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工業(yè)連接

建國60年報道:來自機(jī)器人的報告(中)

2025China.cn   2009年09月18日
     “如果沒有黨和國家的培養(yǎng)教育,我面對的將是另一種命運(yùn)?!边@是蔡鶴皋的肺腑之言,也是成就他一生事業(yè)最深摯的情感!
蔡鶴皋在一汽研制成功3T-100型機(jī)器人

  1934年6月5日,蔡鶴皋出生在偽滿洲國統(tǒng)治下的長春。父親的早逝為他的童年和家庭蒙上一層陰影,僅靠母親一人拉扯著七個兄弟姐妹,生活變得異常拮據(jù)。中國人只能吃高粱米的“差別”待遇和地圖上“支那”的稱謂,在他幼小的心靈烙下屈辱的印記,直到日本投降他才知道“自己是中國人”。1948年,長春解放,年僅14歲的蔡鶴皋看到了一絲希望,他欣然加入兒童團(tuán),從此對黨的信仰終身不悔。

  蔡鶴皋從上小學(xué)起就一直保持優(yōu)異的成績,對自然科學(xué)的興趣更是與生俱來。上學(xué)時,蔡鶴皋每天都會途經(jīng)長春市圖書館,放學(xué)后,他一定會進(jìn)去看一兩個小時的書。他沒有耐性讀小說,卻喜愛各種各樣的發(fā)明小故事、科學(xué)小制作或科普知識。家里沒有收音機(jī),他就用剛剛學(xué)到的一點(diǎn)物理知識,自制了一臺礦石收音機(jī)??粗鴥蓚€自纏的線圈相對移動,聽著從小小的耳機(jī)里傳出的動聽音樂,他高興得跳起來。他還動手做了望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡、放大鏡以及簡易的幻燈機(jī),并請小伙伴觀賞。而在這奧妙無窮的知識海洋里,有一座最亮的燈塔——愛迪生,早已吸引他探索的目光。愛迪生為電氣、礦業(yè)、建筑、化工和電影等行業(yè)技術(shù)進(jìn)行的許多創(chuàng)造,使年少的蔡鶴皋深深沉迷,并立志成為像愛迪生一樣偉大的發(fā)明家。

  19歲的蔡鶴皋一走進(jìn)向往已久的哈爾濱工業(yè)大學(xué),便如癡如醉地沉浸在自己熱愛的機(jī)械系專業(yè)中。正是在這里,他的實(shí)踐和創(chuàng)新能力得到訓(xùn)練與施展,他的人生觀、價值觀得以最終樹立,他的性格、興趣得以自由塑造發(fā)揮……而這些恰恰成就了他以后的人生,使他在“文革”的苦累勞動中,也沒有動搖自己的心。

  每當(dāng)夜幕降臨,他便忘情獨(dú)步于這瑰麗的科學(xué)技術(shù)王國,白天的一切反而磨煉著他吃苦耐勞的毅力。也許正是這些不尋常的經(jīng)歷告訴了他:在現(xiàn)實(shí)生活中,永遠(yuǎn)沒有一帆風(fēng)順的,處于順境要有經(jīng)風(fēng)浪的思想準(zhǔn)備,處于逆境則更需要剛毅與堅(jiān)韌。所以,蔡鶴皋真摯的熱情才從不曾被無情的現(xiàn)實(shí)生活吞沒。終于,堅(jiān)持和信仰為他迎來一次改變命運(yùn)的重要機(jī)遇。

  上世紀(jì)70年代后期,經(jīng)歷十年浩劫的中國科技界百廢待興,國家急需派出一批優(yōu)秀知識分子學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù),蔡鶴皋就在1979年被選派到美國加州大學(xué)學(xué)習(xí)機(jī)械工程專業(yè)。

在美國——愛迪生的故鄉(xiāng),經(jīng)歷十年思想禁錮的蔡鶴皋仿佛一下子迎來了生命的春天,童年的好奇心又在身上復(fù)蘇,他再次沉迷于異國陌生又新奇的科技世界。

