1月8日上午，2017年度国家科学技术奖励大会在北京召开。仪器科学与工程学院宋爱国教授领衔的《人机交互遥操作机器人的力觉感知与反馈技术》项目获得技术发明二等奖。
随着我国空间探测、核能利用、远程制造等领域的快速发展，迫切需要可远程控制机器人完成未知或危险环境中复杂作业任务的人机交互遥操作系统。
而力觉感知与反馈则是人机交互遥操作机器人系统极其关键的技术，它将机器人与环境相互作用的力觉信息检测并反馈给操作者，使操作者准确地感知与识别操作对象，有效地远程控制机器人完成复杂的操作任务。
该项目历时 12 年，在国家 863 项目、国家自然科学基金项目，以及航天科研院所合作项目的资助下，突破了人机交互遥操作机器人的力感知、力反馈、力控制三大关键技术，研制成功人机交互遥操作的关键支撑设备，填补了国内空白，丰富和发展了我国人机交互遥操作机器人技术及系统。
左：宋爱国教授 右：宋光明教授
人机交互遥感操作机器人与临场感遥操作
人机交互遥操作机器人是完成空间环境下作业的有力手段，而临场感遥操作是空间机器人的关键技术。
临场感的概念是指将远地机器人和环境的相互作用信息（视觉的、力觉的、触觉的等）实时地反馈给本地操作者，生成关于远地环境映射的虚拟现实，使操作者产生身临其境的感受，从而有效地控制机器人完成复杂的作业任务。具有临场感的遥操作机器人的实现，将极大地改善机器人的作业能力，人们可以将自己的智慧同机器人的适应能力相结合而完成有害环境或远距离环境中的作业任务，如空间探索、海洋开发、远程医疗、远程实验等。
助力天宫二号
2016年9月15日22时04分，天宫二号在长征二号FT2运载火箭的托举下奔赴太空。经过约575秒，天宫二号与火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得圆满成功！
与天宫二号一同升空的还有由东南大学自主研发的在轨操作力测量设备，用来测量航天员在失重状态下各种操作力的信息。
东南大学仪器科学与工程学院院长宋爱国教授就是该研发项目负责人。
从2009年开始，宋教授带领团队进行“航天员在轨操作力测量系统”项目的研究。最早的项目是航天员地面模拟出舱操作的攀爬力与抓握力测量装置研究。参与项目研究的教师有4人，研究生先后有10多人。研发过程是从模拟空间站失重效应的水下航天员操作力测量系统，到模拟空间站失重环境的失重飞机航天员操作力测量系统的研发，再到天宫二号航天员在轨操作力测量系统。模拟环境一次次接近太空失重状态。
天宫二号空间实验室环境示意图
图文编辑 | 张梦尧
