近日，享有全球縫制設(shè)備行業(yè)“奧運(yùn)會(huì)”盛譽(yù)的中國(guó)國(guó)際縫制設(shè)備展覽會(huì)（CISMA2025）在上海新國(guó)際博覽中心開(kāi)幕。展會(huì)期間，由復(fù)旦大學(xué)智能機(jī)器人與先進(jìn)制造創(chuàng)新學(xué)院、智能機(jī)器人研究院的技能工藝機(jī)器人團(tuán)隊(duì)，攜手浙江中捷縫紉科技有限公司，歷時(shí)三個(gè)月聯(lián)合研發(fā)的模板機(jī)上下料機(jī)器人首次公開(kāi)亮相。該系統(tǒng)憑借其卓越性能、運(yùn)行穩(wěn)定性與高度智能化設(shè)計(jì)，吸引了眾多行業(yè)專(zhuān)家、企業(yè)代表與媒體的廣泛關(guān)注。

攻堅(jiān)“剛性到柔性”技術(shù)壁壘，引領(lǐng)技能型縫紉機(jī)器人新發(fā)展

我國(guó)是全球第一大服裝生產(chǎn)國(guó)與出口國(guó)，當(dāng)前，服裝行業(yè)亟需從“勞動(dòng)密集型”向“技術(shù)密集型”轉(zhuǎn)型。其中，作為服裝生產(chǎn)核心環(huán)節(jié)的縫紉工藝自動(dòng)化，成為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的關(guān)鍵突破口。然而，與磨削焊接、搬運(yùn)等處理剛性物體的工業(yè)機(jī)器人不同，縫紉操作的對(duì)象是柔軟、易變形、彈性各異的布料，其自動(dòng)化被公認(rèn)為機(jī)器人領(lǐng)域的“最后硬骨頭”，既是學(xué)術(shù)研究的前沿，也是制約行業(yè)發(fā)展的核心瓶頸。復(fù)旦大學(xué)智能機(jī)器人研究院技能型工藝機(jī)器人團(tuán)隊(duì)在院長(zhǎng)甘中學(xué)教授的指導(dǎo)下，由孫云權(quán)教授、齊立哲研究員牽頭自2018年開(kāi)始，在季華實(shí)驗(yàn)室的支持下，持續(xù)開(kāi)展該領(lǐng)域的技術(shù)攻堅(jiān)，逐步構(gòu)建起了涵蓋多品種柔性織物形態(tài)檢測(cè)與高效精準(zhǔn)分層抓取、多維空間下機(jī)器人實(shí)時(shí)協(xié)同縫紉技能學(xué)習(xí)、多品種柔性織物縫制質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)價(jià)在內(nèi)的完整技術(shù)體系。

技能型縫紉機(jī)器人技術(shù)體系

縫紉技藝是古代勞動(dòng)人民智慧的深厚積淀，其傳承與創(chuàng)新離不開(kāi)廣大手工技藝者的實(shí)踐。在相關(guān)技術(shù)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，齊立哲研究員指出了關(guān)鍵創(chuàng)新方向——“結(jié)構(gòu)”與“行為”的融合仿生，通過(guò)深度借鑒并解析人類(lèi)高超的操作行為，將隱性的經(jīng)驗(yàn)與技藝轉(zhuǎn)化為可建模、可復(fù)用的智能化作業(yè)技能。例如，在極具挑戰(zhàn)的布料分層抓取任務(wù)中，團(tuán)隊(duì)通過(guò)分解人類(lèi)操作流程，發(fā)現(xiàn)人手通過(guò)“捏、拱、滑、夾”等一系列精細(xì)動(dòng)作完成抓取?；诖?，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出仿人手指尖-指腹協(xié)同作業(yè)的布料分層抓取機(jī)械手。此外，縫紉過(guò)程本身也包含“對(duì)-調(diào)-檢-送-縫”等復(fù)雜的手腿眼腦協(xié)同行為，團(tuán)隊(duì)在此基礎(chǔ)之上，率先開(kāi)展了立體協(xié)同縫紉技術(shù)的深入研究。經(jīng)過(guò)多年持續(xù)攻關(guān)，團(tuán)隊(duì)在該領(lǐng)域積累了豐富的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)與豐碩成果，為后續(xù)技術(shù)轉(zhuǎn)化奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

