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主頁  > 時事  > 時事速報 2021 年 12 月 22 日

賦予機械人自主視覺

物流及建築都是傳統勞動密集型工業,而醫療業亦十分需要技術人員。在粵港澳大灣區,這三個界別近年都積極引入自動化機械人去解決人手問題。劉雲輝教授憑着其多年在視覺導航、定位、控制及抓取理論的研究成果,開發了多款自動機械人,協助不同行業應對發展機遇及各種限制。

智能叉車結合抓手系統,可有望為物流業提供一條龍的智能化方案,同時亦可應用在物流、餐飲和服務業之上。


智能自動叉車 解決行業人手短缺

全球網購行業蓬勃發展,帶動工廠、倉儲和物流業對叉車的需求。據2020年中國叉車行業銷量資料,國內一年總銷售量逾六十萬輛。有車自然需要司機,不過駕駛員的工作性質刻板重複,年輕人大多不願入行,加上工資和管理成本不斷上升,業界為此頭痛不已。

「六年前,我們發現內地市場對於自動化叉車需求龐大,於是研發一套智能組件,只要加裝在現有的電動叉車上,便可利用三維視像鏡頭,實時收集環境數據、自我定位及導航,毋須人手操作及改裝倉庫環境,精準安全地在倉庫內完成運送貨物的任務。」劉教授說。

這項發明大獲好評,至今已賣出數百輛智能叉車。成功原因不只是市場有此需求,更重要是技術可靠。劉教授的研究團隊於過去二十多年,大力研究視覺導航、定位及抓取理論,為機械人的應用奠定發展基礎,「簡單來說,任何要運用視覺的機械,都需要電腦技術去分析影像,獲取當中的信息,而導航、定位、控制和抓取更是很多工業機械需要用到的基礎技術。」他解釋。

除此智能叉車,他們近年亦研發智能抓手,透過高階鏡頭分析三維空間,配合機械臂,迅速靈活地進行抓取、分貨、擺件等工序,為物流業提供一條龍的智能化方案,未來亦可應用在製造、餐飲、服務等行業。此外,劉教授亦研發內窺鏡系統及腹腔鏡子宮切除手術機械人,前者能讓醫生利用腳部傳感器操控機械人,騰出雙手施行手術;後者可在手術中協助翻動子宮,讓醫生找出要切除的組織。

透過三維視像鏡頭讓叉車可實時收集環境數據自我定位及導航,精準安全地在倉庫內走動並完成運送貨物的任務。

中大電腦視覺技術的發展並非一朝一夕。劉教授在八十年代到日本師承國際機械人專家有本卓教授,學習各種機械人基礎科學和數學知識,打下成功基礎。劉教授與那個年代大部分出國求學的內地專才一樣,有着同樣想法:「將知識帶回中國,帶領國家的科技發展;而香港當時即將回歸,中大在高錕校長推動下致力發展機械人研究,於是1995年我便來到這個充滿熱情與活力的城市。」


鼓勵學生創業 推動機械科技產業化

中國近年科技發展迅速,各行各業卻面對着不同的樽頸和困難,為了加速業界發展,近年他創立初創公司 ──「深慧視科技」,為其他科研企業提供其自主研發的技術。

劉教授在2016年出任中大天石機器人研究所所長,其後亦參與InnoHK 創新香港研發平台,建立香港物流機械人研究中心,並於深圳福田的中大深港創新研究院設立據點。這些項目均旨在吸納年輕專才,鼓勵學生創業,推動前沿機械人科技產業化。多年教學,劉教授有不少「得意」門生,他更笑言自己是學生的創業助手:「有位學生研發了塗漆機械人, 並在內地開公司,成功協助建築業節省八成的相關人手,並提升了三倍效率和大大降低了意外率;亦有學生研發出能協助醫護進行聽力測試、人工受孕等工作的智能機械人。」劉教授知道這些成功的例子未來將會愈來愈多。

智能抓手配合機械臂,能迅速靈活地進行抓取、分貨、擺件等工序。

“我們科研人員除了講求科學價值,更應講求社會價值,想辦法將研究成果產業化,幫助各行各業。”

劉雲輝教授
中大天石機器人研究所所長、卓敏機械與自動化工程學教授


研究領域:視覺導航、定位、控制及抓取理論
主要成就:
● 未來機器人有限公司及深慧視科技有限公司創辦人
● 獲湯森路透評為工程界論文被引用最多的作者(2013)
● 電機暨電子工程師學會(IEEE)院士
● Spinger專業期刊《機器人與仿生學》主編
● 申請和授權的發明專利達20多項