AI新星系列報(bào)道之一 | 林天麟：從科幻靈感邁向科研前沿

2025-02-12 AI新星系列報(bào)道

在科幻電影《超能陸戰(zhàn)隊(duì)》中，微磁機(jī)器人集群能夠自由組合、變換形態(tài)，完成各種復(fù)雜任務(wù)，如今，這一場(chǎng)景正逐步被香港中文大學(xué)（深圳）林天麟教授團(tuán)隊(duì)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。林天麟教授多年來(lái)深耕機(jī)器人與人工智能領(lǐng)域，致力于通過(guò)機(jī)械智能與具身智能的融合，實(shí)現(xiàn)通用變形機(jī)器人技術(shù)，以顛覆性的科技革命重新定義機(jī)器人的未來(lái)。

他團(tuán)隊(duì)的核心貢獻(xiàn)在于全球首創(chuàng)的“無(wú)約束連續(xù)連接技術(shù)”，成功攻克了國(guó)際學(xué)界長(zhǎng)期面臨的模塊化機(jī)器人連接與重組難題，使機(jī)器人能夠快速、靈活地變換形態(tài)并適應(yīng)不同任務(wù)，展現(xiàn)了其在多種環(huán)境下的通用性和高度可變形的能力。這一突破顯著提升了機(jī)器人的變形速度、容錯(cuò)性和智能水平，為通用變形機(jī)器人在各類(lèi)應(yīng)用中的普及和發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

憑借此項(xiàng)研究，林天麟教授團(tuán)隊(duì)在機(jī)器人領(lǐng)域的頂級(jí)會(huì)議IROS上榮獲了機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)最佳論文獎(jiǎng)，這是中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)首次獲得該殊榮。2023年，林教授團(tuán)隊(duì)在機(jī)器人領(lǐng)域頂級(jí)期刊《IEEE Transactions on Robotics》（TRO）上發(fā)表5篇論文，登頂期刊當(dāng)年全球發(fā)文量榜首；2024年，在另一頂級(jí)期刊《International Journal of Robotics Research》（IJRR）上發(fā)表2篇論文，位居中國(guó)區(qū)年度發(fā)文量首位，其團(tuán)隊(duì)在機(jī)器人兩大頂刊TRO和IJRR上創(chuàng)下"雙冠王"紀(jì)錄。

這些突破性成果也助力香港中文大學(xué)（深圳）躋身CSRankings機(jī)器人方向亞洲四強(qiáng)，世界正在見(jiàn)證中國(guó)智慧在模塊化機(jī)器人技術(shù)中的領(lǐng)跑時(shí)刻——當(dāng)磁性模塊在指令下綻放出星鏈般的光芒，屬于未來(lái)的科技圖景已悄然降臨。

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自由形態(tài)機(jī)器人技術(shù)引領(lǐng)國(guó)際革新? 外媒盛贊“實(shí)現(xiàn)巨大技術(shù)飛躍”

林天麟教授多年來(lái)持續(xù)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新與跨學(xué)科合作，致力于機(jī)器人與人工智能技術(shù)的融合與應(yīng)用。其團(tuán)隊(duì)在模塊化機(jī)器人領(lǐng)域取得了國(guó)際領(lǐng)先的自由形態(tài)機(jī)器人原創(chuàng)性成果。在建模、控制、定位、感知與規(guī)劃等關(guān)鍵技術(shù)上，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了革命性的突破，顯著提升了模塊化機(jī)器人在變形、容錯(cuò)、魯棒性和智能性等方面的性能。

這些研究成果已多次發(fā)表于頂級(jí)期刊及會(huì)議上，林天麟教授也獲得了多項(xiàng)殊榮，包括熊有倫智湖優(yōu)秀青年學(xué)者獎(jiǎng)（全國(guó)每年僅3人獲獎(jiǎng)）、英特爾中國(guó)優(yōu)秀研究獎(jiǎng)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)館“科學(xué)探路者”稱(chēng)號(hào)、中國(guó)機(jī)器人行業(yè)年會(huì)科學(xué)引領(lǐng)獎(jiǎng)以及中國(guó)高交會(huì)優(yōu)秀科研成果創(chuàng)新獎(jiǎng)等。

這些研究成果不僅得到了中外多國(guó)院士、著名學(xué)者以及頂級(jí)期刊的積極引用和高度評(píng)價(jià)，還引起了中外主流媒體的廣泛關(guān)注。中央電視臺(tái)、路透社、探索頻道及日本放送協(xié)會(huì)等多家媒體多次報(bào)道了這些研究成果，并先后亮相《新聞聯(lián)播》和《焦點(diǎn)訪(fǎng)談》。外國(guó)媒體紛紛評(píng)價(jià)稱(chēng)，這些研究成果“為機(jī)器人技術(shù)帶來(lái)了巨大飛躍”，“是從科幻到科技的轉(zhuǎn)變”。

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三大突破性技術(shù)? 重新定義模塊化機(jī)器人的未來(lái)

林教授團(tuán)隊(duì)在模塊化機(jī)器人領(lǐng)域取得了三大突破性技術(shù)，解決了傳統(tǒng)模塊化機(jī)器人面臨的諸多挑戰(zhàn)：

