IROS, 全稱為IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems，即智能機(jī)器人與系統(tǒng)國際學(xué)術(shù)會(huì)議，是機(jī)器人領(lǐng)域全球規(guī)模最大、最具影響力的學(xué)術(shù)會(huì)議之一。IROS創(chuàng)辦于1988年，每年舉辦一屆，今年正值第30屆。IROS 2017于9月24日至28日在加拿大溫哥華舉辦，來自全球各地近3000名機(jī)器人領(lǐng)域的專家和學(xué)者參加了本次會(huì)議。

大會(huì)期間，雷鋒網(wǎng)有幸對(duì)IROS 2017的大會(huì)主席、加拿大阿爾伯塔大學(xué)張宏教授進(jìn)行了采訪。張宏教授為雷鋒網(wǎng)介紹了IROS 30年來的發(fā)展歷程。同時(shí)張宏教授認(rèn)為，在需求的推動(dòng)下，近幾年機(jī)器人技術(shù)迅猛發(fā)展，拐點(diǎn)已經(jīng)到來，將加速走入我們的日常生活。IROS一如既往地為機(jī)器人領(lǐng)域各界人士提供交流、合作和共享的國際化平臺(tái)，推動(dòng)人工智能與機(jī)器人的結(jié)合和發(fā)展。

張宏教授1982年在美國東北大學(xué)電子工程系以杰出成績獲得學(xué)士學(xué)位，1986年獲得美國普渡大學(xué)電子及計(jì)算機(jī)工程系博士學(xué)位。現(xiàn)任阿爾伯塔大學(xué)計(jì)算機(jī)系終身教授，廣東工業(yè)大學(xué)杰出人才特聘教授（兼職），是加拿大工程院院士和IEEE Fellow。張宏教授曾在多個(gè)國際學(xué)術(shù)組織中擔(dān)任重要職務(wù)，例如IEEE Trans. on Systems, Man, and Cybernetics副主編及國際期刊Int. J. of Humanoid Robotics編委會(huì)成員；組織過多次國際學(xué)術(shù)會(huì)議，并多次擔(dān)任大會(huì)主席。迄今為止，張教授已在國際頂級(jí)期刊及重要會(huì)議上發(fā)表了200余篇文章，涉及機(jī)器人操作、多智能系統(tǒng)、視覺檢測和視覺導(dǎo)航等方面。目前的研究領(lǐng)域包括機(jī)器人學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺、圖像處理以及智能系統(tǒng)等。

（圖為IROS '17大會(huì)主席，加拿大阿爾伯塔大學(xué)張宏教授主持大會(huì)）

雷鋒網(wǎng)：今年5月我們有同事剛剛?cè)⒓舆^ICRA。ICRA和IROS是機(jī)器人方面最重要的兩個(gè)會(huì)議，它們?cè)诙ㄎ簧嫌惺裁床灰粯樱?/strong>

張宏：兩個(gè)會(huì)的側(cè)重點(diǎn)稍微有些不一樣。ICRA的關(guān)鍵字是Robotics & Automation，即機(jī)器人和自動(dòng)化，而自動(dòng)化技術(shù)和系統(tǒng)并不一定涉及機(jī)器人；IROS的關(guān)鍵字是Intelligent Robots，即智能機(jī)器人。換而言之，ICRA關(guān)注的范疇更廣，而IROS則更關(guān)注機(jī)器人和系統(tǒng)的智能。

隨著機(jī)器人概念走熱，全世界研究機(jī)器人學(xué)的圈子已經(jīng)很大并且越來越大， 一個(gè)會(huì)并不能滿足學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的所有需求。IROS和ICRA的組織者均來自同一個(gè)協(xié)會(huì)（IEEE機(jī)器人及自動(dòng)化協(xié)會(huì)），會(huì)議組織和協(xié)調(diào)方面也很注意，兩個(gè)會(huì)差不多錯(cuò)開半年（ICRA一般在4、5月，IROS一般在9、10月），為機(jī)器人專家和學(xué)者提供更多交流和共享成果的機(jī)會(huì)。

