机器人技术与系统国家重点实验室”源自哈尔滨工业大学机器人研究所,该所始建于1986年,是我国最早开展机器人技术研究的单位之一,在上个世纪80年代研制出我国第一台弧焊机器人和第一台点焊机器人。实验室依托机械工程(第四次学科评估A+)、控制科学与工程(A+)、电气工程(A−)等一级学科组建。于2007年开始建设,2007年8月通过可行性论证,2010年7月通过建设验收,2013年首次评估良好,2018年第二次评估优秀。
实验室定位:立足国际机器人技术的发展前沿,面向国民经济发展与科技发展的战略目标和重大需求,凸显航天、国防特色和军民融合发展理念,开展战略性、前沿性、前瞻性的先进机器人基础研究、应用基础研究,通过多学科交叉,积极开展高水平学术交流与合作,将实验室建设成为具有国际影响力的机器人技术自主创新研究、高端人才培养与社会服务的国家级基地。
实验室目标:攻克一批机器人领域前沿理论与核心技术,支撑国家重大科技工程的实施,引领我国机器人技术的跨越式发展;突破一批制约机器人产业化的技术瓶颈,促进科研成果的转化,提升国产机器人国际竞争力;培养和汇聚一批高端人才,促进学科交叉融合,形成特色鲜明、国际一流的学科体系。
主要研究方向:形成了多学科交叉融合、富有特色的4个研究方向:机器人设计方法与共性技术、机器人认知与智能行为控制、人机交互与和谐共存的理论与技术、机器人及机电一体化系统集成技术。
实验室队伍:实验室具有一支高素质的教学、科研队伍,经过多年的发展,形成了一支由院士、杰青、长江学者、资深教授等为学术带头人的学术梯队,具备年招收硕士研究生200余名、博士研究生100余名、入站博士后20余名的人才培养能力。先后与美国、德国、日本、英国、法国、意大利、俄罗斯、澳大利亚、新加坡等国家和地区建立了学术交流与合作关系。
2013-2017年承担科研任务总体情况
2013-2017年期间,实验室共承担主要科研任务项目376项,到款91773万元。承担科研任务的能力、特别是承担国家级任务的能力,有了显著提升。在承担的主要国家级科研任务中,单项科研合同经费1000万元以上的项目19项,占国家级科研项目合同经费总额的64%。单项科研经费500万元以上的项目39项,占国家级科研项目合同经费总额的75%;实验室在2013-2017年期间,所承担的主要国家级科研任务具体包括:
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国家自然科学基金重大项目2项,创新群体2项;
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国家973计划项目和课题12项;
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国家863计划项目和课题58项;
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国家科技重大专项39项;
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国家重点研发计划项目和课题12项;
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国家科技支撑计划12项;
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国家重大工程任务3项;
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国际热核聚变实验堆(ITER)专项项目2项。
1. 基础研究方面,围绕机器人共性理论与技术系统布局、突出重点,承担了国家自然科学基金重大项目、国防973计划项目等重大基础研究项目,基础研究整体水平实现跨越式增长。
实验室面向机器人国际学术前沿方向,重点围绕国家重大工程实施过程中的共性基础科学问题,承担了以自然科学基金重大项目、国防973项目为代表的一批重大基础研究项目。
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承担国家(国防)973项目和课题12项,围绕军用、民用领域机器人重大基础科学问题,开展面向国防的先进仿生机器人、高性能润滑机理与材料、极端环境救援机器人等基础研究。
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承担国家自然科学基金创新群体、杰出青年基金、重大项目、重点项目、面上和青年项目等110余项,围绕机器人先进构型与机构、动力学建模与控制、仿生传感与驱动等共性理论与技术,以及微纳机器人、模块化机器人、可穿戴外骨骼、软体机器人等机器人领域前沿方向开展研究。
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“空间翻滚目标的捕获策略及组合体的快速稳定控制”实现了哈工大主持国家自然科学基金重大项目“零的突破”。
研究成果获得国家自然科学二等奖2项。在理论创新与论文发表方面,发表SCI/EI收录论文1920篇,其中SCI收录期刊论文651篇。谢晖教授在纳米机器人力学快速测量与成像取得突破性进展,2017年发表于国际顶级期刊Nature Communications(IF 12.1),李隆球教授的纳米驱动研究成果作为封面文章发表于Advanced Function Materials(IF 12.1)等。
2. 应用基础研究方面,面向国家重大需求和国民经济主战场,承担了国家重大工程、科技重大专项、重点研发计划等一批重大科研任务,创新成果获得多项国家级科技奖励。
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面向国家重大需求,承担载人航天、探月工程、激光约束核聚变(神光III)、磁约束核聚变(ITER)等国家重大工程项目40余项,所产出的技术与装备实际应用于载人航天空间站与在轨服务、月面探测与采样、以及激光与磁约束核聚变堆运行维护等,有力支撑了国家重大科技战略工程的实施。
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面向国民经济主战场,承担了国家科技重大专项、国家863计划、国家重点研发专项等70余项,通过与哈尔滨博实自动化股份有限公司、哈工大机器人集团、埃夫特等公司合作建立“产学研用”四位一体的高效科技创新与成果转化体系,突破一批制约机器人产业化的技术瓶颈,推出一系列产业急需的机器人与自动化装备。
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面向高水平国际合作,承担了2项国际热核聚变实验堆(ITER)计划项目,所产出的核心技术与机器人装备为ITER核聚变装置的运行维护提供了技术保障,成为我国参与国际重大科学研究计划的标志性成果。
上述创新成果,获得国家技术发明一等奖1项、国家技术发明二等奖3项、国防技术发明特等奖2项。在关键技术攻关和技术发明方面,获得授权发明专利857项,41项专利成果实现转化。