蔡则苏：改写人类文明的表情

通讯员 师延路 本刊记者 石芳芳

在人类的发展历程中，科学技术总是扮演着历史推动者的角色。每一次技术革命，都引领人类迈进新的时代。技术的创新带来的价值，史无前例地达到了极致。

专家简介：

蔡则苏，副教授，2006年获得哈尔滨工业大学计算机应用技术工学博士学位，机器人技术与系统国家重点实验室（哈尔滨工业大学）博士后。现为中国人工智能学会智能机器人专业委员会委员、中国人工智能学会机器人足球工作委员会委员、中国计算机学会会员、中国宇航学会会员、黑龙江省机器人学会常务理事。曾担任贵州亿丰升华科技机器人有限公司技术总监、江苏久祥汽车电器集团公司技术总监。

获得黑龙江省自然科学奖二等奖1项（排名第一）、黑龙江省高等学校自然科学奖一等奖1项（排名第一）、中国人工智能学会2012～2013年度最佳青年科技成果奖1项、徐州市科技进步奖三等奖1项，发表学术论文70余篇，其中SCI/EI/ISTP检索60多篇，出版专著1部，获得多项世界杯机器人冠军。获得国家发明专利授权2项，申报国家发明专利9项（已公示3项，已受理6项），获得软件著作权3项。

计算机不仅应该去做人类指定它做的事，还应该可以独自以最佳方式去解决许多事情。为了研究这个问题，许多科学家都曾耗尽了自己一生的心血。

第二次世界大战期间，英国数学家图灵发明了一种机器，一种破译敌方通讯的系统，这种机器成了现代机器人的鼻祖。后来，图灵用一生去幻想制造出一种会学习、又智能的机器。

技术革新，同步改写着人类文明的表情，也将智能服务机器人的研究者——哈尔滨工业大学副教授蔡则苏，推向了时代的最前沿。

创新驱动 奠定基础

机器人的诞生和机器人学的建立及发展，是自动控制领域最具说服力的成就，也是20世纪人类科学技术进步的重大成果。机器人技术是现代科学与技术交叉和综合的体现，先进机器人的发展代表着国家综合科技实力和水平，因此目前许多国家都已经把机器人技术列入本国21世纪高科技发展计划。

我国从20世纪80年代开始涉足机器人领域的研究和应用。1986年，我国开展了“七五”机器人攻关计划，1987年，我国的“863计划”将机器人方面的研究开发列入其中。

近年来，多机器人协作越来越受到人们的关注，分布式系统之所以能引起这么大的兴趣，主要原因是多机器人系统能完成单个机器人很难完成的任务，而且更加灵活，容错力强。另外，多机器人系统可以借鉴社会科学中的一些基本问题的解决方法以及生命科学中的基本理论，因此，多机器人系统的研究具有广泛的应用领域，但这其中还有很多问题亟待解决。

2006年，蔡则苏刚刚博士毕业，就投入到智能服务机器人领域的研究之中，主持了国家“863计划”项目“分布式多机器人合作与竞争机制及其应用技术”。项目从硬件角度提出一种基于多智能体系统理论的多机器人系统结构，从软件角度提出一种基于BDI框架的多机器人合作与竞争体系结构。

为了提高合作效率及避免冲突，他们首先提出基于合同网协议的任务分配算法，其次研究基于免疫遗传算法的合作进化策略及基于势函数和竞争优先级的共享资源冲突消解算法。

为了解决环境探索及运动目标的识别与跟踪问题，蔡则苏课题组研究了基于概率扫描匹配的多机器人SLAM技术。最后将这些技术集成后开发出多机器人追捕逃跑目标的演示系统，该系统既是一个多机器人系统的技术性能测试平台，又是一个应用领域的演示系统。既开辟了多机器人系统的新的应用领域，又作为试验平台验证了项目提出的各种关键技术的可行性与正确性，为蔡则苏后来在智能机器人领域的研究奠定了坚实的理论基础。

