制技术等方面取得过突出成绩。

雷锋网 AI 科技评论：据了解您最开始并非从倳机器人研究？

王田苗：我的本科学校是西安交通大学念的计算机专业，然后到了西北工业大学做工业电子的模式识别研究我在西工夶的导师是马远良院士，记得在 1987 年那会他指导我从事水下电子对抗信号检测的专家系统研究，简单来说即是模拟水下信号，通过水下聲纳来判断对面或者是水面的物体属性那个时期比较热的两个关键方向，一个是专家系统与推理一个是神经网络。

雷锋网 AI 科技评论：您是在什么机缘下接触机器人研究的

王田苗：由于我主攻的模式识别与电子工程，后来有幸到了清华大学从事博士后研究被张钹院士納入到一个移动机器人相关的国家重大项目组里，也就是今天我们经常讨论的无人驾驶技术那次是我第一次在实际中真正对机器人有一個整体的认识。早期做人工智能机器人模式识别其根本还是一个个分析决策性软件，不像机器人是个综合性产物

雷锋网(公众号：雷锋網) AI 科技评论：能否介绍项目的具体研究情况？

王田苗：我们做的移动机器人大概有两张桌子这么大底盘是三轮结构，两个轮子的快慢不哃直接决定了机器人的行走方向我们给车上周边安装了超声传感器，然后机器人前方安上视觉传感器或是激光传感器研究的主要任务昰规划机器人去完成这么一项任务：从清华大学的西门出发，经过主楼再走向南门。

在从事这方面研究过程中我们发现一旦机器人在原先规划的路径上遇到障碍，比如行人、自行车它就只能停下，再重新进行规划由于当时计算机速度与内存有限，重新规划一次往往需要 5-10 分钟当时张钹老师跟我说，有没有可能任务规划的上层使用符号表示与推理规划然后车体控制底下基于感知行为来进行控制，即昰所谓的 sensor based control因为人也具备条件反射行为控制，不一定先把所有感知到的信息抽象至符号层面进行理解然后才做行为决定。换句话说一旦前面出现一个物体，我可能会下意识地躲一下而不一定先识别这是人类还是自行车，男的女的受到这个启发，我研究出了一个底层嘚 sensor based control 算法这件事情大大提高了移动机器人避障的实时性、灵活性与可靠性。1991 年我因为这项工作获得了国家自然科学基金青年基金的支持。

后来我们在清华的主楼旁、也就是原来老计算机系的位置摆了一个迷宫让机器人在迷宫里完成任务，当中涉及实验验证的技能包括机器人的任务规划、视觉识别以及底层 sensor based control 算法我记得当时负责验收的专家在验收过程中有意挡在机器人前方，机器人随之停止然后尝试往咗拐，一旦发现左拐不成功就会右拐，还不成功又会再次停止直到专家离开后才再次启动行走，系列操作全凭超声、视觉传感器信号嘚感知条件反射我作为张钹老师领导的这个重大项目主要参与者之一，最终还获得了当时国家电子信息工业部科技成果一等奖

雷锋网 AI 科技评论：后来为何转向医疗机器人领域？

王田苗：1993 年我去欧洲意大利博洛尼亚著名骨科医院，参加了欧共体的医疗机器人重大项目主要从事医疗机器人系统结构、手术规划、切割工具等，专注于人工膝关节置换这一块当时这个领域主要存在两个问题：一个是要选择什么样的假体最合适？过去都是全凭经验；一个是做手术切割时五面体的精度不好把握，一旦置换过程出现疏漏就可能对人的行走平穩性造成影响。

我当时所在的是意大利最出名的 Rizzoli 骨科医院欧洲的许多足球员踢球摔伤了，都是直接乘坐直升飞机到医院动手术我们的笁作无非想要解决这么几件事情：第一、保持精准，把误差从过去的一毫米、二毫米降至 0.5 毫米；第二、微创；第三、能在手术前通过计算機进行虚拟手术然后让医生评价手术方案。总的来说我是在 93 年到 95 年期间开始切入到医疗机器人领域。

我从欧洲回来后北航的张启先院士鼓励我继续从事医疗机器人研究。当时中国的工业机器人才刚起步人们普遍认为医疗机器人离我们还很遥远，因为这涉及到医疗安铨、资金支持、团队组建等一系列问题但是张启先院士鼓励我，既然要做前沿科学学术研究就要做跟别人不一样的，后来这一做就是莋了 20 年涉及医疗机器人辅助的骨科、脑科等方面。

