探索民用市場

在打造“大國重器”的同時,航天科技還積極將眾多航天領域的科技成功應用于民用市場,探索出一條航天技術在民用領域應用和發展的新路。

在近期結束的2017世界機器人大會上,一支首次參會的本土機器人軍團脫穎而出。這支機器人軍團來自航天科技下屬的中國運載火箭技術研究院。在模擬工廠車間里,環衛垃圾分揀機器人熟練地從各類垃圾中識別、分揀出垃圾瓶,有些瓶子被其他垃圾遮蓋,分揀機器人也可以又快又準地把它“揪”出來。目前,這臺國內首個面向環衛垃圾分揀領域的機器人,分揀率已經達到93%,與傳統人工分揀垃圾相比,機器人兩條機械臂的工作效率提高了八倍多。該系統可逐步代替環衛垃圾處理廠前端的人工分揀工作,避免人工在惡劣環境下工作。隨著技術進一步成熟,后續還可應用于藥品分揀、農副產品分揀、物流包裹分揀等領域。

垃圾分揀功能貌似簡單,但分揀機械臂的技術含量不可小覷,它是由空間機械臂原理樣機產品轉化而來。空間機械臂由2016年首飛成功的中國新一代運載火箭長征七號搭載飛向太空,成功實現了太空垃圾主動清除演示驗證飛行試驗,為我國未來空間碎片清理等軌道服務奠定了工程應用基礎,對于中國空間運輸與應用系統的發展具有里程碑的意義。

航天科技介紹,這款環衛垃圾分揀機器人凝聚了大量航天技術,這套系統由機器視覺識別系統、人機交互系統、機械臂分揀單位構成,采用基于深度學習算法的智能識別、機械臂在線規劃與控制、多臂協調控制等先進技術,分揀系統具有識別率高、工作效率高的特點。此外,機器人使用的機械臂利用航天技術,解決了現有機械臂重量大、負載能力低、靈活性差的問題,采用了7自由度仿人型輕巧“手臂”的構型,其控制系統基于以太網EtherCAT的“小腦”,可完成高效、高精度的安全運動控制,具有ROS的“大腦”能完成視覺、力覺信息的綜合處理能力。仿人型智能機器手臂根據用戶要求可提供單臂、雙臂兩種類型,其雙臂的協調就如同人的兩只手臂,單個手臂能提2.5公斤的物品,可廣泛應用于教育科研、家庭、醫療等領域。

除了分揀機器人,航天科技的“慧眼機器人”同樣引人注目。從劃痕裂紋到紋理圖案不符,從字符識別到筆畫級的精細瑕疵,肉眼都很難識別,但在“慧眼機器人”面前都會無所遁形。識別時間只要3秒,精細度達到0.02毫米,與傳統人工每天檢查1000個-2000個瑕疵相比,“慧眼機器人”每天檢測4000個-5000個,準確率高于95%。該產品可廣泛應用于珠寶、手表、橡膠/陶瓷密封件、煙草、接插件及武器裝備精密器件等外觀瑕疵檢測。

在這個追求完美的“慧眼機器人”背后,體現的是航天優勢技術與先進人工智能的融合。所謂“慧眼”,是指利用機器視覺技術,在工業現場代替人工進行一系列產品檢測工作,這也是航天機器視覺技術首次引入民用市場。通過環形高清相機陣列與電控單元的有序交互,實現產品360度高分辨率大景深拍照檢測,無需專用的定位工具,只要將產品擺放于視場內,就可以全景分析。

除了分揀機器人、慧眼機器人,航天科技機器人軍團中,還有一款由空間機械臂轉化而來的仿人機械臂。

這款仿人機械臂可以根據用戶需求,提供單臂、雙臂兩種產品的組合方案。智能、靈活的“大腦”,24V的安全供電,使得這一產品能夠滿足商務及生活服務機器人與人類密切接觸的需求。而小巧的本體、靈活的操作、人機協同的作業能力,又使得它能夠迅速部署到勞動密集型的生產線上。仿人機械臂主要能解決現有工業機械臂重量大、負荷能力低、靈活性差、集成度低、安全性差等問題,可以廣泛應用于家庭、醫院等需要人機協作的場合及相關服務機器人領域。

