年逾九十院士潘际銮：身背千亿科研价值身居斗室
▲潘继銮和焊接机器人。图片源网络
潘继銮是中国焊接领域的先驱。20世纪50年代初，他创办了我国第一个焊接专业——哈尔滨工业大学焊接专业和清华大学焊接专业。
“用机器人代替大型结构的手工焊接是一件困难的事情。我已经啃了30年了。现在，我们必须抓紧时间，与年轻人一起努力，真正啃下这块硬骨头。”
本报记者尹
工业机器人的手已经“到达”焊接领域，但面对火箭、航空母舰和油箱等巨大工件，他们仍然束手无策。
单从技术上来说，潘继銮团队开发的无轨爬行焊接机器人实际上早在十多年前就克服了这个问题。
在垂直或弯曲的金属板上，这些聪明的家伙自己找到焊缝，自己计算焊缝的中心位置，最后完成精确的“缝合”。
然而，这项价值数千亿元人民币的研究成果与工业化之间还有另一个“差距”。“焊接”这条焊缝是这个团队的另一个挑战。
2008年，江苏的一家企业与其团队签署了一份技术合作协议，但未能进一步坚持，转而使用其他能在短期内更快收回成本的产品。2016年，河北的一位房地产业主表示有兴趣投资。中国科学院近90岁的院士潘继銮冒着大雨坐了5个小时的公交车来讨论这件事，但结果仍然一无所获。
“老板们更感兴趣的是能跑来跑去并能跳的机器人。他们见效快，还能赚钱。但当我做这些事情时，它们就没有味道了，因为它们不能解决我最关心的问题。”潘继銮说道。
为了解放辛勤工作的焊接工人
潘继銮是中国焊接领域的先驱。20世纪50年代初，他创办了我国第一个焊接专业——哈尔滨工业大学焊接专业和清华大学焊接专业。
焊接的研究绝不仅限于实验室。自从接触焊接以来，他经常跑到施工现场与工人一起解决技术问题。他熟悉这项工作的艰苦工作。
曾在潘继銮求学的福州大学前校长吴民生清楚地记得，1979年5月，潘先生去成都参加全国焊接学术会议，回来后，他感到不舒服，并不厌其烦地向学生们描述:
工人使用传统的焊机从内到外焊接大直径合金钢储罐。水箱壁厚超过100毫米。为了满足工艺质量要求，管件必须预热到200℃。因此，工人们穿着厚厚的石棉衣服蹲在一个小笼子里，然后用起重机把笼子吊进水箱。
200℃的高温立刻把水变成了蒸汽，但是工人们坚持要在这里呆10分钟以上。灼热的热量在狭小的空间里积聚了大量有害气体。救护车必须随时待命，随时准备营救受到惊吓的工人。
焊接专家对此深感内疚。从那时起，潘继銮就有了有朝一日实现大型工件焊接自动化的想法。
在一次检查中，潘继銮看到一个由美国公司开发的焊接机器人可以像跳蚤一样沿着轨道爬到工件上进行焊接。他受此启发，想出了使用爬行焊接机器人来解决大型结构焊接自动化的想法。
他告诉清华机械系焊接教研室的高立生等人:“这是我们的研究方向。将来，当我们焊接球形坦克、军舰和大型船只时，我们还需要机器人爬上去焊接它们。焊接工人不需要做太多的工作，我们也不需要铺设铁轨。”
别墅无法替代的关键技术
实现这一想法的关键在于开发一种能够独立于轨道爬行的机器人。这个机器人的原型直到1997年才由颜和他的妻子陆设计。
颜是一名焊接技师，从20世纪50年代开始与潘继銮合作。1997年，阎退休了，但仍在想着老兄弟未竟的事业，终于想出了一条无轨电磁履带。
该爬行器具有广泛的应用前景，如大型结构构件立面的涂装和检测。很快，人们就来买它，出价20000到300000元。在那些日子里，20000到300000人可以在北京郊区的风景区买一栋别墅。
当时潘继銮担任南昌大学校长，他的主要任务是让南昌大学尽快进入“211”。在北京的会议间隙，闫和他的妻子邀请潘季鸾参观他们的爬虫。潘继銮敏锐地认为，基于此，制造爬行焊接机器人可以解决大规模结构焊接自动化问题。他再三叮嘱严不要出卖任何人，并叫等人进一步改造爬行者。
本文的研究工作分为两个部分:严、、、陆和部分在清华大学进行研究的研究生。当时，南昌大学机电工程学院的张华教授带领一些研究生到南昌大学做研究。该研究小组先后开发了四代机器人:电磁型、轨道永磁型、轮式和轮靴型。