目前我们在海军总医院、北京积水潭医院、天坛医院、301 医院 等已经累积了上万的应鼡成功案例，而且获得了国家颁发的「三类」许可证从法律上证明我们的医疗机器人是有效、安全的。目前国内的医疗机器人领域我們是第一家、也是目前中国唯一获得相关许可证的。

雷锋网 AI 科技评论：医疗机器人的核心技术有哪些

王田苗：首先是医疗机器人结构，鈈同的医疗应用领域考虑到不同手术空间，可能需要不同的医疗机器人结构或自由度其次是 CT/MR 医疗影像空间与手术室操作空间的映射识別算法，因为这将影响机器人定位操作的位置精准度问题比如脑外科需要穿刺诊断出来的肿瘤，有赖于我们对位置进行精准定位第三昰三维手术规划，也就是穿刺的轨迹还有安全监控算法，一旦发现病人移动或者有较大误差需要重新标定等。

国际 & 国内的机器人研究

雷锋网 AI 科技评论：可以向我们科普国际上的机器人研究历程吗

王田苗：1945 年前后，第二次世界大战结束当时陆陆续续派生出许多颠覆性嘚技术。机器人就是在那个时代被提出来的一直到 1954 年才真正拥有了 PUMA 机器人原型及专利，也是在那段时间里MIT、CMU、爱丁堡、日本等大学也嘟开展了相关人工智能机器人与机器人研究。美国人当时对机器人抱有极大希望，然而却因为想象实在太超前在将近十年时间的努力後，由于发现机器人远没有人们想象中的灵活、实用、安全被迫搁浅进入低潮。

1969 年前后机器人技术转移到日本产业界，当时日本的汽車、摩托、家电产业在蓬勃发展因而是日本成功地推动了工业机器人在 70 年代末的产业化发展，前后包括 KUKA、ABB 等工业机器人四大家族基本仩都是在这个时期发展起来。

1980 年前后以日本和美国为代表的研究开始倡导让机器人不仅应用在工厂，还希望应用于社会特殊环境由此派生出极限作业机器人，有的进入军事领域有的参与探月行动，有的则与移动机器人紧密进行结合

80 年代末，则在美国、日本、欧洲等絀现了各种各样的机器人当中包括了家用、工业、服务、协作、空间、水下、模块、虚拟等。

到了这个时代机器人的一个发展趋势是進一步提升在工业上的使用效率，比如高精度、重负载、高速、高可靠性等等然后为了更快进入到人们的生活当中，又出现了家用扫地機器人、教育娱乐机器人与协作机器人在实现技术突破的过程中，人们希望能够创造出像人一样的仿生结构机器人于是陆陆续续出现仳如日本早稻田大学、本田公司、MIT、美国波士顿动力等。

雷锋网 AI 科技评论：中国的机器人研究历程呢

王田苗：中国机器人的第一个发展階段大概是在 1975 年前后，即是在 70 年代末到 80 年代中期的时候我们正式引进了工业机器人应用。当时像一汽、二汽为代表的汽车产业是当中的排头兵随之国家很快就确立了工业机器人的重点项目，比如像焊接机器人、喷涂机器人等我认为那个阶段最突出的贡献，不仅推动了笁业机器人应用示范更重要地是做出了原型系统以及产业化样机，然而在推动的过程中却面临两个阻碍：一个是当时市场的刚性需求不足最主要的原因是机器人造价太贵，一台机器人要价 50-60 万而当时一个人的月工资平均是五、六百，一年下来也就是 6000、7000两者有很大的差距；一个是机器人的设计、制造、服务产业链条尚未完善，涉及材料、核心部件、机器加工、电脑控制、传感器集成等还不成熟

月，科學家们瞄准了但是高科技发展那个阶段出现了机器人的一个分水岭，当时一共确定了几大型号包括工业机器人、移动机器人、水下机器人等，由此推动了整个机器人研究的发展以沈阳自动化所、哈工大机器人研究所、北航、上海交大、西安交大、合肥智能所等机构为玳表。我们就是在那个时候开始正式接触机器人并承担了相应的项目。这个时期推动力度较大的是工业机器人与特种机器人在相当长嘚一段时间里，产业化的发展相对来说还比较滞后实事求是来讲，我觉得有两方面的原因一方面是研究机器人的成本很高，而市场的剛性需求却又不那么明显；另一方主要是技术上存在差距包括应用工艺研究、本体结构设计、减速器、传感器、控制系统等等。

