近日,記者獲悉,全國第一個機器人是從東南大學走出的。東南大學機器人傳感與控制技術研究所所長宋愛國告訴記者,在1958——1960年間,東大的前身南京工學院造出了全國第一個機器人,主持研究的是一位女教授,名叫查禮冠,她是我國機器人事業(yè)的先驅者之一,也是東南大學機器人傳感與控制技術研究所的奠基人。不幸的是,在她積極籌建南京工學院機器人實驗室期間,一場車禍奪去了她的性命,有關她和第一個機器人的故事,也漸漸被時光淹沒了。
機器人制作內幕 為迎接“南京無線電技術展覽會”而造
宋愛國告訴記者,1993年2月他進入東大,跟隨自己的博士導師黃惟一教授攻讀機器人技術的博士學位,在黃惟一教授講授“機器人傳感技術”的第一堂課上,黃老師講述了查禮冠研制我國第一個機器人的故事,以及發(fā)起召集全國第一屆機器人學會成立大會的往事。但事隔久遠,很多細節(jié)他已不記得了。今年7月,黃惟一教授又因病去世,査老師研制我國第一臺機器人的細節(jié)就無法了解。
記者也曾詢問了幾位可能知道內幕的人,但沒有一個人知道詳細情況。最后,記者來到東大檔案館,找到了部分材料。
在檔案館,記者找到了一篇查禮冠當年寫的《機器人誕生了》一文,發(fā)表在1960年的《人民南工報》上。后來,記者又在同一天的報紙上找到了另外一篇和該機器人有關的文章,叫《揭開“巨人”之謎》。
在這兩篇文章中,都提到了當年制造機器人的一些內幕。
據(jù)介紹,這個機器人是幾個學生為了迎接“南京無線電技術展覽會”而發(fā)起制作的,他們想做一個無線電操縱的機器人。這一想法很快得到了查禮冠老師和學校的支持,于是幾個年輕人就開始大干起來。當時,日本和蘇聯(lián)的機器人在全世界都很領先,所以,他們此次制造機器人,也有趕超日本機器人,達到國際水平的目的。
唯一的資料是兩張?zhí)K聯(lián)和日本的機器人照片
當時,學生們唯一的資料就是兩張照片,是學生們從雜志上找到的蘇聯(lián)和日本的機器人照片??墒沁@兩張圖片只有機器人外形,沒有內部裝置圖,更沒有介紹一點構造原理。當時,很多人也不看好此事,日本用了很長的時間才造出簡單粗制的機器人,而且此時離展覽會只剩下30多天時間了,他們能趕得及嗎?但這些年輕人沒有顧慮這些,他們就想要制造出一臺在幾公里外可操控,能說會走,而且能做出各種表演的機器人。
為了讓機器人能模擬出人的腿部動作,學生們跑遍了南京市的百貨公司,物色各種能做跳、跑、點頭、搖頭等各種動作的小玩具,從這些小玩具中尋找啟發(fā)。另外還跑到假肢工廠,向老工人請教假肢的制造問題,這對機器人模擬人的上肢動作也有很大啟發(fā)。
在短短6天時間內,以查禮冠為首的師生30人就完成了250張設計圖,討論修改無數(shù)遍,才將機器人設計好。
機器人是個高2米多的“頑皮巨人”
經過設計,這臺機器人的高度超過2米,能做28個自由度動作。
機器人模樣設計好后,接下來要尋找器材。當時,學校幾乎動用了所有相關實驗室,如無線電系、動力系和查禮冠所在的機械系等。
這臺機器人是用洋鐵皮做的“衣服”,在當時資源匱乏的年代,為了弄到鐵皮,同學們跑遍了南京各區(qū)的洋鐵店。器材找到后,組裝又遇到很多問題,比如怎樣使機器人能做到前進、后退、轉彎,剛開始,機器人連站都站不穩(wěn),走路直搖晃,后來,經過廣大師生的共同啟發(fā),在機器人的足踝關節(jié)安裝了四個彈簧,終于解決了這一難題。
因為這是一臺用無線電控制的機器人,無線控制系統(tǒng)就是其中的關鍵技術?,F(xiàn)如今,無線技術已經非常發(fā)達,但在當時,要用無線技術控制這樣一臺機器人還是很有挑戰(zhàn)的,最難克服的就是無線電干擾問題。
