范衠：深耕智能领域的科研人

编者按：从特效到真实，机器人在智能科技的助力下，走进了现实世界。值得一提的是，机器人只是智能科技的一个领域，而全方位的智能科技，则是一项能将科幻变成现实的技术，可以说，谁在智能领域走的更远，谁就能够创造未来。

范衠，一位在智能领域兢兢业业的科研人，从国外奋斗，到载誉归国，在这条科研的路上，他从未停歇。或许，正是这份执着和坚持不懈，让他在研究领域硕果累累。

机器人的存在，让人们对智能有了更多的想象，作为科研人的范衠，对机器人有着更深入的了解，他从事智能机器人系统设计自动化方面的研究，已十年有余，做了大量的探索工作，并取得了突破性进展。

范衠与团队携手，在智能机器人领域，深耕探索，他们所提出的结合基因编程和键合图的方法，成功实现了机电系统的自动设计，该方法的优势在于借助键合图强大的表示能力，实现把系统在多领域的能量流动关系统一用键合图表征，再结合基因编程算法，实现键合图的进化优化。

与此同时，他们提出用键合图表示连续控制器，并用基因编程协同进化出机电系统控制器和被控对象，该方法的优势在于采用基因编程和键合图的方法，实现了机电系统控制器和被控对象同时实现进化优化。

每一次探索，都是一次创新，而创新就是在科研中，让曾经的梦想变成现实。之后，所有的研究工作，都是围绕这一目标进行。对于科研，范衠没有太多复杂的想法，在他看来，“科研，就是逢山开路，遇水搭桥，办法总比困难多。”

正是这样的科研韧性，让他在科研路上，越走越远。了解范衠的人都知道，他在算法领域极具建树，在约束多目标进化算法研究方面，针对以往此类算法把所有的不可行区都看成同等重要这一误区，提出了一种基于Push和Pull相结合的搜索算法PPS。PPS算法把整个搜索过程分为Push和Pull两个阶段。在Push阶段不考虑约束从而快速获得无约束的Pareto前沿，在Pull阶段采用改进的epsilon约束处理机制把整个种群拉回到约束的Pareto前沿。该方法实际上提出了解决约束多目标优化问题的一个新的方法框架，对后续的研究具有非常重要的借鉴意义。另外，针对现有约束多目标优化问题的不足，定义了一类难度可调，目标和约束数量可扩放的约束多目标测试问题DAS-CMOPs，是该领域非常重要的一个测试问题集，成功地应用于微机电系统的自动鲁棒设计，提出用模型预测控制表示离散逻辑控制器，混合键合图表示混合被控对象，并用基因编程协同进化出混合机电系统控制器和被控对象，该工作把相关的方法扩展应用到了离散控制器自动化设计上。

另外，他还对机电系统设计自动化方面的工作进行了系统全面的总结，出版了一本英文专著《Mechatronic Design Automation --- An Emerging Research and Recent Advances》和一本中文专著《机电设计自动化新兴研究及其进展》。

“所有的成果，都是为社会服务的，这也是研发的价值所在。”很早就意识到了成果应用问题的范衠，积极与厂商合作，并通过这样的合作培养更多的人才。没错，这就是当代社会，最需要的产学研模式。

“我们与企业合作，可以更好的实现科研成果转化。”范衠这样说，也这样做。

他和团队与华能汕头海门电厂有限公司开发的在线管道修复智能机器人。该机器人是国内外第一台用于热力管道在线修复的带压堵漏智能机器人，可以使生产系统在不需要停机时便可以实现系统修复；同时代替人进入有高温高压泄漏物喷出的环境，保障维修人员的安全。该项目获得了广东高校科技成果转化中心的认可，并受邀在2019年广东省高校高质量科技成果发布会现场发布；与华能海门电厂和广东省电力科学院三方合作开发的电厂智能监盘机器人。该机器人融合了图像处理与控制技术，可协助监盘人员完成系统数据监查与相应操作票的监盘任务；可避免监盘人员长时间值班的误判情况，实现非接入集控系统的自动化安全监盘。

科研的研发与企业的对接，能够极大的提高科研成果的转化率，这也是范衠积极推广产学研模式的主要因素，他说“我们与汕头市万格文教科技实业有限公司合作开发的《卡片式编程机器人》和《EST可视化编程机器人》两款教育类编程机器人，已成功量产并投入使用。”范衠口中的两款机器人，不仅具有良好的人机交互设计，可供儿童进行科普教育，还有一定的拼砌自由度，可以作为大学课堂的教具并供给部分科研机构搭建结构模型。

他们与汕头市俊国机电科技有限公司合作开发的平衡示教机械臂，产品已应用于企业，并获得企业广泛好评。并由此，设计搭建了多款机械臂，可用于探险，搜救等多种应用场景。

与此同时，在教育领域，范衠团队同样给予了极大的关注，他们与汕头轻工装备研究院合作开发的智能科教机器人，产品已应用在佛山市科技馆。

在机器人设计辅助软件方面，他们设计了一款可用于机器人系统设计优化的自动化软件平台。该平台结合了基于三维建模的虚拟样机技术以及智能算法，可以实现对机器人的参数进行优化，并直接生成三维结构图纸，用于进一步的性能评价与细节设计。这大大加快了机器人设计进程，缩短设计成熟的时间。

长期以来，范衠团队与政府、企事业单位、其他科研院所，积极建立产学研合作关系，在产业升级、文化提升、人才培养、社区服务等方面提供智力支持和人才支撑，开展公益服务，为地方经济社会文化发展作出了积极贡献。

当然，随着产学研模式的推进，范衠团队将继续与更多的科技企业合作，用更多的科研成果，服务更多的企业和平台。同时，加大人才培养力度，为中国的智能产业发展，不断输送高素质的优质人才。

自从事科研工作以来，范衠已主持完成丹麦技术创新局3项国家级科技项目，培养3名博士生获得丹麦科技大学博士学位。载誉归国后，已主持包括国家自然科学基金面上项目和中央军委科技委基础研究项目在内的国家和省部级科研项目十余项，共发表国际期刊会议论文150多篇，在业界产生了极大的反响。

“智能制造是大海，只有不断远航，才能发现智能的新大陆。”未来，范衠将继续在智能领域前行。