[科学技术]年逾九十院士潘际銮：身背千亿科研价值身居斗室

▲潘吉銮和焊接机器人。图像源网络

潘吉銮是中国焊接领域的先驱。20世纪50年代初，中国第一个焊接专业哈尔滨工业大学和清华大学就是由他创办的。

“用机器人代替大型结构的手工焊接是一件棘手的事情，我已经吃了30年了。现在我们必须抓紧时间，和年轻人一起努力，真正把这块硬骨头弄下来。”

工业机器人的手已经到了焊接领域，但面对火箭、航母、油罐等超大工件，依然束手无策。

从技术角度来说，潘吉銮团队研发的无轨爬行焊接机器人其实早在十年前就解决了这个问题。

在垂直或弯曲的金属板上，这些聪明的家伙自己找到焊缝，独立计算焊缝的中心位置，最后完成精确的“缝合”。

然而，这一价值上千亿元的研究成果与产业化还有另一个“差距”。这个团队的另一个挑战是“焊接”这条缝。

2008年，江苏某公司和某团队签订了技术合作协议，但未能进一步坚持，反而做了其他短期内可以更快收回成本的产品。2016年，来自河北的房产主表示有兴趣投资。近90岁的中科院院士潘吉銮冒着大雨，坐了5个小时的车去谈判，结果还是输了。

“老板们对能跑来跑去、跳来跳去的机器人更感兴趣。他们很快就能得到结果并赚钱。但是我那样做就没有味道了，因为他们解决不了我最大的顾虑。”潘季鸾说。

为了解放勤劳的焊接工人，

潘吉銮是中国焊接领域的先驱。50年代初，中国第一个焊接专业——哈尔滨工业大学，清华大学的焊接专业都是他筹备的。

焊接研究绝不仅限于实验室。自从接触焊接后，他经常跑到施工现场和工人师傅一起解决技术问题。他熟悉艰苦的工作。

曾师从潘季鸾的福州大学前校长吴敏生清楚地记得，1979年5月，潘先生赴成都参加全国焊接学术会议。回来后，他一度不舒服，不厌其烦地向学生们描述:

一名工人使用传统焊机从内外焊接大直径合金钢储罐。槽管壁厚超过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铁笼子里，然后用起重机把铁笼子吊进水箱。

200℃的高温一下子把水变成了蒸汽，但是工人们坚持要在这里呆十分钟。灼热的高温导致大量有害气体聚集在狭窄的空房间里。救护车必须一直在现场，随时准备营救受惊的工人。

焊接专家对此感到内疚。从此潘吉銮有了一个想法，总有一天，要实现大型工件的焊接自动化。

潘吉銮在一次调查中看到，一家美国公司开发的焊接机器人可以像跳蚤一样沿着轨道爬在工件上进行焊接。他受此启发，想出了利用爬行焊接机器人解决大型结构焊接自动化的想法。

他对清华机械系焊接教研室的高立生等人说:“这是我们的研究方向。以后我们焊接球罐、军舰、巨轮，让机器人爬上去焊接，这样焊接工人就不用那么辛苦了，也不用再铺履带了。”

一套别墅无法改变的关键技术

实现这一想法的关键是开发一种可以脱离轨道自主爬行的机器人。直到1997年，和他的妻子陆才设计出这个机器人的原型。

颜是20世纪50年代与潘继纶合作的焊接技师。1997年，颜退休了，但仍记得老兄弟们未竟的事业，终于想出了无轨电磁爬行机。

这款爬虫在大型结构件的立面涂装、检查等多种应用前景，很快就有人来买了，出价20-30万。当年，20万到30万人可以在北京美丽的郊区买一栋别墅。

当时潘吉銮是南昌大学校长，重点是让南昌大学尽快进入“211”。在北京开会期间，夫妇邀请潘继纶参观他们的爬行器。潘吉銮敏锐地相信，基于此，制造爬行焊接机器人可以解决大型结构的焊接自动化问题。他再三叮嘱颜不要出卖任何人，并叫等人进一步改造爬行者。

当时的研究工作分为两种方式:阎、、、陆、等部分研究生在清华大学进行研究；当时是南昌大学机电学院教授的张华，带领部分研究生到南昌大学做研究。该研究小组已经开发了四代机器人:电磁、履带式永磁、轮式和轮轨结合。