航天科技介紹,分揀機器人、慧眼機器人、仿人機械臂……這些航天領域的先進技術與人工智能深度融合的背后,都體現了我國“軍民融合”在不斷深入推進。航天科技肩負著富國強軍的使命,而軍民融合則是體現這一責任和使命的重要途徑,以航天技術服務于民也是航天科技發展的必由之路。

除了最新的各類機器人,航天科技的其他產品也在民用領域有著廣泛應用。例如,航天科技下屬六院11所研制的高端閥門連續在中石化、中海油和地方煉油市場輸油管線項目中標,以更優的質量、更低的價格、更短的制造周期和更快捷的售后服務,擊敗全球最大的美國旋塞閥生產廠商,打破了其在中國輸油管線市場的壟斷局面,成為中國高端閥門市場的一匹“黑馬”。

發力商業航天

在積極探索航天技術民用化的同時,航天科技還積極參與商業航天產業,加速推進我國航天產業的整體發展水平。

經過多年發展,商業航天已成為世界航天產業發展的主要動力。據統計,截至2014年,世界航天產業產值為3300億美元,其中商業航天占總產值的76%。在巨大的市場機會前面,近年來,歐美等國不斷通過立法和政策扶持,加大對商業航天發展的支持。美國先后在通信、發射、遙感等領域頒布法案,向私營企業開放航天市場,并通過國家空間政策鼓勵商業航天服務采購,促進航天軍民融合。歐美等國紛紛成立航天商業化辦公室,促進運載火箭等領域的技術轉移,支持Ariane、SpaceX等公司參與國際市場競爭。

在政府的扶持之下,歐美崛起了以SpaceX為代表的一批新興商業航天企業,這些航天的“新生力量”帶來了全新的思維方式、發展理念和商業模式,他們創新技術,降低成本,顛覆了航天發射、衛星應用等領域的傳統發展模式。

在我國,商業航天的發展也迎來了重大利好,政府不斷出臺政策助力商業航天的發展。2007年,國防科工委、國家發改委出臺《關于促進衛星應用產業發展的若干意見》,加速衛星應用產業發展。2014年,國務院發布60號文件,鼓勵民間資本研制、發射和運營商業遙感衛星,提供市場化、專業化服務。2015年,國務院發布《國家民用空間基礎設施中長期發展規劃(2015-2025)》,支持民間資本開展增值產品開發、運營服務和產業化推廣。

更為重要的是,國內商業航天需求也在不斷增加。2014年,國務院發布《關于促進地理信息產業發展的意見》,明確把地理信息產業列入國家戰略性新興產業中。2014年,與商業航天息息相關的地理信息產業產值超過3000億元,年增長率超過20%,2020年將達到8000億元。

同時,“一帶一路”倡議的提出,也為我國商業航天發展拓展了更為廣闊的前景。在這樣的大背景下,航天科技也加快了在商業航天領域的腳步。航天科技介紹,公司未來將借力“一帶一路”和雙邊多邊合作機制,面向全球提供整星出口、發射服務、電信港建設、技術轉讓與培訓、商遙數據出口、地面站建設、導航全球應用服務等商業航天一攬子解決方案。

事實上,自上世紀90年代中國航天開始進行商業探索至今,航天科技研制的衛星已經成功打入國際市場,同多個國家累計簽訂了十余顆整星出口國際訂單,其中尼日利亞通信衛星、委內瑞拉遙感衛星等六個整星出口項目已經成功發射,為其他國家研制的通信衛星等五顆衛星也將從今年開始陸續發射。

2015年9月,航天科技還專門成立了商業遙感衛星公司,正式建設“16+4+4+X”0.5米級的高分辨率商業遙感衛星系統,為全球用戶提供具備高空間分辨率、高時間分辨率、高光譜觀測能力的全天候對地觀測遙感數據服務和應用系統解決方案服務,以及針對國土資源調查、測繪、國防安全、環境監測、金融保險以及互聯網行業的增值服務。

航天科技還透露,未來將通過創新商業航天服務模式,推出“太空車”計劃、“太空星網”和“亞軌道飛行體驗”等服務。航天科技表示,商業航天潛力無限,需要各行各業的有志之士一道開疆拓土,才能做大航天產業“蛋糕”。為此,航天科技在技術、產品、資本、基礎設施以及市場等方面尋求全球開放合作,與各界一起分享中國航天幾十年積淀的紅利,并為中國航天事業的未來作出更大的貢獻。(記者 侯云龍)