飛行員研制機械臂12年，最大的夢想是研發出救援機器人

作為一名“80后”，周明軒是一名飛行員，從小就夢想著做機器人，看到消防隊員參加搶險救災不幸犧牲的畫面，他深受觸動，利用私房錢研發機械臂12年。人機交互機械臂、機械仿生手、柔性機械臂......如今，他已研發出數十款機械裝置。近日，揚子晚報紫牛新聞記者來到周明軒位于蘇州工業園區的工作室，聽他講述機械臂研發背后的故事。周明軒說：“我想讓冷冰冰的金屬更具人性的溫度，未來計劃做更多實用性裝置，研發出救援機器人是我最大的夢想。”

周明軒出生于1980年，浙江衢州人，從小就夢想著做機器人和變形金剛。周明軒的父親是一名工程師，平時會做一些機械，周明軒經常跟父親在家里的實驗室倒騰，耳濡目染之下，他對機械產生了極大興趣。“我們家里就沒有我沒拆過的東西。”周明軒告訴記者，因為自己把機器都原原本本地裝回去了，所以基本沒挨過打。

周明軒本科學的是漢語言文學專業。2006年，他遠赴新疆，給孩子們上美術課，還獨自一人去沙漠戈壁寫生。“折騰一年多后，我就回去上班了。”2007年，周明軒來到蘇州的一家企業做行政。

“我從小就想當飛行員，想當空軍，但是沒能過體檢關，這一直是我的一個遺憾。”后來，骨子里叛逆的周明軒學了滑翔傘，不料卻摔折了腿。三年前，周明軒在上海學開直升機，考取了全國只有三千多人持有的民用航空器駕駛員執照（直升機私照），飛過上海、常州、建德等航線，累計飛行時長達五六十小時。“我很享受在高空俯視地面的感覺。”周明軒說。現在業余時間也會開直升機。

“生命不息，折騰不止。”周明軒笑著說。周明軒是一名“斜杠青年”，喜歡油畫、雕塑、健身、空手道、射箭、滑翔傘、音樂......這些愛好也為他之后研發機械臂做足了鋪墊。

剛開始租了間地下車庫，用私房錢研制機械臂

人機交互機械臂、機械仿生手、機械外骨骼機甲.....走進周明軒的工作室，揚子晚報紫牛新聞記者看到了數十款機器裝置，工作室分為設計區、飛行員專區、雕塑區、美術區、鉗工區、機加工區和健身區。

周明軒告訴記者，2011年，他開始利用業余時間研究機械臂，不斷學習電子、機械、編程、人體仿生、美術等各門學科的知識，將自己兼職賺來的幾十萬元“私房錢”都花在了機械臂的研制上。

為什么會想到做機械臂？周明軒說，看到電視里播放消防隊員搶險救災后不幸犧牲的畫面，他的內心深受觸動，心想：這些犧牲的消防隊員也是別人的孩子或者父母，如果我的孩子或父母碰到這種情況，該怎么辦？是不是可以用其他東西代替人前去搶險救災？于是他萌生了做救援機器人的想法。

起初，因為家里沒有足夠的空間，自己家的車庫又太小，需要獨立的環境研發機械臂的周明軒租下了一個十平方米的地下車庫。在潮濕陰暗的地下車庫里，彌漫著刺鼻的味道，一到夏天，蚊蟲亂飛。“我對環境要求不高，影響不大。”周明軒說，一下班，他就往地下車庫跑，平時，除了陪伴家人之外，他幾乎所有的業余時間都窩在這一方屬于自己的小天地里。兒子從7歲起就和他一起在地下車庫玩，對機械也產生了興趣。

構思、畫素描稿、畫立體圖、動態模擬、驗證機構、零件加工、組裝、測試、再驗證......周明軒說，機械臂的制作有很多環節，往往構思、圖紙設計得都很好，但想法落地時卻會碰到很多困難。“我以為給液壓施加多少公斤的力，它就能輸出多少公斤的力，但液壓缸太小了，管道有伸縮，管道伸縮這一點點的變量會讓液壓缸的推力受影響。”周明軒告訴記者，研制過程中會遇到許多意想不到的問題，他便不斷想，不斷試錯，用笨辦法去克服這些難題。2020年，隨著研制的裝置越來越多，他搬到了現在的工作室。

