探索民用市场

在打造“大国重器”的同时,航天科技还积极将众多航天领域的科技成功应用于民用市场,探索出一条航天技术在民用领域应用和发展的新路。

在近期结束的2017世界机器人大会上,一支首次参会的本土机器人军团脱颖而出。这支机器人军团来自航天科技下属的中国运载火箭技术研究院。在模拟工厂车间里,环卫垃圾分拣机器人熟练地从各类垃圾中识别、分拣出垃圾瓶,有些瓶子被其他垃圾遮盖,分拣机器人也可以又快又准地把它“揪”出来。目前,这台国内首个面向环卫垃圾分拣领域的机器人,分拣率已经达到93%,与传统人工分拣垃圾相比,机器人两条机械臂的工作效率提高了八倍多。该系统可逐步代替环卫垃圾处理厂前端的人工分拣工作,避免人工在恶劣环境下工作。随着技术进一步成熟,后续还可应用于药品分拣、农副产品分拣、物流包裹分拣等领域。

垃圾分拣功能貌似简单,但分拣机械臂的技术含量不可小觑,它是由空间机械臂原理样机产品转化而来。空间机械臂由2016年首飞成功的中国新一代运载火箭长征七号搭载飞向太空,成功实现了太空垃圾主动清除演示验证飞行试验,为我国未来空间碎片清理等轨道服务奠定了工程应用基础,对于中国空间运输与应用系统的发展具有里程碑的意义。

航天科技介绍,这款环卫垃圾分拣机器人凝聚了大量航天技术,这套系统由机器视觉识别系统、人机交互系统、机械臂分拣单位构成,采用基于深度学习算法的智能识别、机械臂在线规划与控制、多臂协调控制等先进技术,分拣系统具有识别率高、工作效率高的特点。此外,机器人使用的机械臂利用航天技术,解决了现有机械臂重量大、负载能力低、灵活性差的问题,采用了7自由度仿人型轻巧“手臂”的构型,其控制系统基于以太网EtherCAT的“小脑”,可完成高效、高精度的安全运动控制,具有ROS的“大脑”能完成视觉、力觉信息的综合处理能力。仿人型智能机器手臂根据用户要求可提供单臂、双臂两种类型,其双臂的协调就如同人的两只手臂,单个手臂能提2.5公斤的物品,可广泛应用于教育科研、家庭、医疗等领域。

除了分拣机器人,航天科技的“慧眼机器人”同样引人注目。从划痕裂纹到纹理图案不符,从字符识别到笔画级的精细瑕疵,肉眼都很难识别,但在“慧眼机器人”面前都会无所遁形。识别时间只要3秒,精细度达到0.02毫米,与传统人工每天检查1000个-2000个瑕疵相比,“慧眼机器人”每天检测4000个-5000个,准确率高于95%。该产品可广泛应用于珠宝、手表、橡胶/陶瓷密封件、烟草、接插件及武器装备精密器件等外观瑕疵检测。

在这个追求完美的“慧眼机器人”背后,体现的是航天优势技术与先进人工智能的融合。所谓“慧眼”,是指利用机器视觉技术,在工业现场代替人工进行一系列产品检测工作,这也是航天机器视觉技术首次引入民用市场。通过环形高清相机阵列与电控单元的有序交互,实现产品360度高分辨率大景深拍照检测,无需专用的定位工具,只要将产品摆放于视场内,就可以全景分析。

除了分拣机器人、慧眼机器人,航天科技机器人军团中,还有一款由空间机械臂转化而来的仿人机械臂。

这款仿人机械臂可以根据用户需求,提供单臂、双臂两种产品的组合方案。智能、灵活的“大脑”,24V的安全供电,使得这一产品能够满足商务及生活服务机器人与人类密切接触的需求。而小巧的本体、灵活的操作、人机协同的作业能力,又使得它能够迅速部署到劳动密集型的生产线上。仿人机械臂主要能解决现有工业机械臂重量大、负荷能力低、灵活性差、集成度低、安全性差等问题,可以广泛应用于家庭、医院等需要人机协作的场合及相关服务机器人领域。

