科技日报记者 雍黎
转头、扬袖之间，红脸关公化作黑脸包拯，一瞬，又化作白脸曹操……在西部科学城重庆高新区虎峰山麓，一台名为“嘉陵江1号”的川剧变脸人形机器人，将变脸这项传承百年的非遗绝活演绎得行云流水。机器人变脸背后，凝聚着复杂机构学、高动态运动控制、群控技术等多项技术创新。这台机器人，正是重庆布局建设的四大重庆实验室之一——嘉陵江实验室运行一年多来，在“数智+装备”领域的妙手偶得。
作为国家重要现代制造业基地，重庆的汽车、电子信息、高端装备等产业根基雄厚。然而，如何将雄厚的产业底蕴转化为高质量发展的新动能？由重庆大学牵头建设的嘉陵江实验室，正是为破解这一产业发展命题而生。自2025年4月挂牌以来，实验室聚焦“数智+装备”，建设以概念验证、研发测试为核心的数智装备研究平台集群，推动科技创新与产业创新深度融合。
技术从展示走向应用
“川剧变脸人形机器人主要依靠关节状态和内部惯导信息估算姿态，动作天然偏‘刚’。”嘉陵江实验室人形机器人研究中心助理研究员沈暗明说，因此，变脸时双脚交叉、慢步扭身等柔缓动作是机器人真正要克服的技术难关。
为攻克这一难题，研发团队搭建起专业运动捕捉系统，与专业演员反复磨合。研发团队通过动作捕捉服对演员的动作数据进行逐组采集，并从运动控制算法入手，优化运动数据与训练逻辑。历时半年，团队打通从机器人头部研制、数据采集、模型训练到部署落地的全链路，构建起“动作数据采集—仿真环境训练—策略学习—真机迁移验证”的完整技术闭环。
表演变脸只是人形机器人的起点。嘉陵江实验室副主任刘铎指出，面向产业应用，人形机器人需要进一步从展示表演走向自主作业。目前，不少用于展示表演的人形机器人仍较多依赖预编程或遥控，缺乏自主判断能力和复杂工况环境下的适应能力。嘉陵江实验室要做的，正是重点解决智能装备在“脏、乱、繁、险、难”等场景下的自主作业问题。
为此，实验室正重点攻克危险爆炸物处置、应急抢险、森林消防等复杂环境下的机器人自主导航、避障及精准操作技术，涉及材料学、机械传动、传感器、人工智能等多个学科。通过决策“大脑”与运动控制“小脑”协同，科研人员正不断提升机器人在复杂工业环境中的自适应和决策能力。
在技术突破的基础上，实验室正加速推动研发成果向产业应用延伸。针对汽车生产线零配件搬运及物流配送中的作业需求，团队正联合长安汽车开展具身智能重大专项攻关，研发轮式底盘搭载人形上半身的双臂操作机器人。机器人单臂设计负荷6公斤，可满足产线装配、物料搬运等需求。搭载视觉感知算法的四足机器人，则可自主识别地形、跨越台阶沟壑，适配工业巡检、应急勘探等高风险场景。
刘铎介绍，嘉陵江实验室正构建面向装备制造的高质量数据集，为具身智能发展和传统企业转型提供数据支撑，进一步完善重庆具身智能装备创新平台布局。
坚持“企业出题市场阅卷”
技术成果落地产业场景，离不开科研端与产业端的深度协同。嘉陵江实验室坚持“企业出题、实验室答题、市场阅卷”，主动对接产业一线真实需求，走出一条研发攻关与产业融通的双向奔赴之路。
产业一线的实际需求，就是实验室重要的攻关课题。嘉陵江实验室人工智能中心科研人员，针对民航飞行安全管控的现实痛点，研发出一套民航飞行安全风险智能识别与预警可视化系统。飞机高度、速度、航向等数千项飞行参数被实时采集、分析，并在屏幕上可视化呈现。通过人工智能算法挖掘海量飞行数据，系统可识别飞机飞行过程中的潜在安全风险。实验室教授郑林江团队已将研发的算法模型部署到中国民航飞行品质监控基站，面向民航全航段飞行数据开展风险分析服务。同时，团队研发的“飞行安全时空数据深度挖掘技术及系统”，已针对国产飞机开展实验验证，对冲出跑道等风险进行识别预警。
面向航天、高端医疗、仪器仪表等领域的产业与国家重大需求，实验室主动承接难题，持续开展技术攻关。
面对可回收运载火箭无线传感网络节点“长航时、免维护”的需求，实验室微纳器件及系统研究中心负责人牟笑静团队开展高功率密度振动原位取能技术研究，沿着“换能新材料—俘能新结构—电源管理新方法”链条，实现传感器模组“随充随用”，满足航天传感器高频发射信号的用能需求。该技术已在固定翼飞机上完成飞行验证。此外，实验室的工业母机团队长期扎根赛力斯集团股份有限公司整车制造产线，开发的焊点质量多模态融合在线监测系统，已部署在赛力斯龙兴超级工厂的焊装产线中，可实时监测300余个焊点的质量。
“我们从产业一线找到了真问题，从真问题中衍生出真产品。”中国工程院院士、重庆大学党委书记、嘉陵江实验室首席科学家王树新说。
这种模式已成为嘉陵江实验室的常态。目前，实验室已与37家企业签订合作协议，与中国商用飞机有限责任公司共建大飞机研究院，与引望智能技术有限公司共建智能汽车技术学院。
构建人才持续“造血”机制
嘉陵江实验室紧邻正在建设的重庆大学科学城校区智谷校园，两者构成“智谷校园+实验室”一体化布局。王树新将其概括为“创新策源地（智谷）+成果转化（实验室）”的联动。“人才培养需要真实的实践课题，实验室科研攻关同样离不开人才支撑。我们让两者紧密结合，实现人才培养与科技创新一体化推进。”王树新说。
在嘉陵江实验室，科研平台直接变身“教学车间”，企业真问题变成学生真课题。在实验室人形机器人研究中心，重庆大学博士生唐正忙着让“嘉陵江1号”拥有更多技能；在实验室智能传感仪器研究中心，目前已有数十名学生参与到相关项目的研究中。
实验室用来自实际的真问题、真场景，培养创新人才；而源源不断的创新人才，又能反哺实验室，为科研攻关注入强劲动能，推动科研成果走出实验室，真正用起来。
同时，实验室还联动重庆大学国家卓越工程师学院，注重吸引包括“00后”创业者等优秀青年人才，构建可持续的“造血”机制，增强自我发展能力。
以校区与实验室一体化布局推动产教一体化发展，以真问题贯通教育链—创新链—产业链，不仅让高校的成果转化“死亡之谷”变成科技成果转化的“直通车道”，也让高校的优秀人才有了施展才华的更大舞台。嘉陵江实验室的探索，为高校和新型研发机构破解“科研产业两张皮”提供了一条可复制的经验。
展望实验室未来3年到5年的阶段性目标，王树新说：“我们有三个期待：一是成为科技创新与产业创新深度融合的典型平台，二是在相关行业形成具有全国乃至国际影响力的标志性成果，三是培养一批行业领军人才和科技创新人才。”
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