雷鋒網(wǎng)：今年 IROS 的主題是“Friendly People, Friendly Robots”，這個(gè)主題也體現(xiàn)了您講的智能化的特色吧？這個(gè)主題是如何定下來的？大會(huì)當(dāng)中如何體現(xiàn)這個(gè)主題？

張宏：我時(shí)常開玩笑說，加拿大給別人的印象是很友好的(“Friendly”)，而今年我們?cè)诩幽么笈e辦這個(gè)盛會(huì)，所以我們會(huì)強(qiáng)調(diào)“友好”。實(shí)際上，現(xiàn)在機(jī)器人已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)拐點(diǎn)，過去幾年機(jī)器人研究突飛猛進(jìn)，機(jī)器人理念已經(jīng)融入到我們生活當(dāng)中了，已經(jīng)不是僅停留在工廠里，比如說，清潔機(jī)器人，陪護(hù)機(jī)器人，自動(dòng)駕駛等。我們說無人駕駛的車，其實(shí)也是廣義的機(jī)器人。

這些新技術(shù)，若想能夠被人們接受和推廣，必須以一個(gè)友好的狀態(tài)呈現(xiàn)在我們面前。實(shí)際上，我們現(xiàn)在的研究工作更多地關(guān)注機(jī)器人的基本共性技術(shù)，旨在使得這些機(jī)器人能夠在人類的生活和生產(chǎn)空間里和人共存、與人協(xié)作（國內(nèi)“人機(jī)共融”的概念），比如說組裝線，既有機(jī)器人也有人，機(jī)器人如果不友好就很難被人接受。在家庭里更是這樣，如果把家庭服務(wù)機(jī)器人做得像一個(gè)有侵犯性的機(jī)器，那誰也不能接受，更不想使用。

近年來比較熱門的研究方向和友好機(jī)器人是密切相關(guān)的，例如軟體機(jī)器人。我們看工廠里的工業(yè)機(jī)器人都是硬邦邦、冷冰冰的，可是如果機(jī)器人能像人一樣友好你就不會(huì)怕它，不會(huì)感覺機(jī)器又硬又冷。我們講的人機(jī)交互，是一個(gè)人和機(jī)器人互動(dòng)的世界，不要把人和機(jī)器人對(duì)立起來，而是說人和機(jī)器人合作一起來解決生活和生產(chǎn)中的難題。而且是人（“People”)需要起主導(dǎo)作用，在前，機(jī)器人(“Robots”)起附屬作用，在后。 我們把“Friendly People，F(xiàn)riendly Robots ”作為大會(huì)主題，含義很廣，最終是想讓我們的研究工作有一個(gè)良好的出發(fā)點(diǎn)和目標(biāo)。

雷鋒網(wǎng)：說到IROS的定位方面，您本身是做SLAM的，屬于CV（Computer Vision，計(jì)算機(jī)視覺）的范疇，今年大會(huì)也邀請(qǐng)了李飛飛教授做大會(huì)報(bào)告，而在Guide2Research的排名中，IROS是CV領(lǐng)域排名第四的學(xué)術(shù)會(huì)議，IROS是不是對(duì)CV特別重視？

張宏：我覺得計(jì)算機(jī)視覺的發(fā)展是需求驅(qū)動(dòng)的結(jié)果。計(jì)算機(jī)視覺在10年前就開始成熟了，對(duì)于機(jī)器人來說顯然也是非常實(shí)用且迫切的技術(shù)。我們?nèi)烁兄覀兊氖澜绾艽蟪潭壬鲜且蕾囉谖覀兊囊曈X，要發(fā)展智能機(jī)器人也有同樣的考慮。視覺和機(jī)器人結(jié)合是一個(gè)非常自然的想法，也就是怎樣通過對(duì)視覺信息的分析對(duì)環(huán)境進(jìn)行感知、判斷并做出決策。