無(wú)約束連續(xù)連接技術(shù)：讓機(jī)器人“自由變形”。林教授團(tuán)隊(duì)提出的“無(wú)約束連續(xù)連接技術(shù)”徹底改變了傳統(tǒng)模塊化機(jī)器人對(duì)接需要精細(xì)對(duì)齊的限制。通過(guò)磁體與球體組合的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，機(jī)器人模塊可以在三維空間內(nèi)自由連接與重構(gòu)，無(wú)需外部精密對(duì)接。這一技術(shù)不僅解決了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的對(duì)接低效和重構(gòu)緩慢問(wèn)題，還通過(guò)巧妙的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)提升了機(jī)器人的性能效率，降低了控制復(fù)雜性，展現(xiàn)出機(jī)械智能的優(yōu)勢(shì)，使機(jī)器人能夠在復(fù)雜環(huán)境中快速適應(yīng)并高效執(zhí)行任務(wù)。

分布式協(xié)作感知技術(shù)：讓機(jī)器人“聰明協(xié)作”。針對(duì)模塊化機(jī)器人在動(dòng)態(tài)環(huán)境中的定位協(xié)作與環(huán)境感知難題，林教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)了分布式協(xié)作感知與狀態(tài)估計(jì)技術(shù)。結(jié)合磁傳感技術(shù)與圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了多模塊機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中的實(shí)時(shí)定位與狀態(tài)估計(jì)。與傳統(tǒng)感知方法相比，基于多智能體的分布式信息大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性，避免了單一傳感器故障對(duì)感知性能的影響，使機(jī)器人在多干擾環(huán)境下仍能保持高效穩(wěn)定的感知性能。

變拓?fù)渲悄芸刂萍夹g(shù)：讓機(jī)器人“靈活應(yīng)變”。林教授團(tuán)隊(duì)提出的變拓?fù)涓咝е悄芸刂萍夹g(shù)，解決了機(jī)器人在復(fù)雜任務(wù)環(huán)境中的自適應(yīng)控制問(wèn)題。通過(guò)引入空間滾動(dòng)接觸運(yùn)動(dòng)的概念，機(jī)器人能夠根據(jù)任務(wù)需求靈活調(diào)整形態(tài)和運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)精確的障礙物避讓與路徑優(yōu)化。這一技術(shù)體現(xiàn)了人工智能與模塊化機(jī)器人的深度融合，展現(xiàn)了具身變形智能的優(yōu)勢(shì)，使機(jī)器人能夠在復(fù)雜環(huán)境中自主調(diào)整形態(tài)與行為，高效執(zhí)行多樣化任務(wù)，充分發(fā)揮其變形適應(yīng)能力和智能決策能力。

林教授團(tuán)隊(duì)的技術(shù)突破不僅在學(xué)術(shù)界產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，也為實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)了巨大機(jī)遇。他們的研究成果多次亮相國(guó)內(nèi)外科技展覽，并受邀入駐中國(guó)科學(xué)技術(shù)館，成為公眾了解模塊化自重構(gòu)機(jī)器人的重要窗口。這些展示不僅提升了公眾對(duì)前沿科技的認(rèn)知與興趣，更激發(fā)了社會(huì)對(duì)機(jī)器人技術(shù)未來(lái)發(fā)展的無(wú)限想象。

與此同時(shí)，林天麟教授正積極推動(dòng)這些前沿技術(shù)走向?qū)嶋H應(yīng)用場(chǎng)景，加速通用變形機(jī)器人技術(shù)的實(shí)用化進(jìn)程。從工業(yè)制造到復(fù)雜環(huán)境下的搶險(xiǎn)救災(zāi)，從深空探索到日常生活的智能化服務(wù)，通過(guò)構(gòu)建"感知-決策-變形"全鏈路技術(shù)體系，他們的研究正以前瞻性技術(shù)布局構(gòu)筑模塊化機(jī)器人的未來(lái)圖景。隨著技術(shù)的持續(xù)深入，具身智能正突破傳統(tǒng)機(jī)械范式，向著環(huán)境自適應(yīng)、功能自重構(gòu)的智慧形態(tài)演進(jìn)，推動(dòng)行業(yè)邁向新高度，為人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步注入強(qiáng)勁動(dòng)力與創(chuàng)新活力。

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青年教授簡(jiǎn)介

林天麟，機(jī)器人與智能制造國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任，深圳市人工智能與機(jī)器人研究院中心主任，IEEE機(jī)器人與自動(dòng)化學(xué)會(huì)廣州大區(qū)副主席。師從港中大（深圳）校長(zhǎng)徐揚(yáng)生院士，分別于2006年和2010年在香港中文大學(xué)獲得一等榮譽(yù)學(xué)士學(xué)位和博士學(xué)位。長(zhǎng)期從事模塊化機(jī)器人、多機(jī)器人系統(tǒng)及特種機(jī)器人的研究工作，至今在機(jī)器人與人工智能領(lǐng)域知名期刊及會(huì)議發(fā)表論文100余篇，包括Nature Communications、IJRR、T-RO、TPAMI等，獲熊有倫智湖優(yōu)秀青年學(xué)者獎(jiǎng)、TMECH年度最佳論文獎(jiǎng)、IROS機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)最佳論文獎(jiǎng)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)館“科學(xué)探路者”、英特爾中國(guó)優(yōu)秀研究獎(jiǎng)。擔(dān)任TASE、JFR、《機(jī)器人》等多個(gè)知名期刊及會(huì)議的副編輯。作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，主持國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部、廣東省科技廳、深圳市科創(chuàng)委的多項(xiàng)科研課題。其團(tuán)隊(duì)的相關(guān)研究成果多次被中央電視臺(tái)、路透社、探索頻道、IEEE Spectrum等眾多國(guó)際知名媒體報(bào)道。