长沙晚报全媒体记者 徐运源 通讯员 徐一鑫
高铁车厢里，一台机器人自动“跑”到工位，伸出机械臂，对准螺栓，“咔哒”一声精准拧紧，完成任务后又转向下一个点位。
这一幕，已在中车的生产线多次上演。用不了多久，这种螺栓锁附机器人将批量上岗，替代工人完成繁重而关键的拧螺栓工作。
“每节车厢有成百上千个螺栓，人工去拧耗时费力，扭矩一致性也难以把控，机器人能大幅提升效率和精度。”近日，湖南大学教授、潇湘实验室副主任颜志接受记者采访时介绍。
这款机器人背后，是潇湘实验室主任王耀南院士团队正在攻关的“智能制造机器人集群”技术。它瞄准的，不只是高铁，还有飞机、舰船等重大装备的制造需求。
一个大胆的设想
航空航天、海洋舰船、轨道交通等领域的重大装备制造，是兴国之器、强国之基，其制造水平代表国家制造业的核心竞争力。
然而，飞机机身、机翼等大型复杂部件通常具有尺寸超大、工序繁多等特点，其制造长期面临规模大、任务多、精度高等挑战。
“以国产大飞机装配为例，传统模式大量依赖人工，一年产能仅10余架，而目前累计订单超过1000架；高铁螺栓锁附、船舶焊接等也多依赖人工，劳动强度大、效率却不高。”颜志多地走访，深有感触。
深耕机器人与智能控制领域20余年的王耀南院士，2022年提出一个大胆设想：能不能用一群机器人去造飞机、造高铁？
他的思路是“逆向”的：过去是工件动、工位不动；现在反过来——工件不动，让机器人去动。一群机器人协同作业，完成大型复杂部件的测量、搬运、加工、装配。
颜志坦言，最初听到这一设想，感觉做研究没问题，能否真正落地，心里也“直打鼓”。
王耀南院士说干就干，他迅速牵头整合浙江大学、南开大学、华中科技大学等跨学科力量，以及中国商飞上海飞机制造有限公司等应用方，开启了协同攻关之路，并获得国家自然科学基金重大项目支持。
让机器人学会“合作”
智能制造机器人集群的核心，是要让一群机器人“组团”干活。
难点在于：它们得互相理解、实时协同。
这就像指挥一个交响乐团——每个乐手既要看自己的谱，还要听别人的声，节奏必须分毫不差。
王耀南提出的解决方案是“感传算控一体化”：感知、通信、计算、控制四大环节形成闭环系统。让机器人像人一样，靠“五官”感知环境、“神经”传递信息、“大脑”决策控制、“手脚”精准执行。
研发过程中，多机器人协同是必须突破的难题。
“比如3台机器人协同搬运飞机机翼，速度、方向必须完全同步，稍有偏差就可能导致掉落损坏；两个机器人协同铆接，一个顶紧铆栓、一个完成铆接，默契度要求极高。”颜志说。
团队创新采用“通信—控制协同设计”，即便出现通信丢包或时延，也能通过控制算法弥补，确保系统稳定运行。
目前，团队已完成7台机器人本体研发，包括测量、顶升搬运、抓取搬运、加工装配等类型，另有2台机器人进入加工阶段。这些机器人可根据制造需求灵活组合，形成“单个机器人可独立作业、多个机器人可协同作业”的柔性模式。
从“试一试”到“主动要”
“没想到真能做成功！”这是中车对螺栓锁附机器人的评价。
起初，企业抱着试一试的态度，却意外发现机器人拧螺栓拧得又准又好，当即决定采购应用，并主动提出新需求：“测量机器人也可以搞一搞。”
“机器人投入使用后，相比人工拧螺栓，效率提升50%以上，扭矩精度误差控制在3%以内，大幅降低了人工成本、劳动强度和安全风险。”颜志介绍，双方正在对接测量机器人的落地应用。
在航空领域，机器人集群同样崭露头角。两台协同作业的测量机器人，一台定位跟踪，一台扫描测量，可精准完成大型飞机壁板测量。以测量、装配、机身机翼对接三大应用场景为牵引，机器人集群已在商飞国产大飞机C919产线试用验证，未来将助力中国商飞提升产能、缩短交付周期。
此外，团队还与东方航空、海南航空等合作，将测量机器人应用于飞机发动机检修，为飞行安全再添一道防线。
打造湖南产业新优势
从实验室到工厂，科研成果转化常常面临“死亡谷”，潇湘实验室探索出一套自己的打法。
“我们在研发设计阶段就做好规划：偏技术攻关的，由老师和学生负责；偏工程化落地的，专门招工程师团队来做。”颜志说，落地应用时选择跟大企业合作——有真实需求、开放场景和容错空间。
比如实验室与中国移动共建“产业智能联合研究院”，借助企业资金和资源，快速将成果转化为产品。
目前智能制造机器人集群应用已覆盖航空、高铁、风电等领域，未来还可赋能汽车制造，替代传统固定机械臂实现更灵活的智能作业。
“十五五”规划纲要布局了具身智能和6G等未来产业，这也是潇湘实验室发力的重点方向。王耀南院士团队有新目标：发力“AI+先进制造业”，助力湖南打造工业具身智能与机器人产业集群。
“湖南产业链齐全，应用场景丰富，人才储备充足，优势独特。”颜志说，从大胆设想到落地见效，从技术突破到产业赋能，自己越来越坚信，智能制造机器人集群能切切实实服务好国家重大需求。
当机器人学会“组团”干活，湖南的制造业也必将迎来新的想象空间。