6月23日，在华中科技大学机械科学与工程学院的实验室里，博士后张桀馨与博士生陈旷达专注地盯着屏幕，指尖在手柄控制器上精准操作。屏幕上，机器人缓缓举起“手臂”，自动找到需要拆卸的螺钉并对准，继而执行了螺栓拧松的任务。“这是在模拟航天器维修场景下，开展机器人灵巧操作实机测试。”张桀馨解释，“我们要让机器人成为航天员的‘替身’”。
这项成果的产业化进程，正是武汉市深入实施“楚材聚汉 共建支点”行动的缩影。2024年，张桀馨带着这一成果参加首届博士后“英雄杯”创新创业大赛（以下简称博创赛）并获得二等奖。“通过大赛，项目获得全程跟踪服务，参加了多次路演活动。”张桀馨说，“这大大助推了项目孵化。”
今年，团队已和两家单位分别达成数百万元的合作，产业化蓝图日益清晰。“从实验室的科研项目走到产业应用的实地场景，离不开武汉给予我们的平台。”张桀馨表示，团队有信心，在武汉创新创业浪潮之中站在前端。
张桀馨正在操作机器人。记者刘晨玮 摄
展开剩余77%“刚柔并济”让机器人“目明手巧”
近年来，人形机器人行业飞速发展，但在空间大型结构设备的在轨制造与维护工作中，由于环境受限，还难以执行在轨运维任务，需要同时让它具备灵活性和接触操作能力。
在实验室里，机器人“手臂”的每一次动作都牵动着团队的神经。陈旷达回忆，两年前加入时，项目面临巨大挑战：要让机器人完成在轨维修任务，传统机械臂在航天器狭小空间内灵活性不足，柔性臂又缺乏接触操作的刚度。“航天维修需要机器人像人一样灵活，但现有技术总差一口气。”团队决定直击痛点，从“0到1”破局。
创新始于一次灵感迸发。团队将绳驱柔性臂和刚性机械臂巧妙结合，研发出技术领先的刚柔耦合仿人操作机器人。
“柔性臂达不到的接触操作能力，让刚性关节来弥补。”张桀馨解释，这种设计克服传统局限，利用柔性小臂实现狭小空间操作点位可达，再由刚性大臂与灵巧末端执行器完成精确控制与具体操作，这样一来，就突破了传统机器人在狭小空间内灵活性不足、末端刚度低的难题。他们也成了国内率先将刚柔耦合、刚柔互补的思路运用至航天器狭小空间仿人操作机器人设计中的团队。
关键技术突破不止于此。团队在仿人手/臂机器人结构设计、视觉伺服寻位定位、狭小空间灵巧操作等方面均取得突破，同步开发了具有自主知识产权的核心操作软件。
张桀馨介绍，为了让机器人成为航天员的“眼”和“手”，符合航天员操作习惯，他们通过近千次实验，让机器人在“柔”与“刚”之间达到理想的平衡状态，让机器人也能“目明手巧”。
博士后团队创业项目在汉就地转化
站上博创赛决赛舞台时，张桀馨的演讲聚焦于一个愿景：让机器人从实验室走进生产线。“精密操作自动化是未来，我们已做好准备。”他的展示吸引了全场目光。大赛后，团队启动公司筹备工作，计划在武汉注册成立企业，实现“产研融合”。
2024年，团队的第三代刚柔耦合仿人操作机器人通过航天工效学评价，在实际环境中实现了技术应用验证与科技项目验收。张桀馨介绍，面向某型号航天器狭小空间作业场景，机器人克服了操作空间障碍多且尺寸狭小的难点，成功执行螺栓拆卸任务，实现了应用验证。长江日报记者了解到，与国外同类产品相比，该机器人在体积上具有明显优势，售价更是降低了60%以上。
秉承着“把科技做到产业上”的理念，团队由华中科技大学丁汉院士、赵欢教授亲自指导，以科技项目为依托，实现了项目产品研制、迭代全流程扶持。目前，这一“小而精”的团队由十余位硕博士组成，已拥有多项核心专利、软件著作权，发表10余篇高水平论文，“核心技术完全自主创新，我们有信心走得更远，将技术运用于更多领域”。
据了解，团队成立公司的进程进一步加快，有望更快实现从实验室到生产线的转化。
政策赋能加速项目产业化进程
从“0到1”的创新成果要实现转化，需要外界提供更多助力，才能为后续“从1到10”“从10到100”的成果产业化铺路，武汉支持创新创业的配套政策让这一步走得更稳。
“博创赛为我们带来了意想不到的机会。”张桀馨介绍，决赛后，他们不仅获得了可用于研发的扶持资金，多家企业也伸出橄榄枝，提出合作意愿。武汉智能装备工业技术研究院有限公司的专家在采访中表示：“团队的创新力与武汉的产业生态完美契合，博创赛平台让我们发现了这颗明珠。”今年，经过反复沟通，团队也与湖北三丰智能装备集团股份有限公司达成深度合作，携手探索项目孵化方式与方案，极大地推动了科技成果落地孵化进程。
产业化进程加速，团队正寻求更广阔的应用场景。通过大赛的宣传，中国南方电网有限责任公司也主动与团队取得联系，进一步探讨狭小空间灵巧操作机器人在电力运维场景中的应用。“狭小空间操作是共性需求，我们的技术可快速移植。”张桀馨说，近期，团队参加了多场产业对接会，创新边界不断拓展。目前，华中科技大学与南方电网决定成立联合研究院，实现“机器人×电力”的深度应用。
这支平均年龄不足30岁的博士后团队正将目光投向更广阔的天地。“从航天器‘上天’到电网‘入地’，只是起点。”张桀馨说，他们正在寻求覆盖面更为广阔的民用场景，希望投身“产业旋风”的中心区域，更好地推动机器人产业化。
政策托举、产业集聚、人才奔涌，淬炼出驱动未来的“硬核”力量，张桀馨博士后团队的“加速度”，映射着武汉在支点建设中当好龙头、走在前列的坚实步伐，武汉正在创新创业版图上烙下“刚柔并济”印记——以柔性政策呵护创新火种，以刚性产业托举人才登攀。
信息来源：长江日报
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