你抬一抬手
就可以从对面的书架上准确取下一本书
你弯一弯腰
就可以拾起屋外地上的垃圾
这似乎是小说中
才拥有隔空取物的超能力
而在这个无所不能的智能时代
通过仿人服务机器人上演“隔空取物”
在东大已经成为了现实
近日，东北大学王世雄、王凯、苏卓三人共同研发设计了一款双臂轮式仿人服务机器人，可代替人跨越时空处理事务。这款机器人利用网络实现两空间的信息交互，用户使用VR设备获得机器人空间的图像信息，基于此做出相应判断及动作，异空间机器人将跟随完成动作。
新闻一经发布，多家媒体争相报道。
《科技日报》
新华网
光明网
中国新闻网
环球网
与国内现有机器人相比
这款机器人有什么优势？
它的背后有着怎样的故事？
一起看看“隔空取物”背后的故事……
▲ 基于VR图像的握手动作
▲ 跟随动作
与市场现有机器人相比，优势明显
目前，机器人市场呈现“哑铃型”的发展状态，高端市场智能程度高、投入成本大、产品产出少，如全自由度仿人机器人；低端市场投入低、产出高，但智能程度相对单一，如扫地机器人。针对市场现状，王世雄带领团队选择从中端市场入手。
该团队使用运动捕捉设备获取人的肢体运动数据，通过网络传输给机器人，送达至机器人的每一关节，实现机器人与操作者在肢体运动上的协同效果。机器人身上安装有双目摄像头，采集机器人的环境信息，通过网络传输到操作者端的VR设备，建构起立体场景，使操作者有一种身临其境的感觉，便于其结合环境信息做出正确判断。
同时，团队还在机器人和操作者两端安装了语音采集和播放设备，借助网络传输，可实现两个空间语音的实时交互。
▲ 机器人-操作者-模型
与国内现有轮式机器人相比，这款机器人的创新点在于实现了前倾55°的大角度俯身动作，可完成对地面物体的拾取、放置等任务。因俯身动作易造成机器人重心不稳，所以轮式机器人腰部一般不设计弯曲机构或仅设计有较小角度的俯身功能，限制了机器人的手部运动范围。据此，该团队创新设计了连杆滑块俯身机构，实现膝关节和髋关节的联动。当髋部向后下方移动时，机器人的重心偏移范围较小，保证了机器人的整体稳定性。
机身结构方面，王世雄团队遵循轻量化和模块化的设计原则，采用板材搭配结构件的方式，较好地控制了机器人的重量和成本。机器人身高1.5米，整重35千克，指标均低于同等体积、同等自由度的仿人机器人。更重要的是，机器人的制造成本控制在5万元以内，不及市场同等级别机器人造价的50%。
检查每一根线路，优化每一个程序
力求把每个细节都做到极致
让原本冰冷的铁板慢慢有了生命
其背后原来还有王世雄和他的团队
这样一段故事
……
心中有梦前路从不孤单
夜色渐淡，远方天空泛起鱼肚白，秋日的空气也带上了一丝丝凉意，凌晨5：00的东大校园从睡梦中初醒，而实验室的灯光却整整亮了一夜。刚刚将机器人左手的程序调试完成，将近24个小时没合眼的王世雄终于松了口气。
王世雄和他的团队研发的这款双臂轮式仿人服务机器人，可代替人跨越空间处理事务。用户通过使用VR设备获得机器人空间的图像信息并做出相应的判断及动作，而异空间的机器人利用网络实现两空间的信息交互，并将跟随用户完成相应的动作，神奇地实现了武侠小说中才有的“隔空取物”。
王世雄是机械工程与自动化学院机械工程专业2014级学生，是一个喜欢迎接挑战、探索科研的大男孩。在与指导老师交流后，他结合专业知识，设想将传感器和机器人结合在一起，研究出点新东西。
一个篱笆三个桩，一个好汉三个帮。一次偶然的机会，想要做项目的王世雄遇到了两位志同道合的伙伴—机械学院的王凯和软件学院的苏卓。在指导教师陆志国的帮助下，师生4人为了共同的目标携手前行。作为团队的队长和负责人，王世雄担任着机器人机械结构设计的重任。
兵马未动，粮草先行。为了后续工作的顺利展开，他在假期就开始着手机器人的设计工作。在之后的程序调试和软件框架的组建过程中，王凯和苏卓两位伙伴也认真完成了自己所负责的部分。“机器人的硬件与软件就等同于人体的骨架和神经，两部分缺一不可。”王世雄说。因为三人不在同一校区，苏卓经常要搭两小时的车来和他们讨论研究问题，这也让他们的每一次会面变得珍贵而高效。
从申请立项再到实体落地，王世雄团队一丝不苟地检查每一根线路，优化每一个程序，力求把每个细节都做到极致。正是他们这样的工作态度，让原本冰冷的铁板慢慢有了生命。
“虽然整个项目时间紧压力大，也总会遇到各种各样不可预测的问题，但能和一群志同道合的老师和伙伴们一起为了一件事、一个目标而共同努力，这段经历对于我们每个人来说都是弥足珍贵的。”回想起那段难忘的时光，王世雄深有感触。
执于追梦脚步从未停止
鲜花绽放前所经历的风雨，都会成为它成长的养分。王世雄团队迄今为止已获得发明专利2项、实用新型专利2项、外观设计专利1项，并在2018年网络工程和信息安全国际会议上发表学术论文1篇，还先后斩获第六届全国“TRIZ”杯大学生创新方法大赛发明制作类国家二等奖，中国移动创客马拉松大赛东北赛区一等奖等殊荣。这些荣誉和收获对于他们来说无疑是最好的褒奖，也是对曾陪他们通宵达旦的老师最好的回馈。
谈到指导教师陆志国时，王世雄有说不尽的敬佩。大二时，王世雄在RobotMaster机器人大赛中认识了陆志国老师。比赛期间，陆志国和学生团队一起工作，经常是没日没夜地寻找解决方案。从那时起，陆志国的尽职尽责给王世雄留下了深刻印象。“对于我们研发的机器人左手臂不灵活的问题，陆老师提出了很多解决方案，为我们开拓思路。他做事认真负责，工作起来特别拼，是我们的榜样。最重要的是对于学生的新奇想法，他总是大力支持。”王世雄说。
▲ T-DT团队指导教师陆志国（右）和学生正在调试机器人设备
大四保研时，团队里的其他两位成员分别保送到清华大学和西北工业大学攻读硕士研究生，而王世雄则选择继续跟随指导老师陆志国做科研。“遇见这样一位亲自陪伴我们一起做项目、做科研的老师真的很难得。”王世雄倍加珍惜。
未来总是充满未知和挑战，然而王世雄却信心十足。对于他来说，“TDT”实验室的名字一直让他印象深刻—Thinking-Doing to Theory。“那是我大二时，刚进实验室就知道了这3个字母的含义—理论出自实践，学习新理论的好方法就在于应用它，概括起来就是知行合一。”
执着于理想，纯粹于当下。提及对项目的未来打算，王世雄希望能进一步降低机器人的成本，使得这项成果能惠及民众，融入现实生活。
“希望有一天，即使我和机器人分隔千里，依然能实现‘隔空取物’，将机器人做得更智能、更完美。”
年轻人从来就不应该害怕追梦
年轻就是我们的资本
心中有梦
就要勇敢去追
拼出一个无悔的青春！
来源 | 东北大学报
排版 | 张立远 秦涛
文字 | 段亚巍 徐森 廖金霞 龚维立
责编 | 王延邦 周洛琦 赵春时
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