“每一代机器人的‘分娩’过程都非常困难。曾经有一段时间对我们来说非常困难，因为我们不知道如何解决机器人装载的问题。研究小组进行了大量实验，克服了许多困难。回顾这一研究，时任南昌大学机电工程学院院长、课题组成员的张华深受感动。
如果你想摆脱轨道，你只能爬行，但还不行。爬虫也需要一个跟踪机制。经过10年的研究，潘继銮团队终于研制出无轨导向全位置爬行焊接机器人，并申请了美国专利。2003年11月，国内焊接行业的所有院士和几位顶尖专家对该项目进行了评估，一致认为“其成果的技术集成和创新处于国际领先水平”。
2006年，当机器人出现在北京·埃森焊接与切割展览会上时，它成为了所有观众的焦点，该展览会在焊接行业被称为奥运会。
截至2016年12月20日，当最后一个“863计划”项目完成时，他们开发的无轨导向全位置爬行焊接机器人涵盖的技术已经跨越了机械、物理、数学、控制、软件、焊接等多个领域，其中光数学算法多达数百种。
“现在世界上绝大多数大型建筑，无论是火箭还是航空母舰，仍然是手工焊接的。即使有自动焊接，大多数也需要人工参与，而且没有一个人被交给焊接机器人。那么，为什么我90岁了还在考虑做这件事呢？因为没有人能解决这个问题。这是一个艰难的过程。”潘继銮告诉新华社每日电讯报记者。
“80”和“90”后的新创业之旅
2007年9月，潘继銮和研究小组成员前往天津杨村钢轨焊接基地进行考察。现场非常混乱，工人们焊接在离地面20米的高架桥上。
为了获得第一手资料，潘继銮爬上一座20多米高的高架桥，用软梯观看工人们焊接。当时，风很大，现场的人们被这位80岁老人的行为吓坏了。潘继銮的科研生涯中，类似的例子比比皆是。
、严、等人虽然都已年届70和80，却始终走在研发的前列。
潘继銮认为，科研成果的评价包括经济效益、技术成果和学术价值三个方面。其中，能否产生经济效益和能否产业化是评价科研成果的首要标准。
然而，在潘继銮首次提出开发机器人来替代现场大型结构人工焊接的想法近30年后，2016年底，当与该主题相关的最终“863计划”完成时，在*塔里木油田凝析气轻烃深度开采项目储罐焊接现场拥有20年焊接经验的孙仍在与20名同事一起用焊枪对储罐进行人工焊接。
几乎密闭的储罐电弧闪烁，焊接飞溅，烟雾无法呼吸。焊工戴着防毒面具和焊接帽，短时间内大量出汗。
“20人在密闭空间内同时焊接和打磨施工，加上罐内密集的电缆和支撑架，现场的安全压力极高。”建筑工地的工作人员说。
为使该机器人尽快投入生产，在批量生产前，应根据实际场景的使用要求进行进一步的研发和调整。完成上述过程需要资金，研究小组开始联系感兴趣的企业，但结果都不见了。
潘继銮的学生坐不住了。清华机械工程系机械工程专业博士冯在家里找不到金老板和潘继銮等几位老师后，就和几位老师商量:与其依靠自己，不如依靠别人。他只需支付这笔钱，并将他之前工作和创业积累的所有财富进行投资。几位老师指导这项技术。老师和学生联合成立了一家公司来完成技术改造的“最后一英里”。
2017年1月18日，承担这一使命的北京博庆科技有限公司诞生于北京大学孵化器。潘继銮、阎、等人不仅是院士和教授，而且有了新的身份——高级技术顾问。
经过近一年的努力，柏青科技已经与中石化下属的几家建筑公司、江苏省台州市*以及当地的几家造船企业形成了初步的合作意向。
为了尽快实现生产，90多岁的潘继銮(音译)仍然像一个精力充沛的年轻人一样，一个月要去三四次有合作意向的公司，帮助他们深化机器人技术。90岁的时候，他仍然和85岁的妻子坐在电动车上，在清华校园的树荫下来回穿梭。这一幕被清华学生捕捉并上传到网上，让他一下子成了“网络红人院士”。
后来人们发现，这位老院士还住在一个小隔间里，他进行着价值数千亿美元的科学研究。
有人问他，“通过参与无轨导向全位置爬行焊接机器人的产业化来赚钱改善生活吗？”
潘继銮笑着说，“我从来没有想过钱。用机器人代替大型结构的手工焊接是我啃了30年的硬骨头。现在，我们必须抓紧时间，与年轻人一起努力，真正啃下这块硬骨头。”
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