航天科技介绍,分拣机器人、慧眼机器人、仿人机械臂……这些航天领域的先进技术与人工智能深度融合的背后,都体现了我国“军民融合”在不断深入推进。航天科技肩负着富国强军的使命,而军民融合则是体现这一责任和使命的重要途径,以航天技术服务于民也是航天科技发展的必由之路。

除了最新的各类机器人,航天科技的其他产品也在民用领域有着广泛应用。例如,航天科技下属六院11所研制的高端阀门连续在中石化、中海油和地方炼油市场输油管线项目中标,以更优的质量、更低的价格、更短的制造周期和更快捷的售后服务,击败全球最大的美国旋塞阀生产厂商,打破了其在中国输油管线市场的垄断局面,成为中国高端阀门市场的一匹“黑马”。

发力商业航天

在积极探索航天技术民用化的同时,航天科技还积极参与商业航天产业,加速推进我国航天产业的整体发展水平。

经过多年发展,商业航天已成为世界航天产业发展的主要动力。据统计,截至2014年,世界航天产业产值为3300亿美元,其中商业航天占总产值的76%。在巨大的市场机会前面,近年来,欧美等国不断通过立法和政策扶持,加大对商业航天发展的支持。美国先后在通信、发射、遥感等领域颁布法案,向私营企业开放航天市场,并通过国家空间政策鼓励商业航天服务采购,促进航天军民融合。欧美等国纷纷成立航天商业化办公室,促进运载火箭等领域的技术转移,支持Ariane、SpaceX等公司参与国际市场竞争。

在政府的扶持之下,欧美崛起了以SpaceX为代表的一批新兴商业航天企业,这些航天的“新生力量”带来了全新的思维方式、发展理念和商业模式,他们创新技术,降低成本,颠覆了航天发射、卫星应用等领域的传统发展模式。

在我国,商业航天的发展也迎来了重大利好,政府不断出台政策助力商业航天的发展。2007年,国防科工委、国家发改委出台《关于促进卫星应用产业发展的若干意见》,加速卫星应用产业发展。2014年,国务院发布60号文件,鼓励民间资本研制、发射和运营商业遥感卫星,提供市场化、专业化服务。2015年,国务院发布《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025)》,支持民间资本开展增值产品开发、运营服务和产业化推广。

更为重要的是,国内商业航天需求也在不断增加。2014年,国务院发布《关于促进地理信息产业发展的意见》,明确把地理信息产业列入国家战略性新兴产业中。2014年,与商业航天息息相关的地理信息产业产值超过3000亿元,年增长率超过20%,2020年将达到8000亿元。

同时,“一带一路”倡议的提出,也为我国商业航天发展拓展了更为广阔的前景。在这样的大背景下,航天科技也加快了在商业航天领域的脚步。航天科技介绍,公司未来将借力“一带一路”和双边多边合作机制,面向全球提供整星出口、发射服务、电信港建设、技术转让与培训、商遥数据出口、地面站建设、导航全球应用服务等商业航天一揽子解决方案。

事实上,自上世纪90年代中国航天开始进行商业探索至今,航天科技研制的卫星已经成功打入国际市场,同多个国家累计签订了十余颗整星出口国际订单,其中尼日利亚通信卫星、委内瑞拉遥感卫星等六个整星出口项目已经成功发射,为其他国家研制的通信卫星等五颗卫星也将从今年开始陆续发射。

2015年9月,航天科技还专门成立了商业遥感卫星公司,正式建设“16+4+4+X”0.5米级的高分辨率商业遥感卫星系统,为全球用户提供具备高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱观测能力的全天候对地观测遥感数据服务和应用系统解决方案服务,以及针对国土资源调查、测绘、国防安全、环境监测、金融保险以及互联网行业的增值服务。

航天科技还透露,未来将通过创新商业航天服务模式,推出“太空车”计划、“太空星网”和“亚轨道飞行体验”等服务。航天科技表示,商业航天潜力无限,需要各行各业的有志之士一道开疆拓土,才能做大航天产业“蛋糕”。为此,航天科技在技术、产品、资本、基础设施以及市场等方面寻求全球开放合作,与各界一起分享中国航天几十年积淀的红利,并为中国航天事业的未来作出更大的贡献。(记者 侯云龙)