工善以利器 行而召先鋒
——記浙江大學電氣工程學院教授林志赟

本刊記者 倪海波

工善以利器 行而召先鋒
——記浙江大學電氣工程學院教授林志赟

本刊記者 倪海波

在耶魯大學交流訪學

清爽平頭，細框眼鏡，笑容明朗，思維敏捷。初見林志赟，這位浙江大學電氣工程學院的年輕教授，符合理工科學者的一切特質(zhì)。當談起專業(yè)內(nèi)容時，“多智能體系統(tǒng)及機器人集群協(xié)調(diào)控制”這個聽起來非常復雜的研究領域，被他解釋得簡單明了，頗有四兩撥千斤之效：“生物界低智能群居生物，比如螞蟻、蜂群，或鳥群、魚群，通過簡單的個體相互作用，呈現(xiàn)出一種非常有序的群體行為，被稱為群體智能。”他的介紹，使記者想起多年以前曾讀過的一篇科幻小說——《養(yǎng)蜂人》，篇幅很短，但20多年后的今天依然印象深刻：跳八字舞指示蜜源、連人類也嘆為觀止的六角形蜂巢……一只孤蜂絕不可能在自然界存活下去，但當它們的種群達到臨界數(shù)量，就能互相密切配合，產(chǎn)生一種整體智力，大于個體之和。“這是人類對生物界智能的一種認識，”林志赟補充說，“從工程角度來講，我們的研究主要是揭示群體智能的內(nèi)在機理，并將其應用到實際工程中去。”

事實上，無論理論研究，還是工程實踐，林志赟都已在行業(yè)中遙遙領先。

知尚早 空白領域一馬當先

2017年春節(jié)后不久，愛思唯爾（Elsevier）發(fā)布了2016年中國高被引學者榜單。2016年的愛思唯爾榜單共遴選出1776名最具世界影響力的中國學者，分布在航天工程、能源、環(huán)境科學等38大學科。其中，人工智能在研究方向中獨占鰲頭。在與人工智能相關的四大領域里（計算機科學、電氣和電子工程、控制和系統(tǒng)工程、神經(jīng)科學），林志赟成為浙江大學控制和系統(tǒng)工程學的唯一入選者。作為國內(nèi)自動化領域最具世界影響力的中國學者之一，林志赟已經(jīng)連續(xù)3年進入該榜單。

在十幾年前，林志赟所選擇的這個研究領域，在國際國內(nèi)還均處于空白狀態(tài)：“當時，國際上只有少數(shù)幾個人剛剛開始對這個方向感興趣，我的導師就是其中之一，他是加拿大工程院院士，也是控制領域最頂尖的科學家之一。”2001年，林志赟前往加拿大攻讀博士學位，其間他對多智能體系統(tǒng)及機器人集群協(xié)調(diào)控制的研究產(chǎn)生了濃厚興趣，并在此后的4年間得以深入鉆研。2005年，林志赟獲多倫多大學電氣和計算機工程博士學位。之后的兩年，他繼續(xù)留在多倫多大學從事博士后研究。2007年完成博士后工作，林志赟以“特聘研究員”的身份加入浙江大學電氣工程學院，仍然專注于多智能體系統(tǒng)及機器人集群的協(xié)調(diào)控制。

在國家自然科學基金等項目資助下，近年來，林志赟領導的科研團隊有大量研究成果見諸國際控制領域的Top期刊和會議，并受到了國際控制領域的高度關注。

思為先 理論研究力拔頭籌

2012年5月，美國最大的電商網(wǎng)站——亞馬遜，以高達7.75億美元現(xiàn)金，收購了代表當時最先進協(xié)調(diào)控制技術的Kiva機器人集群系統(tǒng)。Kiva機器人像蜜蜂一樣成群地在倉庫里來回穿梭忙碌，每小時處理的訂單量達到傳統(tǒng)方式的2～4倍，能讓履行一份普通訂單的成本從3.50美元～3.75美元削減20%～40%。廣泛部署Kiva后，亞馬遜每年可以節(jié)省4.58億～9.16億美元。

“我們目前在做的一個項目，也是這樣的研究”，林志赟說。回國后，他帶領團隊，承擔了多項國家級項目，從多運動體自主編隊到多機器人協(xié)作，都取得了令人矚目的突破。

“機器人集群的智能協(xié)同控制理論與方法”項目

2016年，我國機器人產(chǎn)業(yè)最重磅的新聞，莫過于《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016－2020年）》的發(fā)布，在這份“十三五”規(guī)劃中，機器人與人工智能被定位為未來十大新興技術之一。而現(xiàn)實中，單個機器人的作業(yè)能力、魯棒性和效率等難以滿足工業(yè)應用所需要的復雜程度，以及軍事偵查、服務業(yè)等領域的需求。因此，機器人集群協(xié)調(diào)控制的研究成為國際前沿研究熱點。在實際工程應用中，物流自動化對機器人集群的需求增長迅猛。碼頭、工廠、電商倉儲操作智能化、無人化已然成為世界發(fā)展的潮流，其中移動機器人集群的智能協(xié)調(diào)控制成了其關鍵核心。

