高少龍和神奇的“手”

郭梁

高少龍。軟體機(jī)器人科技有限公司CEO

9月24日，工業(yè)和信息化部、財政部共同印發(fā)《關(guān)于舉辦2020年“創(chuàng)客中國”中小企業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的通知》，緊接著，各省、自治區(qū)、直轄市及計劃單列市、新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)中小企業(yè)主管部門和有關(guān)單位積極響應(yīng)、精心組織，2020年共舉辦區(qū)域賽35場、專題賽17場。

而在全國200強(qiáng)選拔賽中，軟體機(jī)器人科技有限公司（SRT）在北京區(qū)域賽中獲得企業(yè)組特等獎，并成為北京市唯一入圍全國24強(qiáng)的項目。這家科技企業(yè)靠什么脫穎而出？靠的是他們一直潛心研發(fā)的那雙不可思議的“手”。

這雙“手”到底有什么特別之處？這雙“手”未來能給我們帶來什么？在創(chuàng)業(yè)過程中，又要突破哪些桎梏？記者采訪了它的創(chuàng)始人之一、軟體機(jī)器人科技有限公司CEO高少龍。

神奇的“手”

在高少龍的北京辦公室內(nèi)，一個現(xiàn)代化的茶臺很吸引人眼球，為什么說是現(xiàn)代化？因為在茶臺上沏茶倒水的是一個機(jī)器茶藝師。面對大大小小不同的茶具，沏茶倒水，軟體機(jī)器人茶藝師做得游刃有余。

“茶道貼近人的生活，這個技術(shù)或者說這套方案在整個工業(yè)界有非常重大的意義，因為工業(yè)產(chǎn)品絕大多數(shù)都是標(biāo)準(zhǔn)的、一致的，很少有工業(yè)產(chǎn)品來實現(xiàn)這么大異形變量的工作。”高少龍介紹說。

眼前的軟體機(jī)器人茶藝師已經(jīng)有些神奇了，但比起高少龍給記者播放的今年5月的一次測試，茶藝師的表現(xiàn)就有些普通了。

軟體機(jī)器人科技有限公司位于江蘇省張家港經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的實驗室里，工作臺上的機(jī)器人看上去并不特別，不過機(jī)器人的機(jī)械臂末端，卻有一雙神奇的藍(lán)色機(jī)器手。這次測試是要完成一個高難度試驗：軟體機(jī)器人要從一盤生雞蛋里隨意選出一只，打碎雞蛋后，把蛋黃完整地?fù)瞥鰜怼?/p>

在軟體機(jī)器人測試之前，工程師們用工具或自己的手做過試驗，要把蛋黃完整地?fù)瞥鰜恚梢宰龅剑枰馁M近2分鐘的時間。為什么難？因為在蛋黃外面，有一層極薄的蛋黃膜，它的厚度僅為16微米，是我們平時辦公使用A4紙平均厚度的大約六分之一。

軟體機(jī)器人能做到嗎？答案是肯定的。啟動程序后，這雙藍(lán)色的“手”舉重若輕，從蛋白液中，穩(wěn)穩(wěn)地將蛋黃撈出，蛋黃膜始終保持完整……

如試驗所展示的那樣，這雙神奇的“手”柔軟異常且動作精細(xì)，如同我們真實的手。高少龍介紹說：“全世界存在的機(jī)器人，都是在仿生，它叫仿生關(guān)節(jié)動物，但軟體機(jī)器人它是另外一個大類，這個類別的級別非常高，它在仿生軟體動物，比如說海星、章魚這樣的動物，整個的運動控制和結(jié)構(gòu)設(shè)計的邏輯，是跟仿生關(guān)節(jié)動物完全不同的。”

回到眼前的茶藝師，高少龍解釋說，通過這些其實很直觀地展示了軟體機(jī)器人的特點：軟體機(jī)器人和傳統(tǒng)的剛體機(jī)器人，在抓取物品的方式上有著決定性的改變，不再是尋找平衡點以后的“夾”，而變成了更類似于人手抓取物品的“握”，無論是抓取的穩(wěn)定性還是動作的精密度，軟體機(jī)器人都具有不可比擬的優(yōu)勢。這也是他為什么研發(fā)軟體機(jī)器人的原因。

