APP 早在2002年，她便在英國曼切斯特大學(xué)獲得永久教職，至今國際機器人領(lǐng)域仍流傳著“喬的概念”，但她卻在聲名鵲起之時大手一揮，拋開所有橄欖枝轉(zhuǎn)身歸國，組建團隊帶領(lǐng)國產(chǎn)機器人走上騰飛之路。“我們國家正處于發(fā)展壯大的關(guān)鍵歷史時期。學(xué)有所成后報效祖國，是一個中國人的責(zé)任，也是一種榮幸?！边@句話就出自2021年當(dāng)選中國科學(xué)院信息技術(shù)科學(xué)部院士的喬紅之口。
喬紅
歸國
無論何時，喬紅看上去總是沉穩(wěn)端莊，眉宇間凝聚著智性的光輝。這是她多年耕耘的結(jié)果，也是出身書香世家的氣韻。
20世紀(jì)60年代，喬紅出生在一個典型的知識分子家庭——父母都是西安交通大學(xué)教授，這所高校也在之后“順理成章”地成為了喬紅的母校。1989年，喬紅研究生畢業(yè)于西安交通大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，隨后赴英留學(xué)。
彼時，從小“不愛紅裝，偏愛機械”的喬紅在打開國際視野之后更加堅定地形成了一套自己的想法，即機器人未來發(fā)展的一個重要趨勢是越來越接近生物，“它們將不僅是冰冷的機器，而應(yīng)該具有包括認(rèn)知、情緒、邏輯、動作在內(nèi)的一系列類人化的特征”。這種認(rèn)知在早期被她外化為機器人操作中的“環(huán)境吸引域”方法，而她也正是借此在國際上嶄露頭角、擁有姓名——國際期刊直接報道此理論為“喬的概念”。
但令眾人都沒想到的是，在智慧的光輝之下斬獲永久教職、一路順風(fēng)順?biāo)畷r，喬紅卻將目光投向了祖國的機器人市場。她發(fā)現(xiàn)，彼時國內(nèi)的機器人研究尚處起步階段，于是她積極主動地走向了更大的挑戰(zhàn)——2004年，她正式放棄海外教職，歸國加入中國科學(xué)院自動化研究所任研究員。
如今整整20年過去，喬紅仍在機器人與神經(jīng)科學(xué)的交叉融合方向上堅持不懈地探索著。建立起團隊，她帶頭長期從事機器人“手—眼—腦”的研究，也就是機械手的控制、機器人視覺及類腦人工智能的應(yīng)用與融合。
2024年1月，已過天命之年的喬紅再次出現(xiàn)在鏡頭前，端莊大方、言笑晏晏地向大家介紹自己的“新身份”，即北京人形機器人創(chuàng)新中心專家委員會主任。同時她說：“幫助解決產(chǎn)業(yè)瓶頸，正是支持我前進的動力。面對具身智能的浪潮，我和團隊勢必要在這場人工智能的大革命中，提高我國機器人的綜合實力，讓我們的機器人走在最世界前沿。”
喬紅接受媒體采訪
創(chuàng)新
短短一個月，喬紅就讓自己的希冀照進了現(xiàn)實。2024年2月，由喬紅帶領(lǐng)的中國科學(xué)院自動化研究所人形機器人攻關(guān)團隊自主宣布研制出了人形機器人設(shè)計組裝“大工廠”（簡稱“大工廠”），可自動完成人形機器人硬件AI設(shè)計方案和軟件算法的選擇，并在高精度環(huán)境下進行快速驗證，大幅縮短現(xiàn)有研發(fā)周期。
“大工廠”基于“環(huán)境吸引域”高精度作業(yè)和類腦智能機器人理論等原始創(chuàng)新積累，自主突破了高爆發(fā)一體化關(guān)節(jié)、AI賦能設(shè)計、機器人大模型、類人柔順控制等核心技術(shù)。這就像是一個裝滿了機器人制造知識及原理的大模型，只需要告訴大模型，你希望得到一個怎樣的人形機器人，它便會根據(jù)你的需求和使用場景，生成出最佳的設(shè)計制造方案。同時在接收海量反饋數(shù)據(jù)支撐下，“大工廠”會不斷為機器人優(yōu)化。
其中，十分生動、成功的例子莫過于在2024年陸續(xù)亮相，由中國科學(xué)院自動化研究所人形機器人攻關(guān)團隊研制的譜系化人形機器人Q系列——
Q1仿生高動態(tài)機器人，采用的是仿鴕鳥低慣量結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)了機器人全身姿態(tài)準(zhǔn)確跟蹤與平衡控制。在視頻中，機器人可以從容地進行射箭、倒水、手機充電等對精準(zhǔn)度要求高的動作。
Q2多地形適應(yīng)機器人，實現(xiàn)了室內(nèi)外各種復(fù)雜地形的自適應(yīng)與穩(wěn)定運動。該機器人采用的是“有限元分析+拓?fù)鋬?yōu)化”設(shè)計，通過觀測器內(nèi)核裁剪實現(xiàn)高實時控制，機器人在面對非常規(guī)地形時仍能保持原有運動狀態(tài)。
Q3高爆發(fā)運動機器人，實現(xiàn)批量化機器人魯棒控制與不同環(huán)境適應(yīng)能力。Q3機器人采用了功能結(jié)構(gòu)與支撐結(jié)構(gòu)解耦安全設(shè)計，通過知識工程與AI融合高精度建模，針對農(nóng)田作業(yè)、野外巡邏等室外場景應(yīng)用需求訓(xùn)練開發(fā)。
Q4類腦智能機器人，致力于揭示高等動物大腦、身體構(gòu)造、運行機制，并用機器人復(fù)現(xiàn)高等動物的智能行為，是一臺“科普機器人”。Q4從神經(jīng)環(huán)路到肌肉激活，模擬人的機制、結(jié)構(gòu)和功能，實現(xiàn)了冗余、耦合系統(tǒng)的高柔順、高進度運動。
Q5高并發(fā)推理機器人，是一個第一視角的機器人具身智能體，從大腦、小腦、中樞等原理模仿人類，使其具備人類的智力、行動和協(xié)同能力，為智慧工廠作業(yè)、家庭生活服務(wù)提供重要支撐。
喬紅與Q系機器人合影
“機器人的手該是靈巧的、腳該是靈敏的、眼該是明亮的、腦子該是聰明的，最重要的是，它的手足眼腦要是高度融合的。而這樣的機器人現(xiàn)在仍然是昂貴的。因此，我希望未來能夠解決這樣的技術(shù)壁壘，打破我國機器人制造業(yè)的瓶頸，讓我國的工業(yè)機器人能夠穩(wěn)穩(wěn)站在國際舞臺上！”這是喬紅的愿望，也是她至今仍在奮力前行的本源動力。
