清华大学教授柳冠中说，如果有一天我们实验室和医院的仪器都是国产的，那才是真正的科技强大了。

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前几天的推文装上“脑机接口”打螺丝是个啥体会？，阐述自动化系统控制指令和方式的问题，也就是决策端的事情。今天聊一聊自动化系统执行和测控端的事情。

什么是执行和测控端呢？简单地说，就是自动化设备精准执行、及时反馈和不断修正的工作机构；有点抽象，接下来我们来举个例子。

工业机器人的核心执行机构就是机器手臂，现在普遍采用5轴、6轴机器人；具有如此多的关节，如何做到运动和指令的精确传输和执行？

指令的精确传输和执行的关键则是机器人关节，它与人类关节一样，是机器人最重要的基础部件；影响其精度的核心部件则是精密减速机。

精密减速机是一种精密的动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的装置，从而降低转速，增加转矩。

它的作用主要有以下两个方面：一是，它保证工业机器人在生产中能够可靠地完成工序任务，并确保工艺质量；通常采用RV减速器或谐波减速器来保证定位精度和重复定位精度。二是，它能够传递更大的扭矩。当负载较大时，提高伺服电机的功率是非常不经济；并且伺服电机在低频运转下容易发热和出现低频振动。

然而，当我们叹为观止为机器人精确操作和无限憧憬机器人时代的时候；时至今日，我国仍然不具备设计和制造精密减速机的能力。全球能够生产的企业也是凤毛麟角，绝大多数市场份额都被日企占据。Nabtesco的RV减速器约占60%，Harmonica的谐波减速器约占15%，还有住友重工(SUMITOMO)。

现在日本叫机器人跪下，全球机器人没几个能站起来！

一直以来，我国面临这种卡脖子的关键技术在很多领域都存在；但是经过一代代科研和工匠们的钻研都取得突破。预警机、航母、高铁、大功率IGBT、盾构机等都实现了高度的国产化。

随着国际关系的变化和我国经济结构的调整；近些年针对技术装备关键零部件和设备出台了一系列的鼓励政策。

“强基”政策的推行为国产减速机企业带来了利好。减速机是众多国民经济领域必不可少的机械传动装置之一，也是下游行业重要部件之一。根据《中国制造2025》提出的工业强基工程规划，到2025年，70%的核心基础零部件和关键基础材料都将实现自主保障。这为国产基础零部件行业带来了政策利好，符合我国制造业长期发展需求。

我们完全有理由相信，我国在技术装备关键零部件及设备（含光刻机、精密减速机等）必将在未来取得突破。

关键技术的突破，归根结底是人才的培养。而仪器类专业培养的人才就是各领域技术突破的关键力量，他们是打造中国智造和工业4.0的排头兵。

工业机器人和自动化设备都是由精密仪器集合而成的高科技设备。这些仪器集成了光学、机械、电子和测控等多个功能板块，形成了一种独特的光机电测控系统。

精密测量物理量需要光学；光学设备、应变电阻等传感器，电动机等执行器，都需要特定机械结构发挥作用；传感器信号的放大、去噪声、读入处理器，以及处理器本身，执行器的驱动，都离不开电子；而测控负责将各个零部件结合成一个整体。

因此，仪器类专业的综合性极强，需要掌握多个专业领域的知识才能设计出高质量的仪器。只有理解元器件设计、电气原理、机械结构、控制系统等众多方面的知识，才能真正掌握这门学科的精髓，创造出尖端的仪器产品。

仪器类专业，开设的院校全国总共有283所，上海交通大学和清华大学、天津大学、哈尔滨工业大学是第一批获批开设的高校。这四所高校也都位于第四轮学科评估中的A+级和A级。

这些院校的专业方向大致可以分为电、光、机、自四类方向，具体为电力电子、光学、机械精密仪器以及自动化四个方向。具体到每所学校小方向会更多，因为各个院校的专业特色和培养方向都不相同。

比如清华大学、华中科技大学等偏向精密仪器方向，华北电力大学等则偏重电力方向，长春理工大学、上海理工大学等偏重光学仪器方向。考生选择的时候，需根据每个学校的科研底蕴和行业背景进行仔细分析。

随着人工智能的风起云涌和脑机接口的方兴未艾，重大技术装备从目前的“自动化、智能化”逐步发展到以后“智慧化、自学化”。未来已来，但如果没有精密的“执行、测量、反馈、调节”仪器设备；那未来永远是未来。

日本叫跪下的机器人，中国必须让它们都站起来！

这是仪器类专业的价值，这是仪器类青年的使命，这更是仪器类专业的未来。

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