2016年，在實驗室里研發(fā)出軟體機(jī)器人原型機(jī)之后，高少龍和幾位志同道合的伙伴創(chuàng)辦了國內(nèi)第一家專門從事軟體機(jī)器人開發(fā)與應(yīng)用的公司。

高少龍（左二）和研發(fā)團(tuán)隊探討技術(shù)修改方案。

解決難題

創(chuàng)業(yè)伊始，高少龍和他的團(tuán)隊就遇到了一個大難題—該為應(yīng)用級的機(jī)器人選擇一雙什么材料的“手”？

傳統(tǒng)的硅膠并不能滿足高少龍團(tuán)隊研發(fā)的軟體機(jī)器人，于是研發(fā)團(tuán)隊開始通過各種試驗，結(jié)合自身需求，來找到合適的配方。高少龍說：“我們要解決的還是它的特殊性，必須要對硅膠做非常多的特種處理。比如說我們選材料的基礎(chǔ)是耐用，也就是耐磨損，我們研發(fā)出來的硅膠要像橡膠輪胎一樣割不破，但它同時是硅膠的，要保證其柔軟度。還有，導(dǎo)電的硅膠在市面上幾乎沒有，那么我們也是通過增加添加劑，然后來把這個實現(xiàn)。”

經(jīng)過無數(shù)次測試之后，研發(fā)工程師們獲得了經(jīng)過一定比例配制出的硅膠材料。這種硅膠材料制成的夾爪不僅能像前文提到的試驗?zāi)菢幼テ鸬包S，放進(jìn)100攝氏度的開水中之后，硅膠材料依然完好無損。軟體機(jī)器人柔韌性好、安全耐高溫、不易損壞的特點，是傳統(tǒng)剛性機(jī)器人無法做到的。

解決了材料難題以及實際應(yīng)用中的驅(qū)動難題之后，2018年8月，軟體機(jī)器人正式進(jìn)入到實際應(yīng)用場景。此時，他們的柔性夾爪的重復(fù)定位精度，已經(jīng)可以達(dá)到0.04mm，夾爪的最高抓取速度達(dá)到每分鐘150次。讓高少龍意外的是，第一家發(fā)出訂單的竟然是一家美國公司，訂單很有趣，要訂購能摘蘋果的軟體機(jī)器人抓手。

如今，在軟體機(jī)器人科技有限公司的諸多產(chǎn)品中，一個外觀奇特的“手套”，是高少龍團(tuán)隊最新的研發(fā)成果—手部康復(fù)機(jī)器手軟甲。一臺主機(jī)，一只特殊的康復(fù)手套，采用了仿生硅橡膠材料，用氣壓驅(qū)動。這是為腦卒中患者手部康復(fù)而研發(fā)完成的。

在我國，老年人腦卒中患者就達(dá)到1200萬人，中風(fēng)患者的手部康復(fù)仍依靠按摩、針灸等傳統(tǒng)康復(fù)方式。“現(xiàn)在這個階段，中風(fēng)患者的康復(fù)都是靠人去把患者的手掰開，復(fù)原再掰開再復(fù)原……因為患者自己是沒有力量的，這個過程非常枯燥，而且很累，所以我們需要用設(shè)備來填補(bǔ)這塊空白。”高少龍說。

傳統(tǒng)的輔助康復(fù)設(shè)備，大多采用馬達(dá)、軸承和剛體材料來實現(xiàn)運動，在模擬人手運動方式上具有一定的局限性，剛性材料也容易對患者造成二次傷害。不同的是，手部康復(fù)機(jī)器人利用柔性夾爪模擬抓握動作的研究成果，設(shè)計出符合人手運動的合理模式，并且由于采用了純軟質(zhì)的材料，在患者運動受到阻礙時，自身發(fā)生形變，避免了對患者手部形成大載荷的沖擊，能夠安全、無傷地輔助心腦血管后遺癥患者的康復(fù)訓(xùn)練。