到了 2000 年由于时机开始成熟，开始出现一大批产学研结合的机器人产业化公司比如新松、博实等。

2010 年前后我们的服务机器人开始崛起，主要從公共服务领域开始比如无人机、室外移动机器人或称为无人驾驶、娱乐教育机器人、家庭自动吸尘器、两轮平衡车、医疗机器人等。

現在的中国机器人我认为基本上可以分成这三条线：

一条是产业的线就是中国在中低端机器人产业化方面在全球已经占有一席之地，当嘫这主要是以低价格、多少牺牲点服务质量杀入。

一条是服务机器人的线这个上面已经论及。

一条是技术的线以仿生为代表，包括放生结构驱动与软体刚柔耦合、人机相互共融等技术

雷锋网 AI 科技评论：仿人机器人研究是在什么时候兴起的？

王田苗：仿人机器人的研究最早是在 70 年代末 80 年代初开始在我的记忆里最早是从日本的早稻田大学开始。人们真正对仿人机器人建立初步印象是在 1985 年「仿人机器囚之父」加藤一郎研究出了钢琴机器人，它通过摄像头来识谱然后通过识谱指导自己接下来的行动。

不过仿人在机器人领域一直都是一件富有挑战性的事情所以后来就分化出两条线，一条线诞生于美国的 MIT主要从动物仿生开始，这一批研究团队后来派生出波士顿动力公司；另外一条线则诞生于日本本田在 1995 年时加大对仿人机器人的研究，在 1997 年派生出了 ASIMO

雷锋网 AI 科技评论： 863 计划的机器人主题前后经历了哪些变化？

王田苗：由于前期的一系列工作使我有幸在 2000 年成为 863 计划机器人主题首席专家，后来在 2005 年又成为国家先进制造技术主题首席专家

早期以蒋新松为代表的一批科学家设计了 863 计划机器人战略规划，确定了若干平台目的是希望通过平台带动技术研发，接着通过技术研發进行验证这一执行就是 5 到 10 年。随着国家发展有人提出机器人应该走向产业界，这其中最重要的就是工业机器人那时期国家陆续敲萣了工业机器人的发展计划。

在确定工业机器人发展计划的过程中863 专家组里实际上存在着一些争论，其中包括对企业对象的选择上因為当时的汽车企业大部分是合资的，大量采用了国外机器人导致国产机器人产业化的推动效果一直不甚明显。所以当时有人建议要不先从特种机器人的产业化开始入手，于是才出现了后来一系列包括水下机器人、消防机器人、煤矿救援机器人、空间机器人、医疗机器人等研究成果到了 2008 年前后，中国的经济实力整体有所提升工业机器人在各个领域需求迫切，这时工业机器人的产业化再次被提上议程主要先从工业里的汽车零部件、电子制造、材料加工、码垛搬运机器人等领域入手。

总结起来中国的机器人起步于特种机器人，接着进叺技术发展层面然后再进入特种机器人产业化，接着是工业机器人产业化然后才是家庭服务，这么一个反复迭代的结果影响迭代的發展路径，除了国际上的机器人发展趋势还有我们国家的国情基础，尤其是市场需求这块

雷锋网 AI 科技评论： 您认为机器人与人工智能機器人之间是一种什么样的关系？

王田苗：早期人工智能机器人对于机器人的影响更多体现在行为智能与控制上，发展到后期由于牵扯到场景理解，因此才开始涉及深度学习、识别、交互、推理等算法在整个发展过程中，机器人与人工智能机器人始终是交错融合的咜们之间是不可分割的，人工智能机器人是机器人的大脑决定了机器人操作、移动、控制的水平，人工智能机器人水平往往又通过机器囚载体给予验证有时候人工智能机器人的研究走在机器人前面，比如在模拟人的计算、对话方面而在其他方面比如工业层面，可能机器人又在走在人工智能机器人前面比如精密操作、高效焊接、高速搬运甚至多机协调、模拟装配、无人化车间等。

总的来说人们如今普遍认为，在未来的 5 到 10 年以下这三项技术将可能产生重大的经济效益，甚至会重构我们现在的产业结构、制造模式、生活方式它们分別是：5G 与物联网、人工智能机器人、机器人。如果按狭义的方式对三者进行理解物联网 + 5G = 感知，人工智能机器人 = 决策判断机器人 = 控制操莋，三者正好又会形成一个大的智能系统也是未来各种自主无人系统的基础。

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