十幾年前條件不成熟，很多技術(shù)都想做但做起來很麻煩。首先是算法上，比如最簡單的邊緣檢測，十年前基本要自己寫程序，現(xiàn)在則有很多開源軟件包，大大簡化編程的過程，大家都可以用；其次在計(jì)算量方面，十年前有些技術(shù)算法道理簡單，但計(jì)算速度比較慢，而機(jī)器人的一個(gè)控制循環(huán)可能需要在幾毫秒到十幾毫秒之內(nèi)做出決策，對(duì)計(jì)算實(shí)時(shí)性要求高?，F(xiàn)在這些障礙一個(gè)個(gè)被克服了，所以才使得計(jì)算機(jī)視覺在機(jī)器人上的應(yīng)用廣泛普及。 

有一個(gè)很有意思的現(xiàn)象，我三十年前做機(jī)器人研究的時(shí)候并沒有研究過視覺，只是從十幾年前開始進(jìn)入到計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域。而且我周圍有大量這樣的人，他們慢慢發(fā)現(xiàn)機(jī)器視覺、圖像處理越來越有用了，將機(jī)械結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)控制等技術(shù)和視覺技術(shù)有機(jī)結(jié)合。另外，我們機(jī)器人研究有非常具體的問題，可以告訴視覺領(lǐng)域的同事和朋友們需要解決什么問題，又推動(dòng)了計(jì)算機(jī)視覺的發(fā)展。

雷鋒網(wǎng)：今年是IROS 30周年，大會(huì)有圍繞這個(gè)主題做了哪些工作？

張宏：主要是把過去29年記錄下來的會(huì)議內(nèi)容重新呈現(xiàn)出來。比如說，我們大會(huì)的網(wǎng)站有一個(gè)臉書的網(wǎng)頁鏈接，通過這個(gè)鏈接可以跳轉(zhuǎn)到以文件夾方式整理的過去每一屆的照片，這些都是很珍貴的記錄。我們也收集了歷屆的一些視頻，做成了視頻集，會(huì)展中心許多屏幕上播放的就是以前不同時(shí)代的機(jī)器人的視頻集。我覺得這是一件很有意義的事情，可以讓現(xiàn)在的年輕人看看我們走過的歷程是怎么樣的，機(jī)器人的發(fā)展是怎么多元化的，前輩是怎么做研究的，研究條件是什么，問題是什么，成果又是什么。對(duì)當(dāng)下一代來說是一種激發(fā)，對(duì)我們前輩來說也是一種回顧吧。

我們把之前每年的最佳論文也做了整理，想看當(dāng)年這些最佳論文在10年、20年后影響究竟有多大。我們做科學(xué)研究的，想探究當(dāng)初的評(píng)估和現(xiàn)在的評(píng)估相差有多大。這個(gè)問題的回答，對(duì)我們當(dāng)下的判斷和未來的計(jì)劃都是很有幫助的。但最終這項(xiàng)工作沒能及時(shí)完成，主要是沒有時(shí)間對(duì)這些文章的影響力做充分和客觀的評(píng)估。不過我們把搜集到的最佳論文也做成了視頻。所有的視頻加在一起一共大概4到5個(gè)小時(shí)，在會(huì)議現(xiàn)場都可以看到。

雷鋒網(wǎng)：我有了解過IROS30年的歷程，開頭4屆都是在日本舉行的，第5屆才開始在美國舉辦。IROS是如何走向國際化的呢？ 

張宏：日本對(duì)機(jī)器人一直都很重視，這與日本制造大國的身份有關(guān)。其它方面還有一些原因，例如日本希望用機(jī)器人來解決老年社會(huì)的諸多問題。但日本人在創(chuàng)新能力上與西方國家相比不足，80年代末日本有一些專家和學(xué)者想做機(jī)器人，但起點(diǎn)又沒有西方那么高，那么怎么接軌呢？他們先在國內(nèi)做一個(gè)學(xué)術(shù)大會(huì)，這就是最初的IROS。早期的IROS，參會(huì)者幾乎都是日本人。如果想國際化，首先要把會(huì)議開到日本以外的其他國家去。第一次在日本境外辦IROS在美國北卡州，大會(huì)主席是一位臺(tái)灣華人，叫羅人權(quán)，當(dāng)時(shí)在北卡州立大學(xué)當(dāng)教授。而那個(gè)會(huì)也是我第一次參加IROS。IROS的初衷是想讓這個(gè)會(huì)議國際化，提高水平，之后對(duì)整個(gè)會(huì)議的發(fā)展、整個(gè)機(jī)器人行業(yè)和學(xué)術(shù)界推動(dòng)都起了正面的作用。