手部康復(fù)機(jī)器手軟甲只是一個開始，高少龍透露，SRT在醫(yī)療上有長期的規(guī)劃，從康復(fù)設(shè)備開始，到假肢、手術(shù)器具，再到植入人體的軟體輔助設(shè)備。

在康復(fù)上，SRT在研究一種類似機(jī)械外骨骼的產(chǎn)品，針對身體運動機(jī)能失調(diào)的人群使用（中風(fēng)患者、受傷的運動員等），與傳統(tǒng)金屬外骨骼不同，軟體機(jī)器人的引入，可以讓穿戴更舒適，提供更好的包裹性和保護(hù)性。此外，軟骨骼有更好的柔韌性，能適應(yīng)不同人的體形，相比于需要單獨定制的機(jī)械硬骨骼來說，它能大大地降低成本，去覆蓋更多的人群。

在假肢的設(shè)想上，軟體的設(shè)計也有獨特的優(yōu)勢。目前世界主流人體五指機(jī)械手的售價在60萬元人民幣左右，簡化版的售價也可達(dá)30萬元人民幣，高少龍希望通過軟體技術(shù)，讓機(jī)器假肢的售價降低到5萬元人民幣上下，讓用戶可以自己吃飯、拿東西，實現(xiàn)正常的起居生活，又不用付出高昂的代價。

技術(shù)創(chuàng)業(yè)的黃金年代

盡管在創(chuàng)業(yè)路途中經(jīng)歷了不少苦、累甚至絕望，但堅持下來后，高少龍終于站在了軟體機(jī)器人行業(yè)國內(nèi)乃至世界的領(lǐng)跑位置。

2014年，北京航空航天大學(xué)成立了“仿生軟體機(jī)器人實驗室”。此時，畢業(yè)于北航的高少龍正在母校國際交叉科學(xué)研究院工作。初次接觸到軟體機(jī)器人的高少龍頗為震撼：“機(jī)械行業(yè)已經(jīng)有二三十年沒有過這種原理級的創(chuàng)新了，我當(dāng)時認(rèn)定這種創(chuàng)新將會刺激出新的藍(lán)海市場，會極大地拓展機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。”

高少龍是機(jī)械專業(yè)出身的，讓他印象深刻的是，經(jīng)過20年左右的時代變遷，如今他們這些學(xué)機(jī)械的人，迎來了技術(shù)創(chuàng)業(yè)的黃金年代。

“上世紀(jì)90年代我們上大學(xué)的時候，我和我的師兄弟們都特別羨慕那些學(xué)計算機(jī)專業(yè)的同學(xué)，但是當(dāng)時高考分不夠，我沒有考上，所以學(xué)的機(jī)械。我在讀書的時候整個機(jī)械行業(yè)哀鴻遍野，大家都說你畢業(yè)了，就是去航空廠擰螺絲，所以現(xiàn)在上學(xué)的時候要把力氣練得足一點，要多打籃球，多做俯臥撐。而且我確實看到很多博士師兄就是那樣，雙手沾滿機(jī)油，他們有很高學(xué)歷，但是做著比較苦的事情。”高少龍回憶說，“但是這個過程中，世界變了，自2013、2014年開始，機(jī)器人行業(yè)爆發(fā)了，到現(xiàn)在為止，我的實驗室已經(jīng)出了4個上市公司，像我們是第5個或者第6個，師兄弟排著隊上市，大家都感到非常幸福，這個時代是我們之前完全沒有想到的。我們發(fā)現(xiàn)實際上是技術(shù)的發(fā)展，它像一個石頭投進(jìn)一個湖里一樣，它的波動、它的漣漪慢慢擴(kuò)散到機(jī)器人行業(yè)，擴(kuò)散到機(jī)械行業(yè)。”