孙宁：为特种机器人装上智能“大脑”

　为特种机器人装上智能“大脑”
　　——记全国劳动模范、中信重工开诚智能装备有限公司工程师孙宁 
孙宁正在调试室内防疫消毒机器人。通讯员张琳摄 　　最近，中信重工开诚智能装备有限公司车间里，迎来一位通体雪白的小机器人。只见“她”口吐“仙气”，闲庭信步间，杀灭病菌无数。“这是公司今年研发的室内防疫消毒机器人。年初疫情突如其来，我们只花了9天时间研发出了‘她’。”谈起机器人，公司研发工程师孙宁语气流露出一份挚爱。 　　过去5年间，孙宁团队在智能制造的道路上加速前行，将特种机器人技术逐步拓展到应急救援、矿山和石油石化等多个领域，研发出的53种特种机器人成为了国内外多个领域抢险救援的“急先锋”。日前，他被评为全国劳动模范。 　　“研制第一款消防机器人像在荒原上种树” 　　“安全事故让我萌生了研发机器人的想法。”孙宁回忆说。1987年，他出生于迁安市。一次，看到同学的父亲在生产事故中失去了胳膊时，他暗下决心：“将来我一定能发明出一种机器人，把人从危险的工作环境中解放出来！” 　　怀着年少时的梦想，2015年，孙宁选择加入中信重工开诚智能装备有限公司。彼时，开诚已经在特种机器人领域深耕10年，创造了矿用灾区侦测机器人、钻孔探测机器人和水下探测机器人等5大品类组成的“机器人家族”。在这里，他近乎痴狂地展开学习和研究工作。短短几个月，就成长为机器人研发部的骨干技术人才。 　　2015年，天津滨海新区物流仓库爆炸事故激起了公司强烈的社会责任感。研发防爆消防机器人的任务随即交到了孙宁团队手中。从此，他与特种机器人结下了不解之缘。 　　对孙宁来说，第一次集成研发特种机器人是一个全新的开始，不仅需要掌握视觉识别、精密机械设计加工和嵌入式控制器开发等一系列技术，还要熟悉钢材物理性能检测工艺。 　　“研制第一款消防机器人像在荒原上种树。”孙宁回忆说，没有参照物、没有技术经验，公司给他们的研发时间是3个月。当时团队立下了“军令状”——做成具有国际先进水平的消防机器人。 　　设计、失败、修改设计、再失败、再修改设计……面对巨大压力，孙宁带领团队负重前行。一个月之内，他们几乎吃住都在工厂，查阅了200多篇相关论文，详读了2本有关专着。形成十几个方案后，再不断筛选合并，最终选定了轻量型低重心履带悬挂式方案。 　　艰难的组装环节接踵而至。一台消防机器人包含上千个零件，一套机器人图纸包含数十万个工艺信息……为了给设备减重，他们连熬数十个通宵，做了数百次实验。为避免走弯路，他们把组装工艺精确到每一个螺栓的安装顺序。 　　功夫不负有心人。不到3个月，首款防爆消防机器人研制成功。较之国外同等搭载每秒80升水炮类机器人产品，孙宁团队研发的机器人重量仅为他们的一半，体积是他们的三分之一。这意味着这款机器人具有更强的复杂环境通过能力和狭小空间的工作能力，被中国科学院认定为达到国际先进水平。 　　2016年，他主持开发的消防机器人参加故宫博物院消防演练，由于表现出色，被媒体赞为“新时代的紫禁卫士”。此后，消防机器人系列产品逐渐占领国内70%以上同类市场，先后出口多个国家。 　　“没有过时的原理，只有过时的工程师” 　　智能时代，唯“快”不破。在具体研发中，如何加速打通从设计到交付的“最后一公里”？孙宁善于从既有研发成果中寻找关键技术，充分激发团队自主创新的活力和积极性。 　　“每个机器人都像我们的孩子一样，要倾尽全力为‘他们’增长本领。”