雷鋒網(wǎng)：IROS已經(jīng)成為國際性的會(huì)議，您能介紹一下中國研究者和中國企業(yè)在這次IROS上的參與情況嗎？

張宏：中國這幾年在參與IROS方面肯定是一個(gè)持續(xù)高速增長的趨勢(shì)。今年中國的文章數(shù)量在亞洲排第二，僅次于日本，排在韓國之前。我們收到207篇來自中國的投稿，錄用了67篇。另外，中國學(xué)者參加IROS會(huì)議是非常積極的。我們大會(huì)有一個(gè)重要的指標(biāo)，即來自一個(gè)國家的注冊(cè)人數(shù)和文章數(shù)量的比值，中國的這個(gè)指標(biāo)非常高，達(dá)到了3到4，而其他國家，例如美國和加拿大，這個(gè)指標(biāo)就只是2和3之間，所以說中國學(xué)者參會(huì)的熱情還是非常高的。文章質(zhì)量也處于上升趨勢(shì)，中國機(jī)器人研究的學(xué)術(shù)水平在慢慢趕上西方，但是還有距離。中國最大的優(yōu)勢(shì)實(shí)際上是市場和資源，包括人才資源，我估計(jì)可能再過十年、二十年會(huì)趕上來。

雷鋒網(wǎng)：如何理解人是發(fā)展機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)？

張宏：中國之所以有機(jī)器人熱潮，不是某些人腦子一熱想做機(jī)器人，而是中國切實(shí)需要機(jī)器人技術(shù)。我們是制造大國，加工和制造各種各樣的工業(yè)產(chǎn)品需要人力，要想降低成本、提高質(zhì)量，就必須提高生產(chǎn)和制造的自動(dòng)化和智能化的程度。以前中國勞動(dòng)力成本便宜，現(xiàn)在人口紅利用得差不多了，不便宜了。

不止中國，全世界的制造大國都有發(fā)展機(jī)器人的需求。而機(jī)器人做得好的國家，美國、德國、日本、中國，都是制造大國。相反像加拿大，它沒有發(fā)達(dá)的制造業(yè)，經(jīng)濟(jì)主要依賴于自然資源，對(duì)機(jī)器人的需求就相對(duì)較低。

雷鋒網(wǎng)：就您這么多年的經(jīng)驗(yàn)，在加拿大做機(jī)器人研究和國內(nèi)有什么不一樣？

張宏：不一樣的地方還是我剛才講過的三個(gè)方面：科研水平、市場和資源。我覺得加拿大和中國剛好互補(bǔ)。西方研究水平相對(duì)高一些，最有影響力的好文章往往都是西方學(xué)者發(fā)表出來的，但西方的資源和市場比不了中國。中國有各方面的資源優(yōu)勢(shì)，包括政策、資金、制造業(yè)基礎(chǔ)和人才等，尤其政府下決心做好一件事情，所能集聚的資源和迸發(fā)的力度是西方無法企及的。

加拿大的機(jī)器人會(huì)有什么樣的需求？例如我有個(gè)同事做水下機(jī)器人的研究，項(xiàng)目源于實(shí)際需求，即加拿大的東部有漫長的海岸線，航道上每年都有很多北極飄下來的冰山，必須對(duì)這些冰山進(jìn)行實(shí)時(shí)的測量和跟蹤，分析是否會(huì)對(duì)航行的船舶造成威脅。這項(xiàng)工作他們希望用機(jī)器人來完成，因?yàn)閷?duì)人類潛水員而言，除了巨大的安全風(fēng)險(xiǎn)還有成本的問題。