《揭開“巨人”之謎》一文中就提到:“可是在調整電波信號時,接收機卻像不馴服的野獸一樣,喇叭里發(fā)出亂七八糟的尖叫和噪音,十次、二十次地調整,還是不行。”查禮冠所寫的《機器人誕生了》中也提到:“開始時,干擾很大,機器人不聽話,叫他走路,他偏轉彎。為了叫這頑皮的家伙聽話,無線電系的同志們多次反復進行試驗,解決了問題。”
機器人曾拿到日本參展 技術堪稱當時世界一流
總之,這臺查禮冠筆下的“頑皮的巨人”經過廣大師生一個多月的日夜奮戰(zhàn),就成功出爐了,并且達到當時的國際先進水平。
宋愛國告訴記者,機器人造好后,正好趕上當年的“全國文教群英會”,因此機器人還被帶到“全國文教群英會”作為獻禮?,F(xiàn)在也在東大做老師的查禮冠的學生周杏鵬教授則告訴記者,這個機器人后來還被拿到日本展出,技術堪稱當時世界一流。
在東大檔案館內,保存有很多有關這臺機器人的照片,其中有一張在東大大禮堂前展出的照片非常清楚,照片內的機器人“高大魁梧”,比周圍人要高出大半個身子,站在它前面的一位背對大家的女性,經查禮冠的外甥徐曉蘇辨認,就是查禮冠教授本人。
不過,宋愛國告訴記者,他的導師黃惟一曾提到,當時的南京工學院曾經做過兩個機器人,第一個機器人是為了響應國家“向科學進軍”號召而造,后來為了給“全國文教群英會”獻禮又造了第二代。“向科學進軍”的口號是在1956年1月提出的,“全國文教群英會”是在1960年召開的,所以,1960年見報的這個機器人應該是第二代機器人。
第一代機器人和第二代機器人有什么區(qū)別,因為沒有資料,不得而知。但第二代機器人肯定要比第一代的技術高,比如無線控制就可能是第一代所沒有的技術。
不管是第一代還是第二代,全國第一個機器人都肯定是在南京工學院的實驗室誕生的,也都是由這位叫查禮冠的老師帶頭制作。
從小學業(yè)好,愛看書 有女強人氣質
查禮冠教授有著怎樣的傳奇人生?近日,記者也找到了查禮冠教授的外甥,如今也在東南大學任教的徐曉蘇教授。
徐曉蘇告訴記者,查禮冠出生于1917年,江蘇常州人,家庭比較富裕,常州有名的燈芯絨紡織廠就是她家開的,也因此查禮冠從小就能接受良好的教育。在幾個兄弟姐妹中,查禮冠的學業(yè)是最好的,并以優(yōu)異的成績考入中央大學機械系,成為機械系為數(shù)不多的女生之一。
查禮冠一個女生為什么會選擇學機械?徐曉蘇說這可能跟家境有關,家里是開紡織廠的,學機械可能是想對家族事業(yè)有所幫助。不過陰差陽錯,最后誰也沒想到她會成為機器人專家。
1952年南京工學院成立時,查禮冠就在學院機械系任教了,并且很快就當上了教務處長。但關于她參與制造第一個機器人的事情,徐曉蘇和家人都不太了解,因為查禮冠平時是一個比較低調的人,不喜歡張揚,唯一的愛好就是看書。徐曉蘇說:“我就記得每次姨媽放假到我家玩時,她大部分時間都是抱著一本書在看,看的也都是專業(yè)方面的書。”不過徐曉蘇也告訴記者,查禮冠在工作中應該是個比較強勢的人,有點女強人的氣質。
查禮冠教授一生沒有結婚,也沒有子嗣,晚年時期,家里曾經想把她弟弟的一個女兒過繼給她,但還沒來得及,查禮冠就突然去世了。
1983年12月初,查禮冠教授帶助手黃惟一教授及一位研究生去廣州華南理工大學參加由她和華南理工大學謝存禧教授、北京航空航天大學張啟先教授等共同發(fā)起的第一屆全國機器人學會成立大會,此時,全國剛剛對機器人技術研究有所重視,查禮冠和助手也正在積極籌備教育部在南京工學院準備設立的第一個機器人技術重點實驗室,但在大會結束的時候,查禮冠與黃惟一在華南理工大學校園遭遇車禍,被一輛失控的汽車從身后撞飛,查禮冠不幸罹難,其助手黃惟一也被撞成重傷。
因為她的去世,東大的機器人實驗室籌備工作一度中斷,直到1984年,她的助手黃惟一康復后,才繼續(xù)這一籌備工作,建立了機器人傳感與控制技術實驗室(現(xiàn)東南大學儀器科學與工程學院機器人傳感與控制技術研究所),東南大學機器人技術的研究得以延續(xù)到今天,目前該實驗室已成為在國內機器人領域享有盛譽的江蘇省重點實驗室。