兼顧美觀與實用性，研發殘疾人仿生機械手

驗證機就像一個孵化器，周明軒從中延伸出了許多實用設計，例如近幾年研發的殘障人士仿生機械手。“目前市面上主流的，為手臂缺失殘障人士開發的仿生機械手，一般采用肌電感應，但人體的汗液可能會導致觸點接觸不良。正常人的手部活動的時候，是直接執行腦部發送的指令，手也會給腦部反饋，但腦部輸出指令讓仿生機械手動時，卻會導致很難適應。”周明軒說，有些人甚至要訓練幾個月才能適應，而且動輒十幾萬的價格讓一些真正想使用的人望而卻步。自己學過美術，了解手部構造，于是便想設計一款低成本的無動力機械手，靠自身的力量讓它動起來。

2020年，周明軒開始研發殘障人士無動力仿生機械手。他先將一位缺少四根手指的建筑工人的手制作了模型，然后用金屬、工程塑料3D打印、碳釬維、鈦合金等材料制作了仿生機械手。“我最初沒考慮到外形，一天，這位工人朋友來我辦公室時，我發現他的一只手一直插在兜里，外人可能覺得他很酷，實際上他是不好意思，怕被人發現。”考慮到殘障人士對于機械手可能會有一些顧慮，周明軒反思到：我明明可以讓它更有美感，為什么不呢？“中國人看東西往往先考慮實用性，但往往會忽略外形的美觀。”周明軒認為，科技和藝術是相通的，美觀和實用性也是可以兼顧的，所以他在設計第二代仿生機械手時，不光考慮了技術，還考慮了美學、曲線和比例，將機械手做得更貼近人手，既輕便實用，又不失美觀，且可塑性較好。

“每個人手的形狀都不一樣，有些人的手是不小心被刀劈掉的，有些人的手是被皮帶卷進去夾掉的。”周明軒說，仿生機械手需要訂制，目前已有百余人聯系他。“我也在托人聯系紅十字會等機構，希望能得到贊助，并最終研發出低成本，幾千塊錢就能做出的機械手，免費提供給真正需要的人。”如今，周明軒每天會利用業余時間進行研發。

對機械臂研制情有獨鐘，想法一直在更新迭代

問及最喜歡哪個裝置，周明軒說：“都不喜歡，每當做完一個東西時，我發現腦子里又有了新的概念，我的想法一直在更新迭代。如果說我喜歡某樣東西，那就會出問題，我可能就沒法再創造新的東西。”周明軒告訴記者，隨著研發的深入，他覺得自己的知識儲備太少，所以平時會不斷學習以及看國內外大咖的視頻，再整合更新自己的數據庫。

談及人工智能對藝術產生的影響，周明軒表示，沒必要太悲觀，機器的東西是程式化的表達，它只是技術，不是藝術。技術可以將名畫模仿得很像，但藝術作品有作者自己的表達，這才是本質。

“在我這個年齡，既要養家糊口又要堅持自己的夢想。迫于無奈，我只能做減法，我會慢慢舍棄一些東西，留下一些關鍵的必須要做的事情，所以我現在大部分時間都花在機械臂研究上。”周明軒說，幸運的是，家人都很支持自己。

計劃做更多實用性裝置，夢想研發出救援機器人

工業機器人、大型可動機構、展廳里的動態雕塑、游樂場里的大型機械雕塑、學校教具、電影道具......目前，周明軒總共做過幾十款人工智能機械裝置，并獲得了十幾項專利。

“我現在傾向于多做一些實用性的、可落地的東西。”周明軒說，比如做化學實驗時，人不能直接觸碰強酸、強堿類的化學溶劑，如果使用傳統機械臂來操作，存在局限性。他最近在趕制一款柔性機械臂，人手上戴上體感手套便可以操縱柔性機械臂，代替人進行危險實驗操作，手怎么動，它就跟著人一起動。另外，周明軒還在設計一款單指的手指輔助器。

周明軒告訴記者，把機械臂轉化為搶險救災的機器人，是他最大的夢想。國內雖然有人做過搶險救災的機器人，但和他想象的有很大差距。“真正到火場時，很難把控縱深距離和橫向距離。”周明軒告訴記者，設計五個手指既可以搬開重物，又可以把人救出來，他打算在上面疊加力反饋、壓力傳感器、觸覺系統、溫度感應系統等裝置。

“機械臂碰到人體時，我要知道我接觸的部位有多少力反饋，要恰如其分地把人救援出來，并確保不傷到對方。機械臂監測到某個溫度值，就能知道碰到的是人還是其他物質。行走裝置、遠程操控、視覺識別等都有現成的，關鍵還是在手部。”周明軒說，“只要有條件，我一定要把救援機器人做出來，我想讓冷冰冰的金屬具有人性的溫度。”