科研题目从哪里来？（140331）

闵应骅

   科研题目从哪里来？看来是一个荒唐的问题。但是，对于科研管理者、科研人员都是一个无法回避的问题。

  科研题目当然首先是从国家的战略需求来。最近，国务院发布了《关于改进加强中央财政科研项目和资金管理的若干意见》，提出“使科研项目和资金配置更加聚焦国家经济社会发展重大需求”。国家的各个五年计划都列了科研计划，以及863、973、支撑计划、重大专项等国家科技计划。这些基本都是根据院士专家和领导提出的国家重大需求。科研人员有了这些项目，经费不用愁。不过，对于单位的领导者来说，这个竞争还是很激烈的。争取不到这样的大项目，大单位的日子就不好过。对于下面的科研人员来说，题目有的是，就看你能做多少。不过，创新性有限，大部分都属于赶超的范围，而且都是院士们早就看到的。出来的成果，你是不是有份，那还难说，可能主要算在高级别的领导身上。

  科研题目的第二个来源是从文献中来。科研人员读了比较权威的文献，或者一批文献，可能发现某些地方可以推广、补充、某些地方可以改进，就产生想法，提出一个科研题目。这种题目可能在国际热门，这些推广和改进可能受到国际关注。这种题目主要靠科学基金资助。科研人员比较自由，研究工作比较灵活。但是，争取这种题目没有一定的研究基础是比较困难的，所以怨言也很多。

  第三个来源就是从实际中来。最近，电子商务很红火，使得快递多了起来。我们院子里，不让汽车、自行车进来，但是，快递的三轮车多得很，各家公司的快递都有。单位门前快递一堆一堆的。虽然解决了许多人的就业问题，但是，出错的、犯罪的、增加交通压力的事还是很多。如果能发明一种3D机器人，飞起来运送这些快递，是不是会又快、又好呢？本月的IEEE Spectrum介绍在旧金山金门桥上空，飞着一个3D机器人，有6个抓子的直升飞机，闪光的金属框架，看似一个玩具，声音像一堆蜜蜂（参见下图1）。包括12个马达和螺旋桨，飞行2公里，约10-20分钟（参见下图2）。售价$619，作为一个玩具，那是太贵了，作为资本投资，则是小菜一碟。据美国联邦航空局预计，到2020年美国空中将有2万个这样的小昆虫。一开始，发明者以为这不可能形成市场，但8个月前，Chris Anderson的公司得到3千万美元的风险投资，以后每年增加6百万，直到走向商业市场。许多机器人大公司，像FedEx, Germany’s DHL delivery service,Domino’s Pizza, and Amazon 都想买下它，但他们希望保持自己的DIY公司。有人说可以用它送pizza，但是，这么多pizza在空中，还是会有一系列的问题。Chris Anderson开始是和孩子玩，做一个无人机。2007年建一个网站DIYdrones.com。2009年合办了这家3D机器人公司。但他是一个新闻记者，办了一个杂志wired。这家公司没有专利，全用开源的硬件和软件，依靠的是他的网站所联系的人。2011年一个中国学生翻译了他的机器人手册，他没有在乎知识产权的问题，而是把这个翻译本也链接在他的网站上。这是完全不同的一种公司运作方式。

  现在搞3D机器人技术的公司已经很多，每年在Colorado有一个聚会，交流经验，也招聘新人。许多大公司都在生产，在深圳已经有工厂。机器人的使用一般都是针对特定的应用的。机器人最大的市场是农业，大约占到80%。譬如农业用机器人做农作物的空中管理，监管葡萄园。军事上也有许多应用。用在无趣、肮脏、危险的环境。  

3D机器人必须有眼睛，以防范安全威胁。小鸟是有眼睛的，不然在空中就会碰撞。要有一个自动驾驶仪。进行空中管理服务。不能碰到树、碰到电线杆子。3D机器人既然有三个自由度运动，就要有平衡环。所以，麻雀虽小，五脏俱全，譬如包括多个无线接收机、天线、摄影机，自己除尘清洁，陀螺仪，加速器，指南针，激光传感器，硬件扩展设备。为防止碰撞，需要有感知-防止能力。电池是个大问题，这些设备都费电，而电量过大又有危险。生产过程的质量控制非常重要，每一个无人机都必须测试才能飞。工厂生产的成品率70%，现在可到80%。所有这些问题，都需要科研。这里的科研题目是从实际需要中提出来的，直接关系到企业的生死存亡。

在国内，玩风筝的很多，那是中国的传统文化；玩航模的也不少；但是，玩3D机器人的，好像还没听说。那可是高科技啊！