“每一代机器人的‘分娩’过程都非常艰难。过去对我们来说很难，因为我们不知道如何解决机器人的重量问题。研究小组为此进行了大量实验，克服了无数困难。”回顾这项研究，当时的课题组成员、现任南昌大学机电学院院长张华印象深刻。

想脱离轨道只能爬，爬虫需要跟踪机制。经过10年的研究，潘吉銮的团队终于研制出了无轨全位置爬行焊接机器人，并申请了美国专利。2003年11月，国内焊接行业全体院士和几位顶级专家对该项目进行了评审，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，在焊接界被称为奥运会的北京·埃森焊接与切割展览会上，这个机器人一出现就成为了全场的焦点。

截至2016年12月20日，当最后一个“863计划”项目完成时，他们开发的无轨全位置爬行焊接机器人已经覆盖了力学、物理、数学、控制、软件、焊接等多个领域。，其中有上百种光学数学算法。

“现在世界上绝大多数大型结构，火箭和航空母舰，仍然是手工焊接的。即使有自动焊接，也大多需要人工参与，没有纯焊接机器人。那么为什么我90岁了还想着这么做呢？就是因为看到没人能解决这个问题是硬骨头。”潘吉銮告诉新华社《每日电讯报》。

“80后”、“90后”的创业新征程

2007年9月，潘吉銮和课题组成员参观了天津杨村钢轨焊接基地。工地很乱，工人在离地20米的高架桥上焊接。

为了获得第一手资料，潘吉銮拿着软梯爬到20多米高的高架桥上观看工人焊接。当时风很大，现场人员被这位80岁老人的举动吓坏了。类似的例子在潘季鸾的科研生涯中比比皆是。

、颜、等人虽然都是“七老八十”，但在研发方面总是走在最前列，抢在前面。

在潘吉銮看来，科研成果的评价在于经济效益、技术效果和学术价值三个方面。其中能否产生经济效益，能否产业化，是评价科研成果的首要标准。

然而，在潘吉銮第一次提出开发机器人来替代该领域大型结构的手工焊接的想法近30年后，2016年底，当最后一个相关的“863计划”项目完成时，拥有20年焊接经验的孙仍在与20名同事一起手工焊接储罐。

近乎密闭的储罐内电弧闪烁，焊缝飞溅，让人无法呼吸。焊工戴着防毒面具和焊帽，很快他们就大汗淋漓了。

“有限的空室20人同时进行焊接和打磨，再加上密集的电缆和罐内支撑架，现场安全压力极高。”工地工作人员说。

要尽快将这款机器人投入实际生产，需要根据实际场景的使用要求做进一步的研发调整，然后进行量产。完成以上过程是需要钱的，课题组开始联系有兴趣的企业，但是结果都丢了。

潘吉銮的学生坐不住了。清华大学机械工程系机械工程专业博士冯带着潘吉銮等几个老师上门找金老板，也没找到。他和几个老师商量:与其靠自己，不如靠别人，这样他就可以简单的把之前工作和创业积累的财富全部掏钱，几个老师可以指导技术，师生可以共同成立公司，打通技术改造的“最后一公里”。

2017年1月18日，肩负这一使命的北京博庆科技有限公司诞生于北大创业孵化营。潘季鸾、严、、等人不再仅仅是院士、教授，更有了新的身份——高级技术顾问。

经过近一年的努力，博庆科技已经与中石化旗下的几家建筑公司、江苏省台州市政府以及当地几家造船企业形成了初步的合作意向。

为了尽快投产，90多岁的潘吉銮依然像一个精力旺盛的年轻人一样，每月出差三四次，带着合作意向去企业帮助他们深化机器人技术。90岁的他，依然和85岁的老伴骑着电动车，穿梭在绿树成荫的清华大学校园里。这一幕被清华学生抓拍到了网上，让他一下子成为“院士在线名人”。

然后发现那个背着几千亿科研价值的老院士还住在作战室。

有人问他:“参加无轨全位置爬行焊接机器人产业化是为了挣点钱改善生活吗？”

潘季鸾笑着说:“我根本没想过钱。用机器人代替人工焊接大型结构是一件棘手的事情，我已经啃了30年了。现在我们必须抓紧时间，和年轻人一起努力，真正把这块硬骨头弄下来。”