聚焦区域高端装备制造产业创新发展，河北工业大学与北辰区人民政府于2022年5月，共建“先进装备工程与技术研究院”，并成立“先进装备研究院有限公司”，形成“事业单位+国有企业”的发展模式。

一、建设成效

1.构建创新机制的“示范区”。研究院以高端装备制造为主线，以机器人关键技术与装备研发为特色，形成“研发基地+孵化器+加速器”科创孵化体系，获批“天津市产业技术研究院”（北辰唯一），并入选国家科技型中小企业和天津市雏鹰企业。

2.形成创新人才的“蓄水池”。组建“领域专精、层次高端、梯队有序”的人才队伍，包括国家级高层次人才7人，省部级人才15人，专任科研人员87余人，硕博士研究生500余人。与中核环保共建“核退役装备研发与应用联合实验室”、与中船大连共建“船舶机器人研发与应用基地”。

3.打造创新成果的“策源地”。申请知识产权16件，承担企业委托科研课题23项，合同经费3765万元，其中“自反馈仿人背抱移乘的智能管控系统”在北辰落地，转化金额1000万元；研发的“立面维护机器人在大型复杂立面的智能化作业技术及装备”入选2023中国智能制造十大科技进展和2023科创中国先导技术榜单。

4.建设服务区域发展的“加油站”。引育孵化彼合彼方机器人、筑高机器人等创新企业7家，2023年孵化企业产值6609万元；协助北辰成功引进SMC、大族激光等知名企业落户；编制《北辰智能装备产业发展报告》《北辰机器人产业园区建设规划》等资政报告；协助政府部门组织座谈、对接、媒体采访等各类科技活动20余次。

二、研究方向

（一）工业机器人研发

1.机器人可靠性与智能化设计。研究机器人“材料－结构－功能－性能”一体化的高可靠性设计理论与方法，构建机器人可靠性评估体系，为工业机器人可靠服役提供理论基础。筹备建设智能装备研发检测中心，围绕机器人共性技术研究、机器人性能测试与分析、机器人产品设计与研发、机器人企业孵化四大任务进行建设，5年内成为国内机器人产业的重要支持平台，推动机器人技术的创新与发展。

2.机器人功能结构材料。研究金属结构材料和复合材料的轻量化和可靠性基础理论与关键技术；建立基于机器学习的结构功能一体化材料设计理论，实现材料“成分－结构－性能”优化；建立复杂极端环境下由材料原子尺度结构表征到构件服役性能的跨尺度评价方法。

3.特殊环境服役机器人。面向航空、航天、船舶、核电等行业的大型钢制立面结构及高危、辐射等极限作业环境，研发机器人本体和多机智能作业系统，开发研制喷漆机器人、打磨机器人、防腐机器人等系列产品，服务国家“三航一核”重点领域需求。持续支持孵化的彼合彼方（天津）机器人有限公司创新发展，助力其增资扩产，打造区域领先的工业机器人企业。

4.工程作业机器人。面向大型建筑物施工作业需求，基于数字孪生技术，建立智能施工机器人系统与作业平台，突破作业空间受限、柔性作业、行为安全等关键技术。加大对孵化的筑高机器人公司的支持力度，丰富产品矩阵，并在冀津区域推广应用。

5.水下作业机器人。面向国家海洋战略发展需求，以模块化、系列化、国产化为目标，开展高端模块化自主水下机器人（AUV），遥操作水下机器人（ROV）和海洋装备核心部件的研发；围绕深远海移动观测平台关键技术，开展深远海观测AUV平台的研发和推广应用。持续支持天津瀚海蓝帆海洋科技有限公司创新发展，打造领先的水下机器人企业。

6.通用机器人。面向工业高端智能化发展，基于数据模型与视觉系统、人工智能算法等关键技术，建立智能焊接机器人、打磨机器人、重载AGV等通用机器人研发平台，围绕技术更新升级、产业化落地等重点任务，助力传统产业转型升级。

（二）服务机器人研发

1.智能检测与诊断技术。研究基于深度学习的多源融合智能识别技术，实现全面传感高精度故障诊断；利用大数据信息处理、机器学习等人工智能技术，研究基于多源信息融合的感知、检测、决策智能算法。深化与唐山百川、中信开诚等国内领先企业的合作模式，积极引育其在北辰区成立研发中心，并产业化落地。

2.驱动与智能控制技术。面向人机协作技术需求，研究刚、柔、软结构及其动力学建模方法及自学习与发育理论，自主适应环境与操作对象；研究全局优化的预测控制算法架构，建立多时间尺度下的数学模型；研究基于实时工况的模型参数在线修正算法，实现高性能协调控制。

3.人形机器人。面向人口老龄化背景下养老护理需求，聚焦康复辅具产业，突破机器人皮肤触觉传感器、耦合驱动关节等核心技术，开发人形智能护理机器人、智能假肢与康复机器人、脊髓损伤康复机器人等系列产品，助推冀津区域医疗护理装备产业创新发展。面向高柔性、高协助、复杂多任务工业场景，开展基于大语言模型与AI技术的人工智能、基于视觉与柔性传感的智能感知研究，力争在结构设计、传感器和控制算法上实现突破，开发自由度高、可靠性强的人形服务作业机器人。

4.清淤和除草机器人。面向雄安新区白洋淀等湿地及河湖疏浚生态治理的重大环保需求，聚焦水下清淤和除草装备的智能巡检及能耗问题，开展流固耦合、路径规划、视觉跟踪及动力分配等方面的研究，开发新型环保智能机器人系统。

三、建设规划

通过与地方政府共建研究院，探索形成“政府主导、高校参与、广泛合作、共建互赢”发展模式，实现优质资源双向赋能。下一步，将探索与北辰区共建“机器人产业园”，作为推动产业高质量发展的关键举措。

产业园围绕工业机器人和服务机器人领域，瞄准关键核心零部件、本体制造产业链条，开展前沿基础研究、关键技术攻关和头部企业引育等工作，加速形成一批高水平科技成果。聚焦科技前沿，进行装备可靠性智能化设计、功能复合材料、智能感知与控制技术等基础研究；瞄准重大战略，进行特殊环境服役机器人、工程作业机器人、康养人形机器人等装备开发；面向经济主战场，建设“孵化器-加速器-产业化园区”的科创孵化链条，推动创新成果转化落地。