2011年，蔡则苏又承担了国家自然科学基金项目“基于量子随机博弈论的三维未知环境下多机器人合作与竞争问题研究”。

几年来，项目组首先对移动机器人的运动学、动力学等关键技术进行研究，并集成建立三维虚拟仿真平台。其次，项目组利用隐式马尔科夫拓扑地图实现不同度量地图之间的拼接，研究多机器人系统中三维同时定位与地图创建和协作同时定位与地图创建技术，对未知环境进行探索，创建混合环境地图，搜索猎物。在发现猎物后，采用量子拍卖和量子协作强化学习方法分配追捕任务，建立动态联盟并分配角色，将复杂的多局中人量子随机博弈问题分解成一系列易于解决的二局中人量子博弈问题。最后，根据追捕者角色，建立追捕者的策略集和猎物的策略集，根据各自的收益函数，选择最优均衡解。最后通过三维仿真平台和实际多机器人系统考察方法的实用性和有效性。

多机器人追捕问题是研究多智能体机器人系统中多机器人协调与协作问题的理想平台。该项目主要通过将三维未知环境下多机器人追捕多猎物问题看成是有限理性的多局中人的随机博弈问题。

智慧凝聚 光芒绽放

随着机器人应用领域的不断扩大，机器人已从传统的制造业进入人类的工作和生活领域，另外，随着需求范围的扩大，机器人结构和形态的发展呈现多样化。高端系统具有明显的仿生和智能特征，其性能不断提高，功能不断扩展和完善；各种机器人系统便逐步向具有更高智能和更密切与人类社会融洽的方向发展。

蔡则苏承担的江苏省科技支撑计划项目“基于环境认知的家庭服务机器人产业化关键技术研究”旨在通过研究家庭服务机器人环境认知、同时定位与地图创建、情感识别等关键技术，建立适合中国未来家庭生活的家庭服务机器人产品样机，提高服务机器人对变化环境和多种任务的适应性，以及自主服务能力等关键技术，进一步研制和开发助老/助残服务机器人系列产品，对于提升老年人和残疾人的生活质量，缓解中国老龄化社会的危机，保证社会的和谐发展具有重要的意义。

项目主要是结合服务机器人科研机构与企业的关键平台，也是发展我国家庭服务机器人新工业战略目标的关键环节。同时将推动智能机器人生产应用中的环境感知、智能控制、人机交互、仿生研究等核心技术的发展，培育和推动服务机器人这一新兴产业的大力发展，使我国处于领先地位。同时服务机器人的相关核心技术还可以辐射到智能家电、智能玩具、智能安防、智能餐饮等众多行业，提升相关产品的高科技附加值，对我国优化产业结构，提高自主创新能力和国家综合竞争力具有积极而深远的意义。

多年来，蔡则苏不仅作为项目负责人主持并完成国家“863计划”项目“分布式多机器人合作与竞争机制及其应用技术”1项和国家重点实验室项目“基于三维崎岖地形的多机器人追逃问题研究”1项、国家自然科学基金项目“基于量子随机博弈论的三维未知环境下多机器人合作与竞争问题研究”、江苏省科技支撑计划项目“基于环境认知的家庭服务机器人产业化关键技术研究”等项目，还多次为《机器人》《哈尔滨工业大学学报》《哈尔滨工程大学学报》《电子学报》和《中国邮电高校学报》（英文）评审论文，成为《机器人》、国际杂志《Applied Technology》的特邀远程评审专家。

2004年，他带队出访韩国，参加在韩国釜山举办的第9届国际机器人足球大赛暨相关学术会议，获得两项机器人足球比赛世界杯冠军；2005年带队出访新加坡，参加在新加坡举办的第10届国际机器人足球大赛暨相关学术会议，获得1项机器人足球比赛世界杯冠军。

“关注一个国家的科技就是关注其发展的动力，在前行的路上我们有革新的姿态，也有反省与梳理的回首。”蔡则苏谦逊地说，“我常在想，怎样能把团队带好，为国家科技发展做点大事。”这不是一句空话，为了这句话，他奋斗了20多年，今后他依旧要继续奋斗下去。