【封面策划】张斌和他的“相对宇宙”
张斌和他的“相对宇宙”
文／张越月 侯婷 吴琼珊
2018年1月，一部名为《相对宇宙》（Counterpart）的美剧上线。剧中集齐了抽象、科幻、冷战、平行世界等不被看好的高冷元素，最终却口碑逆袭。
3月中旬，这部剧进程过半时，我在济南的鲁能智能技术有限公司见到了张斌。除了《相对宇宙》的爱好者，张斌更为人知的身份，是机器人事业部的副总经理、技术总监。
从10千伏高压带电作业机器人开始，张斌已经和机器人打了17个年头的交道。而在采访的前一晚，他仍然在机器人生产基地加班到11点多，为即将出炉的第六代变电站智能巡检机器人做最后冲刺。
再过不久，这批全自主、高效率、全天候巡检的机器人产品，将在全球正式推出，变电站将通过它，再一次提升精确巡检，减少人工成本。
不止一个人悄悄告诉我，张斌是典型“工科男”。生于75年的他的确像很多人口中的“张总”——一身黑色西装、一副金属框眼镜、面色从容淡定。无论谈经历、谈技术、谈美剧，他总会保持沉稳的语速，偶尔用上几个形容词。
但我相信，工科式的稳重，不足以在国内外均无参考的前提下，把仅有5个人、每年200〜300万合同的部门，发展为200多人，年销售业绩近3亿元的事业部。
张斌的一位老同事告诉我，他其实“很有创意”，特别是“在跟你讨论问题的时候，能说到关键点上。”
要在关键时迸发出独特的见解，不仅需要经验学识，也少不了对科技创意的偏好。
张斌告诉我，他喜欢《相对宇宙》的一个重要原因，就是里面那些让人脑洞大开、但又不算脱离现实的创意和思路。
想象和务实
《三体》作者、曾经的工程师刘慈欣曾把科幻分为两类：天马行空的内容属于软科幻，有扎实想象和落地可能的内容，则是硬科幻。同为工程师的张斌，也喜欢硬科幻，喜欢里面那些重科学、能落地的点子。
张斌的童年在济宁汶上度过。父亲文革前就读于山东大学，毕业后分配到汶上的一家工厂。图纸、机器、仪表等等，都是张斌从小常见的元素。
但他真正意识到自己“实用性思维”，还是因为父亲开玩笑似的评论。“当时家里但凡出现一个新玩具，我和弟弟对玩具的原理都很好奇，但我弟弟都会观察、思考研究玩具的原理，而我喜欢动手把它大卸八块，直接分解成零件，一看究竟。我父亲看到之后说，弟弟长大之后，适合做理论研究类工作，而我更适合做动手类的技术工作。”
若干年后，父亲的话成了现实——弟弟当上大学教授，而张斌成为工程师，巧合是两个人工作都和机器人相关。
但最初，张斌选择的方向并非机器人。高中毕业后，他进入南京理工大学电力系统自动化专业。学校自动化和控制课程，为张斌进入机器人领域打开了一扇门。
毕业之后，对软件操作很有兴趣的他，先在一家科技公司做仿真软件；三年后，他和当年招聘对新人一起进入鲁能智能公司。一群年轻人被分成两组，一组做高压带电操作机器人，另一组则做变电站巡检机器人，张斌进的是前一组。
“我当时每天的工作都是和机器人的两个机械臂控制有关。机器在高压电线上操作，操作人员在后面通过主手遥控，我的工作就是让机械臂做相应的动作。”或许是有过一定的实战经验，张斌在回忆这段经历的时候，表情很轻松。
结果也证明了这一点：项目顺利结题，并斩获国家电网公司科技进步三等奖、山东电力集团公司科技进步一等奖。
但变电站巡检机器人小组却遇到了瓶颈，因为主要问题出在控制系统，这也是张斌擅长的，于是他们找到转做硬件的张斌，把他拉入了第一代变电站巡检机器人的研发中。
减法和加法
张斌正式进入巡检机器人小组的时间，是2003年。
这一年，GPS导航技术刚登陆北京、上海、广州和天津四个城市，国内其他城市的导航地图尚未绘制完成；一项名为“经典故事”的声音识别技术，在那一年美国中央情报局悄悄拿出，用来识别半岛电视台播放的萨达姆讲话是真是假；红外摄像技术也是在不久前才走出实验室，被南方的少数科技公司研制成小型摄像机，开始试探着向市场投放。
而张斌他们需要做的，就是把上面这些高端、前沿，很多人甚至闻所未闻的“黑科技”，统统集成在一起，还要实现机器位置感知、自动行走转向、自动检测变电站设备、自主充电、24小时不间断运行等目标。
目标很高，但张斌意识到，“高大上”固然很好，但实际操作中也会出问题。“因为多一个部件，就可能多一个故障环节，多加一条线路，就可能多有一个隐患点。”他说。
在进行巡检机器人产品化的一次讨论中，他大胆地提出这个不同的观点，并拿出了一种简单、更容易落地的设计模式——两轮驱动，通过差速转向以及更简单的整体架构。这个极简方案最终被采纳，并一直延续到第六代机器人。
但是，极简并不意味着简单，虽然在整体设计上做了“减法”，在具体落实上，张斌还是做了两种“加法”。
一种“加法”，是为单一技术“加码”，帮助其找到搭档，比如GPS导航。
“最开始，我们想用GPS导航控制机器人。测试时效果也特别好，导航精度用在最新一代机器人上都可以了。但把机器人移到变电站设备区的时候，全都傻眼了。”张斌说。
