说起起重机，很多人并不陌生。起重机被大范围的应用于电力冶金、仓储搬运、航空航天、新能源开发、机械制造、港口装卸、建筑施工等领域，是工程装备行业的“负重脊梁”。

  前不久，2023年度天津市科技奖揭晓，由南开大学完成的“复杂约束下起重机器人智能控制”项目荣获自然科学奖二等奖。

  “起重机，就是我们常说的吊车，如果赋予它智能的特性，就是起重机器人。”项目第一完成人，南开大学人工智能学院教授、博士生导师孙宁说，“现在马路上的智能汽车慢慢的变多了，智能辅助驾驶功能越来越普遍，但目前起重机还是主要是依靠人来操作，我们大家都希望它能够在一些场景下自主、智能地完成一系列操作，推动起重吊运系统向无人化、智能化转型。”

  然而，起重机器人属于欠驱动系统，无法利用独立的驱动器抑制负载摆动，总系统复杂的非线性耦合特性也增加了控制难度。

  何为欠驱动？“就是以少控多。”孙宁解释，起重机器人种类多样，动力学特性很复杂，特别是由于机械结构的限制，负载缺少独立的驱动装置，需要以较少的输入信号同时控制可驱动的台车、吊杆运动与不可驱动的负载摆动，且大型吊具下悬挂货物极有几率存在双摆效应，这就对起重机器人的工作效率、稳定性和可靠性提出了更高的要求。

  “所以，我们重点突破的是复杂约束下起重机器人准确吊运与快速消摆问题，提出最优轨迹规划与智能操控方法，目的是提高吊运效率、精度与安全性。”孙宁说。

  经过8年不懈努力，该项研究将智能方法融入起重机器人本体中，有效处理了起重机器人“以少控多”的难题。在没有人工干预情况下，装上“智慧大脑”的起重机器人具备了智能控制的功能，能适应各种工作环境与复杂约束。

  此外，项目针对起重机器人提出的智能方法经适当扩展后，还有望应用于其他欠驱动机器人，具备极其重大的理论研究和实际应用价值。

  科学探索的起点是实际的需求，其目标是解决这些需求背后的难题。“打个比方，钢厂里起重机吊运一个钢卷要花费1分钟，到目的地后钢卷还要摆动4分钟，之后才能平稳落地；或者用5分钟以缓慢的速度吊运过来，才可能正真的保证钢卷没有大幅度的摆动。无论哪一种，都会产生较大的时间成本。在传统起重机系统引入智能算法后，便能改善此类问题，抑制吊运中货物因惯性产生的大幅摆动，加快消摆速度，提升工作效率。”孙宁举例说。如今，在南开大学方勇纯教授的带领下，该项目团队已入选了中国自动化和AI创新团队、天津市重点领域创新团队等。

  创新永不止步，他们更大的梦想是对标“四个面向”，提升起重吊运系统的智能化程度，专注高水平质量的发展，推动起重机器人逐步应用于海陆空等更广泛的领域，助力国民经济发展。

  index_100331971){ alert(您已浏览到最后一页); return false; } $(#Content_100331971+count_100331971).show(); });

  陈辐宽赴天津农村产权交易所、市农科院调研 强化科学技术和改革双轮驱动 推进乡村全面振兴

  天津因地制宜利用地铁边角地块实施民心工程 建设智慧停车场 市民出行更方便

  天津印发《京津冀国家技术创新中心天津中心建设方案》 让更多成果从“实验室”走向“生产线”

  滑板公园、街头篮球、体育夜市、“村BA”“村超”……天津要打造这么多“好动”的地儿！