雷鋒網(wǎng)：IROS是如何推進(jìn)學(xué)術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的結(jié)合的？

張宏：學(xué)術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用結(jié)合是一件挺挑戰(zhàn)、有時(shí)令人困惑的事情，因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界做機(jī)器人的目標(biāo)不一定完全一致、有時(shí)甚至差別頗大的。往往產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需要的是可靠性、控制成本，最重要的是商業(yè)一定要成功，不希望花很多時(shí)間和精力去做基礎(chǔ)研究；而學(xué)術(shù)界主要做學(xué)問，想的往往是如何創(chuàng)新、如何證明新技術(shù)的可行性，也許十次實(shí)驗(yàn)做成功一次就能證明某個(gè)想法。再者，做學(xué)術(shù)成本是次要的問題，例如我們送一個(gè)機(jī)器人去火星，怎么把錢賺回來？還是得靠政府撥款。所以，學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界接軌是件很有挑戰(zhàn)的事情。

最近這些年機(jī)器人之所以火熱，恰恰是很多大IT公司對(duì)機(jī)器人感興趣，比如說Amazon、阿里巴巴、Google和蘋果對(duì)倉儲(chǔ)管理機(jī)器人和無人車的投入，對(duì)整個(gè)機(jī)器人學(xué)術(shù)界是一針強(qiáng)心劑。在我看來，學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界結(jié)合最大的意義或者說最容易互動(dòng)的方式不一定是研究成果的直接轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，而是為產(chǎn)業(yè)界培養(yǎng)人才。我們精心培養(yǎng)的高素質(zhì)人才有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，有良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和方法，有很強(qiáng)的研究實(shí)踐能力，使得他們到公司后可以順利的完成產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用項(xiàng)目。產(chǎn)業(yè)化本身的科技內(nèi)容往往并不是最前沿的。機(jī)器人領(lǐng)域現(xiàn)在很火，高科技公司需要人才。我們機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能、機(jī)器人等方向的學(xué)生，現(xiàn)在有非常好的就業(yè)機(jī)會(huì)。因此，從我理解的角度講和產(chǎn)業(yè)界合作，最合適的方式之一是培養(yǎng)人才，對(duì)產(chǎn)業(yè)界來說這也是他們必不可少的。

雷鋒網(wǎng)：您在機(jī)器人與SLAM上有多年的研究，您會(huì)如何概括視覺SLAM技術(shù)多年的發(fā)展過程？其中有哪些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)？

張宏：SLAM研究經(jīng)歷了一個(gè)漫長的過程，到今天機(jī)器人從理論上講可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)構(gòu)建地圖和定位、環(huán)境感知和自主導(dǎo)航等，現(xiàn)在最大瓶頸仍然有兩個(gè)。

第一個(gè)瓶頸是精度問題。我和國內(nèi)一些公司針對(duì)視覺SLAM在物流倉儲(chǔ)等應(yīng)用有合作研究。因?yàn)橐曈X方案成本很低，可以大規(guī)模使用，但是定位精度在一般在10-20厘米。這樣的定位精度對(duì)很多工業(yè)應(yīng)用是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

第二個(gè)瓶頸是對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)性問題。我們?nèi)祟惖囊曈X對(duì)環(huán)境條件變化有很好的適應(yīng)性，比如說白天經(jīng)過的地方，晚上再次訪問，不會(huì)迷路。對(duì)光照條件、動(dòng)態(tài)物體、視角變化，人類視覺的適應(yīng)性非常強(qiáng)，但機(jī)器視覺的適應(yīng)性相對(duì)差了不少。對(duì)于提高機(jī)器視覺的適應(yīng)性方面，我認(rèn)為深度學(xué)習(xí)將會(huì)發(fā)揮非常大的作用。