柔軟布料仿生分層抓取技術(shù)

仿生縫紉技術(shù)

質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)

踐行“系統(tǒng)研究，分步應(yīng)用”模式，跑出成果轉(zhuǎn)化“加速度”

2025年3月11日，復(fù)旦大學(xué)常務(wù)副校長(zhǎng)許征一行考察調(diào)研浙江中捷縫紉科技有限公司，深入推進(jìn)校企合作。在校院兩級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的全力支持下，復(fù)旦大學(xué)與浙江中捷縫紉科技有限公司等單位于2025年4月30日成立校企聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，正式開(kāi)啟復(fù)旦大學(xué)技能型縫紉機(jī)器人研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的新篇章。

面對(duì)世界級(jí)技術(shù)難題與快速產(chǎn)業(yè)化的雙重壓力，研發(fā)團(tuán)隊(duì)結(jié)合行業(yè)特點(diǎn)，提出 “系統(tǒng)研究，分步應(yīng)用” 的產(chǎn)研策略，將成熟技術(shù)與行業(yè)迫切需求相結(jié)合，快速推動(dòng)成果落地。本次展出的機(jī)器人正是該策略下的首項(xiàng)成果，也是聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室成立后的第一份“成績(jī)單”。當(dāng)前，服裝行業(yè)廣泛采用模板化作業(yè)以應(yīng)對(duì)自動(dòng)化瓶頸，但模板的上下料環(huán)節(jié)仍高度依賴(lài)人工，成為制約生產(chǎn)效率的關(guān)鍵痛點(diǎn)。針對(duì)這一現(xiàn)實(shí)需求，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)依托在技能型縫紉機(jī)器人方面的長(zhǎng)期積累，以及學(xué)校在機(jī)器人、人工智能等領(lǐng)域的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，僅用三個(gè)月便成功研發(fā)出此款模板機(jī)上下料機(jī)器人系統(tǒng)。

機(jī)器人研發(fā)與調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)

研發(fā)團(tuán)隊(duì)代表合影

該系統(tǒng)集成高精度視覺(jué)定位、自適應(yīng)抓取與多機(jī)協(xié)同調(diào)度等核心技術(shù)，融合激光雷達(dá)、手部相機(jī)、雙目相機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)位置、環(huán)境、工件的全方位感知；通過(guò)雙機(jī)械臂協(xié)同操作與自主移動(dòng)能力，高度復(fù)現(xiàn)人類(lèi)作業(yè)模式；其自主移動(dòng)形態(tài)無(wú)需改造現(xiàn)有產(chǎn)線(xiàn)，可直接適配多樣化生產(chǎn)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)即插即用式快速部署。在模擬真實(shí)工作流程的演示中，機(jī)器人流暢完成了模板自適應(yīng)抓取、自主調(diào)度行走、精準(zhǔn)下料及與模板機(jī)協(xié)同作業(yè)的全流程操作。該模板機(jī)上下料機(jī)器人在CISMA展會(huì)上一展出，便成為了展會(huì)的吸睛點(diǎn)。

盡管本次展出的機(jī)器人尚未集成團(tuán)隊(duì)所有的技能型縫紉技術(shù)，但其已具備滿(mǎn)足實(shí)際場(chǎng)景應(yīng)用的技術(shù)條件。該機(jī)器人經(jīng)進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)試后，將很快投入真實(shí)生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行試用。

甘中學(xué)表示：“此次亮相CISMA展會(huì)，不僅是我校融合人類(lèi)經(jīng)驗(yàn)和技藝的具身技能科研成果的一次成功展示，更是我們踐行‘產(chǎn)教融合、服務(wù)社會(huì)’理念的生動(dòng)體現(xiàn)。我們始終鼓勵(lì)師生將論文寫(xiě)在祖國(guó)的大地上，將科研成果應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)升級(jí)的浪潮中?！?/p>