孙宁回忆，2018年，市场上的特种机器人技术水平普遍落后，团队要从环境适应能力和智能化水平等方面实现质的突破。同年，他从巡检机器人开始，将研发领域拓展到公司的全部特种机器人产品。 　　有时，巡检机器人需要代替救援队，深入沟壑纵横的地形里全速奔驰。如果把底盘系统比作机器人的“双脚”，那么稳定性好的履带就是保障“双脚”快速奔跑的“风火轮”。如何给机器人寻找一副合适的“风火轮”呢？ 　　“没有过时的原理，只有过时的工程师。”参照坦克车辆上的克里斯蒂减震悬挂系统，通过优化使之与轮边驱动结合，孙宁研发出了插齿型履带，使机器人能在草地、沼泽、雪地、废墟、煤矿、油田等多种地形上快速移动，为抢险救援赢得了宝贵时间。 　　积跬步，至千里。开发轮式巡检机器人虽然只用了短短一个多月，但在这个过程中，孙宁团队不仅掌握了特种机器人二次开发的所有流程和关键技术，更为承接其他机器人项目打下了坚实基础。 　　今年春节，新冠肺炎疫情突袭，公司接受了开发用于抗击疫情的特种机器人的紧急任务。2月20日，孙宁临危受命，投入到室内防疫消毒机器人的研发中。 　　为了加快研发的速度，孙宁团队先给机器人安上了关键部位——“眼睛”和“心脏”：公司轮式巡检机器人的激光定位导航技术已经是成熟的技术应用，解决了防疫消毒机器人的“眼睛”问题。“心脏”就更好说了，连接上特种机器人的通用供电模块就轻松解决。以通用平台为依托，再装上雾化消毒系统。一个室内防疫消毒机器人的雏形便在9天内诞生了。 　　项目组紧接着组装、调试。3月20日，首台室内防疫消毒机器人就交付到客户手中。最近，这款机器人不仅在北京中国国际展览中心新馆充当着技防疫情的“主力军”，又出口到加拿大等国，助力国外的抗疫工作。
　　“面对更高的技术指标要求，只能迎难而上勇敢闯关” 　　“我们团队淘汰率有时能达到1比20。”孙宁坦言，创新工作不是一个人的事。解决难题，需要团队成员勇挑重担、精益求精。 　　面试工程师时，他不仅会抛出很刁钻的问题，偶尔还卖关子：“你可能不适合这个岗位。”如果对方流露出畏难情绪、不再追问或者表态，往往面试失败。而那些渴望继续学习、继续努力的人则更有机会和自己并肩作战。 　　有了人力资源做基础，孙宁用“创新不设限”作为带队的口头禅。研发轮式巡检机器人时，国内的初代产品重达550公斤。这种钢筋铁骨的“笨家伙”，电池的续航能力根本达不到一天。如何给机器人减重一度成了团队攻坚的核心课题。 　　他最初提出的技术指标是将机器人体重控制在220公斤。公司内很快就出现了质疑声：“这样难度太大，做400公斤还不行吗？”这更刺激了孙宁研发轻量级机器人的决心。他鼓励团队：“面对更高的技术指标要求，只能迎难而上勇敢闯关。” 　　榜样的力量是无穷的。他从核心原件下手，研制出国际首创的本安云台，让终端执行元件减重75%。这种不服输不妥协的劲头深深地感染着团队成员。团队成员各展所长，优势互补，执行装置本安化的设计理念，实行了一整套防爆机器人小微化的方案，使轮式巡检机器人的体重减轻了60%。 　　难题越大，创新的价值也就越大。为特种机器人装上智能“大脑”，“瘦身”后的巡检类机器人真正走进了矿井下和石化厂站，取代了大量的高危、重体力、高强度的人工岗位，为我国的全面矿井自动化事业提供了有力的技术和装备保障。 　　“创新助力了各式各样‘钢铁侠’的诞生，表象是技艺，实质在精神，永不妥协是基础，创新突破是关键。未来，我们一定会在更多的危化场所实现‘机器换人’！”孙宁信心满满。（记者刘禹彤）