無論是無人化碼頭還是無人工廠中的物流機器人，一個共性核心關鍵問題是復雜場景下多個種類的移動機器人的網(wǎng)絡化和協(xié)同作業(yè)難題，林志赟對目前的現(xiàn)狀分析認為：“針對異構機器人集群協(xié)作和協(xié)調(diào)的機制和系統(tǒng)化設計方法尚未明確，相應的基礎理論和技術需要進一步發(fā)展和提升以達到實用化目的。”

2017年，在既往科研項目的基礎上，林志赟針對異構移動機器人集群的智能協(xié)同控制中的“大”“異”“變”三個難題，從基于多源異構信息的分布式協(xié)作定位與運動估計、融合集中式靜態(tài)規(guī)劃和分布式動態(tài)優(yōu)化的任務調(diào)度、基于差異性互補合作學習的自適應協(xié)調(diào)控制理論和方法等三個方面入手，開展智能協(xié)同控制基礎理論與方法的研究。

行在前 工程應用運籌帷幄

博士期間，導師曾這樣評價林志赟：“這個學生想鉆研的科學難題，就沒有他突破不了的。”回國之后的林志赟，依然將這份執(zhí)著帶到了工作中。隨著科研工作的深入，林志赟更深地感觸到“有些東西，只停留在實驗室，或者停留在某個理論某個算法上面，并不能直接創(chuàng)造價值”。

科鈦機器人團隊廈門鼓浪嶼團建活動

“把創(chuàng)新成果轉化成實際應用，切實為民族工業(yè)盡一份綿薄之力”，一如當年毅然放棄國外優(yōu)渥的條件回國，這份不變的初衷讓林志赟在2016創(chuàng)辦了浙江科鈦機器人股份有限公司（以下簡稱“科鈦機器人”），并自己親自擔任董事長一職。他將公司選址在錢塘江畔的杭州市國家高新技術開發(fā)區(qū)，將自己多年在機器人控制和多機器人協(xié)調(diào)控制方面的理論累積悉數(shù)投入實踐開發(fā)。憑借扎實的技術積累和強大的研發(fā)團隊實力，公司在短短一年多的時間里迅速完成多項先進導航技術、無人駕駛車載控制系統(tǒng)、多款自動導引物流機器人（AGV）以及多機器人智能調(diào)度系統(tǒng)的研發(fā)并投放生產(chǎn)，一舉成為國內(nèi)極少數(shù)擁有完全自主知識產(chǎn)權的激光、慣導、視覺等全系列導航技術和企業(yè)內(nèi)部物流車輛無人駕駛技術的公司。他帶領著這支平均年齡不到28歲的夢想創(chuàng)業(yè)團隊一路進取突破，不斷書寫著行業(yè)的最新最高標準：國內(nèi)首創(chuàng)室內(nèi)、室外混合導航（磁釘、磁條、慣導混合導航方式）；AGV車輛行走速度達到1.7米/秒（符合現(xiàn)有人工駕駛車輛工作節(jié)拍）；國內(nèi)首家使用HOKUYO激光導航儀，打破激光導航儀須采用德國SICK產(chǎn)品慣例；首次實現(xiàn)了僅需要兩塊反光板的激光定位與導航等。一年來，20多項發(fā)明專利，國內(nèi)多家各行業(yè)龍頭企業(yè)的定制合作以及杭州市領軍型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊、杭州“青藍計劃“企業(yè)、“火炬杯”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽先進制造“優(yōu)勝企業(yè)”等各項榮譽紛紛涌向“科鈦”。被關注只有短短十幾年的多智能體系統(tǒng)及機器人集群協(xié)調(diào)控制領域，正在以炫目的速度、高效的應用，引領機器人與無人系統(tǒng)一路向前發(fā)展，而年輕的科鈦機器人正是這其中冉冉升起的“明日之星”。

科鈦機器人的未來成長，將如林志赟所愿：打造智能機器人行業(yè)的領軍者，為“中國智造”的發(fā)展做出自己的貢獻。

專家簡介：林志赟，浙江大學教授、博士生導師，杭州電子科技大學特聘教授、博士生導師、模式識別與智能系統(tǒng)學科帶頭人，浙江大學華南工業(yè)技術研究院機器人及自動化技術研究中心主任，美國電子電氣工程師協(xié)會Senior Member，國際自動控制聯(lián)合會(IFAC）技術委員會委員，浙江科鈦機器人股份有限公司董事長。專注于機器人與無人系統(tǒng)、機器人集群控制與優(yōu)化調(diào)度的研究，發(fā)表科研論文160多篇，申請/授權發(fā)明專利30多項，主持和參與國家自然科學基金、省部級科研項目以及企業(yè)合作開發(fā)項目10多項，曾獲浙江省杰出青年基金、浙江省科學技術獎二等獎。