雷鋒網(wǎng)：近些年SLAM技術(shù)在工業(yè)界有不少應(yīng)用，當(dāng)中有什么原因在推動(dòng)呢？

張宏：最主要的還是需求。現(xiàn)在的應(yīng)用案例中，更可靠的方案還是基于激光雷達(dá)的。激光雷達(dá)有其缺陷，雖然精度很高但成本也很高，局部定位很好但全局初始定位難，等等。因?yàn)辄c(diǎn)云與圖像相比特征貧乏，匹配的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)大問題，這是激光雷達(dá)的致命弱點(diǎn)之一。

多傳感信息融合是其中一條可行路徑，例如我們用激光雷達(dá)和視覺信息融合實(shí)現(xiàn)機(jī)器人定位。從工程角度而言可能是更好的方案，也是可行的。但做研究工作出發(fā)點(diǎn)不太一樣，往往我們希望探究只用視覺傳感如何完成導(dǎo)航，問題可以通過怎樣的途徑，解決到怎樣一個(gè)程度 ，能夠達(dá)到怎樣的最佳狀態(tài)。

雷鋒網(wǎng)：那能不能說SLAM技術(shù)已經(jīng)足夠完善，剩下的只是工程問題了嗎？

張宏：我個(gè)人認(rèn)為不是。SLAM當(dāng)中仍然有很多待解決的學(xué)術(shù)問題。判斷一項(xiàng)技術(shù)是不是成熟，可以去注意我們這些國際學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表的文章的關(guān)注程度即可。熱門關(guān)鍵詞SLAM和定位等，關(guān)注度仍是排在非?？壳暗奈恢玫摹＿@意味著當(dāng)中仍有很多課題值得去研究。順便提一句，現(xiàn)在最火的關(guān)鍵詞之一是深度學(xué)習(xí)，其關(guān)注度從無一躍到第一、二位。排名再往后是一些相對(duì)比較傳統(tǒng)的領(lǐng)域，例如運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，還是很熱門的。從關(guān)注度排名你可以間接判斷，我們離達(dá)解決SLAM問題還是有一段距離的。

雷鋒網(wǎng)：除了SLAM，您還有做哪些方面研究，其研究現(xiàn)狀是怎么樣的？還面臨哪些主要的挑戰(zhàn)？

張宏：我另一個(gè)非常感興趣的方向是移動(dòng)操作，因?yàn)槿绻麢C(jī)器人只移動(dòng)不執(zhí)行操作，用途是有限的。為擴(kuò)展應(yīng)用場景，操作一定要和導(dǎo)航結(jié)合在一起，但操作本身有一系列復(fù)雜的問題。

我30多年前最開始研究機(jī)器人的時(shí)候，就是做博士論文時(shí)就是研究機(jī)器人操作的。移動(dòng)操作方面，很多簡單問題我們當(dāng)年搞清楚了，但更復(fù)雜的問題就放下了?，F(xiàn)在導(dǎo)航方面有了不錯(cuò)的進(jìn)展，很多問題可以進(jìn)一步深入開展了。我們需要回到老問題：實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航后，怎么讓機(jī)器人更有用？那就是操作和導(dǎo)航的結(jié)合。

例如，我希望坐在沙發(fā)上，讓智能機(jī)器人幫我到冰箱拿一瓶酒來，但是這項(xiàng)任務(wù)包含若干難度較高的子任務(wù)，包括導(dǎo)航到廚房，定位冰箱，打開冰箱門，識(shí)別和定位啤酒，抓取，關(guān)上冰箱門，把啤酒送回來等。我們所看到現(xiàn)在的一些展示，做了不少簡化，比如不是機(jī)器人把瓶子給人，而是人把瓶子從機(jī)器手上拿下來。內(nèi)行人能輕易看出來，機(jī)器人其實(shí)并不知道、不理解自己在做什么。移動(dòng)操作在我們的生活和生產(chǎn)中是非常廣泛和普遍的一個(gè)任務(wù)，是很重要的研究課題，也是我感興趣，并做了很多積累的方向。

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