这次测试，也让在现场负责调试的同事傅崇光记忆犹新：“真的没想到，机器人因为过强的电磁辐射，怎么也搜不到GPS信号，完全找不到北。”
后来，他们先尝试改造，比如增加天线，加强信号强度，但改造的结果仍然无法满足不同环境的要求。本来以为要完全放弃了，张斌却提出了一个“组合导航”的方案。
“当时他一说，我们就觉得很好。以前都是单一导航，但一种导航满足不了，就增加一种，把两种结合在一起，满足不同条件的需求。”傅崇光说。
另一种“加法”，是给大众化技术“加料”，变成适合机器人的定制款。
因为没有先例，需要“加料”的技术不止一个，但让张斌印象最深刻的是云台。所谓云台，是机器人安装摄像头的一个部件，通过控制云台旋转或利用程序让云台自动旋转，以达到全方位扫描监控的功能。
“当时，没有太多厂商直接供应电力机器人零件，所以千挑万选后确定的云台，仍然存在一个漏洞——云台上有两根电缆，就像一个人多长了两根辫子一样，不仅影响美观，在运行中一旦被弄断，就会影响到机器人的稳定性。”
本来，张斌想让厂商按照他们的需求，对云台稍做改装。但这个要求不仅直接被拒，对方还放了话：“一旦打开，后面设备出什么问题我们就不管了”。
既然这样，张斌干脆决定买过来，自己改。“我们先对云台进行测绘，对关键零件进行改造，改造出电缆可以穿过的孔道，把电缆放进去，在里面规划出一个走线的空间。原以为可以成功了，但做好之后没出半个月，内部穿好的线缆在云台运行的反复运动中被磨断了。当时大家比较丧气，但是我们已经走出改装的一大步，不就是反复运动造成的线缆摩擦断线吗？那我们就找到摩擦点，一方面合理走线、增大走线路径我们减少摩擦，一方面我们选择防护套、选择抗磨线缆提高抗磨性能。于是我们改造——测试——再改造——再测试，一次不行我们两次，两次不行我们三次，终于云台的运行可靠性满足了机器人运行要求。”
有意思的是，那家提供产品的公司，在几年后也开始生产类似的产品，而模板就是张斌他们后来改装成型的产品。
保守和坚守
张斌将自己的工作时间分成两块：一部分用来做老本行，即巡检机器人的研发，另一部分则用在制定标准。两者看似不同，但最终诉求殊途同归：让机器人更可靠。
“电力机器人和很多普通机器人产品不一样，它要在室外活动，要做高难度的巡检，还会面临风吹雨淋、遇到复杂的外部环境。要想用得好，机器本身就必须稳定可靠，不给用户惹麻烦。毕竟，发明机器人是来解决人的问题，而不是要人来伺候机器人的。”张斌说。
2013年，国家电网对电力巡检机器人的集中招标开始，这无疑带来了更多订单和机会，但也意味着对机器人各种指标的规定更加详尽。在很长一段时间里，张斌每天晚上下班后，都会组织团队再来头脑风暴，大家坐在办公室，摆开产品的细节，“死磕”可靠性。
一位同事回忆，张斌那时候的要求“非常细、非常细”，因为“几乎每个零部件特点，他都会挑出问题，甚至是半年、一年之后可能出现的问题。”
当下，市场上已经逐渐出现了一些同类产品，这或许意味着，电力巡检机器人的成本竞争将很难避免。张斌看来，成本需要持续优化，但稳定仍然是最重要的，“我们尽可能地选用多个厂家的产品，以实现替换、减少成本。但是只要涉及到核心组件，即便性能已经非常接近，我们还是会保守一些，选择之前的产品。”
在《相对宇宙》的片头，最能吸引人注意的画面，是一块围棋棋盘。导演用黑棋和白棋，比喻身处两个平行世界中同一个人的命运：最开始，黑棋白棋都是一样的，走偏一小步，可能就意味着成败胜负。正如剧中身处平行世界的主角霍华德A与霍华德B，尽管童年完全一样，但由于一个小的选择，他们的人生发生了偏差。最开始差别不大，但随着时间的延长，结果最终大相径庭。
差之毫厘、失之千里，《相对宇宙》的人物命运如此，机器人产品的质量也是如此。所以，张斌说的保守，并非谨小慎微，而是对正确路径的坚守。
Q&A
张斌：要那种更聪明、更可靠、功能更强大，真正能代替人工进行现场设备巡视的。
《能源评论》：具体会有怎样的创新呢？
张斌：比如巡检机器人的设备分析能力更强大，原来说机器人采100张照片，自动分析功能可以正确的完成80张照片的分析，还有另外20张照片可能受到雨雪、光照等天气的影响需要人工后台再来一张一张确认。
《能源评论》：这么做的终极目标在哪里：
张斌：我们开发新的算法将全部实现自动识别分析，完全解放人工。
《能源评论》：这些智能化的亮点，会是未来的盈利点在哪里？
张斌：巡检机器人的智能化技术有许多可以应用到其他领域，比如机器人的导航技术可以拓展到无人汽车技术领域；巡检机器人的智能图像分析功能，也可以用到视频监控的自动识别领域。
《能源评论》：您觉得，机器人可以替代人工么？
张斌：机器人未来一定在很多领域代替人工，尤其是危险恶劣环境、重复的工作，这也是我们这些机器人工程师的最终目标。目前，机器人可以代替人工完成的工作还是比较少的。