  加州大學(xué)伯克利工學(xué)院先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)條件、一流的實(shí)驗(yàn)室是當(dāng)時在國內(nèi)絕對見不到的。他的導(dǎo)師是戴維·董菲爾德教授,研究課題是弧焊機(jī)器人機(jī)械與控制系統(tǒng)。可是初到美國的蔡鶴皋連計(jì)算機(jī)都還沒見過,更不用說這個課題所涉及的計(jì)算機(jī)實(shí)時測試與控制、機(jī)器人運(yùn)動學(xué)及插補(bǔ)、計(jì)算機(jī)接口技術(shù)、驅(qū)動及位置反饋、控制邏輯與算法……

  當(dāng)時,那里的科技人員實(shí)行每周5日工作制,從最基礎(chǔ)的操作學(xué)起的蔡鶴皋則天天蹲在實(shí)驗(yàn)室里,開始了爭分奪秒地艱苦探索。

  當(dāng)晨曦輕柔的微光喚醒熟睡的人們,蔡鶴皋早已在實(shí)驗(yàn)室,如饑似渴地工作了;當(dāng)月亮的清輝灑向緊閉的窗門,蔡鶴皋仍獨(dú)自練習(xí),鍵盤的嗒嗒聲響至深夜,一杯白水和面包夾雞肉已成為家常便飯。從接口電路裝調(diào)、控制軟件編制,到機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)的改進(jìn),蔡鶴皋在經(jīng)歷著一次次的失敗和成功的同時,也掌握了在書本上永遠(yuǎn)學(xué)不到的寶貴知識和技術(shù)。

  不久,蔡鶴皋拿出了弧焊機(jī)器人的研究計(jì)劃,可“機(jī)器人運(yùn)動的拐角軌跡誤差”——這個長期困擾伯克利工學(xué)院的難題,卻如一道萬夫莫開的雄關(guān)擋在了他面前。盡管他廢寢忘食、苦苦思索、反復(fù)實(shí)驗(yàn),但問題依然懸而未決。

  一天,蔡鶴皋坐在車?yán)?,顧不得欣賞窗外閃過的美麗的異域風(fēng)景,埋頭苦想那道折磨了自己幾個月的難題。突然,行駛在高速路上的車減速了,蔡鶴皋下意識地抬眼望去,發(fā)現(xiàn)前面有個急轉(zhuǎn)彎兒。車行越來越慢,司機(jī)一轉(zhuǎn)方向盤,平穩(wěn)通過彎道!面對這再熟悉不過的場景,蔡鶴皋突然心有所動:車在公路上行駛與焊槍在焊縫上運(yùn)行有沒有共同之處,能不能用預(yù)測控制的辦法去解決機(jī)器人運(yùn)動拐角軌跡誤差的問題呢?這個想法頓時讓他變得像孩子一樣激動,情不自禁地喊起來:“先生,請開回實(shí)驗(yàn)室去!”

  一到實(shí)驗(yàn)室,蔡鶴皋便足不出戶,連續(xù)進(jìn)行預(yù)測控制實(shí)驗(yàn)。一系列的數(shù)據(jù)和曲線終于出來,據(jù)此他建立起一套完整的數(shù)學(xué)模型和根據(jù)轉(zhuǎn)彎預(yù)測進(jìn)行速度控制的控制邏輯,最終解決了拐角軌跡精度的難題,并在國際會議上發(fā)表了3篇專題論文,引起學(xué)術(shù)界關(guān)注。

  蔡鶴皋忘我的學(xué)習(xí)狀態(tài)和聰慧的天賦贏得了董菲爾德教授的贊賞?;貒跋Γ淌谟纸唤o他另一項(xiàng)課題——聲發(fā)射技術(shù)在磨削過程中的應(yīng)用。當(dāng)時,全世界在磨削方面尚沒有人發(fā)表過關(guān)于聲發(fā)射技術(shù)應(yīng)用的論文。蔡鶴皋問教授:“這項(xiàng)研究是否有什么參考資料?”教授回答沒有。蔡鶴皋又問:“那么您有沒有什么想法?”教授說:“也沒有。一切全靠你自己,可能成功,也可能失敗。如果成功,那就是世界上的第一?!辈铁Q皋聽完,猶豫片刻,最終接受了這項(xiàng)任務(wù)。

  勇闖險境的開拓者必有意想不到的收獲,蔡鶴皋僅僅用四個月就圓滿完成課題,并在ASME的學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表了一篇論文。

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