當地時間2016年10月31日下午，考察團一行來到位于波士頓市區的三菱電機研究實驗室（MERL），受到MERL副總裁、IEEEFellow張錦云熱情的接待，并由MERL的CEORichardWaters博士為本次考察工作致歡迎辭，介紹了MERL的公司的情況以及MERL研究團隊正在從事的研究工作。

圖1MERLCEORichardWaters博士

RichardWaters介紹，MERL是三菱電機研發中心的北美分部，擁有60名高級研究人員，其中包括4名IEEE會士，每年有超過150篇專業研究成果在重要的會議和期刊上公開發表。主要從事的研究方向包括電子與數字通信、媒體處理、數字分析、空間信息處理、機械電和優化技術領域的高級開發工作，并且重點介紹了當前MERL正在進行的六個研究項目。

六個研究項目包括：

1．電子與通信。研究光通信、高可靠性無線通信、傳感網絡、光集成電路、無線射頻放大器、無線充電。

2．多媒體。研究可視化數據壓縮、壓縮的傳感技術、聲音增強技術、私有數據保護。

3．數據分析。研究預測建模和決策優化，主要包括軌道交通的能源優化、建筑能源優化和分析、能源系統的優化和分析。

4．計算機視覺。研究機器學習、深度學習、計算地理、計算圖像處理。主要實踐包括機器人自動識別和獲取、自動駕駛識別、3D重建、降維處理、高清晰度的數據仿真。

5．機電一體化。控制算法、系統建模和仿真、非線性動態系統。主要研究機器人運動控制、衛星站位置保持、主動的懸掛、流體動力學、空調控制。

在RichardWaters的介紹之后，為了讓來自中國的企業考察團能更直接的感受MERL團隊研究成果，以及對于推動工業發展的重要價值，MERL特別安排了研究團隊負責人分別對各自研究方向的成果進行了詳細展示和介紹。

1、機器人抓取隨意堆放的物體

MERL的工程師談到，傳統的機器人在抓取物體時，要求物體的位置堆放整齊，因為傳統機器人對物體的空間擺放位置有要求，但MERL研究的機器人是可以抓取隨意堆放的物體，對物體的空間位置狀態無任何要求。因為MERL開發的算法和閃光攝像機能非常精準的抓取周圍環境及物體的狀態信息。隨后MERL的工程師還通過安裝在Pad上的攝像頭隨意掃描并抓取周圍的環境，Pad系統上就自動進行三維環境的重建。目前，MERL開發的閃光攝像機及三維建模算法能快速而準確抓取并周圍環境。

圖2MERL工程師演示抓取周圍環境并進行建模

五軸增材制造技術

MERL工程師介紹，傳統的增材制造或3D打印技術普遍所采用的方法是逐層疊加的方式來快速生成模型，但這種加工方式并沒有將產品的應力和強度問題考慮進去，并不會考慮對產品的使用情況進行有限元分析。這也使得這種3D技術打印出來的產品并不具備實用性，這也是為什么在工業領域，3D打印產品大多只能用于產品快速成型和建模。

但MERL正在研究的五軸增材制造技術，將產品的應力和強度都考慮在內，通過對模型進行應力和強度分析，就可以在需要的強化的地方進行更致密的材料打印。因為MERL研究的3D打印技術是五軸加工，可以理解為將五軸加工和3D打印技術融為一體，從五個不同的方向來打印模型，在應力和強度要求高的地方進行更加致密的材料疊加，使打印出來的產品更具可使用性。不但可以用于產品的快速成型，而且還能進行產品的批量生產。

圖3五軸增材制造技術

高速高精度機床的最優控制技術

傳統的機床在同一方向只有一個執行器，這無法讓機床的加工效率達到最優。這也是目前機?應用普遍希望能改善和優化的地方。而MERL正在從事的高速高精度機床最優化控制技術，就是通過改進執行器算法來提升機床的生產加工效率。因此，MERL的機床最優控制算法已經實現了在同一個方向上設計兩個執行器，讓兩個執行器能根據最優控制算法進行有效的工作協同。目前，與未應用優化控制技術的機床相比，高度高精度機床最優控制技術能讓加工速度提高10%到40%，同時由于不需要執行器反復的降速和加速，從而能讓機床的運動更為平滑，最高節能50%。

意識感知

談到意識感知，我們可能會想到超能力。但MERL的工程師告訴我們，意識感知是完全可以通過技術手段來實現這一夢想的。最近在他們的研究中已經實現了利用腦電波對輪椅的控制、腦電波實現汽車自動巡航等功能。MERL工程師認為，他們完全可以利用低成本可穿戴傳感器（腦電、機電）和其他非接觸型（如相機、語音）傳感器，用于智能腦機交互，以及汽車和制造業中的事故回避系統。同時，MERL工程師經過大量實踐證明，就像人的指紋一樣，每個人的腦電圖也都不相同。因此，他們認為腦電圖將來完全可以作為一個重要生物識別特征來區分不同的人。

1Tbps光纖通信系統

MERL的工程師認為，隨著互聯網應用的普及和深入，人們需要更快的光纖通信系統。現有最快的光纖通信系統傳輸速率可以達到100Gbps，但通過與倫敦大學的合作，MERL已經成功在現有的單模光纖上實現了1Tbps的數據傳輸。這種被稱為多子載波技術能在一個單模光纖里同時傳輸11個載波信號，而為了防止載波之間的信號干擾，在信號發射之前，需要插入參考信號，發送端和接收端都知道參考號后，因此，接收端設備可以利用參考信號的變化來彌補信道損耗，從而實現補償和均衡。

圖4多子載波技術

聲道分離技術

假如我們只有一個麥克風，但有多個人同時講話，那么，有沒有辦法將多個人的講話單獨區分出來？這也是MERL當前研究的一個方向，目的是將混合信號進行分離。MERL工程師介紹，他們在做這個研究的時候，希望這個方法能獨立于聲音信號的類型，從而能適用于不同的聲音類型，并能區分任何個數的不同聲源。目前，傳統的優化算法能達到的信噪比改進為3.1dB左右，而MERL的端到端算法能達到10個dB左右，在這一算法優化過程中大量使用了機器學習和深度學習的方法。

圖5MERL工程師講解多聲道分離技術

對于MERL工程師展示的研究成果，考察團的企業家普遍到中日企業之間的研發差距，也深刻認識到把握這些影響未來發展方向的前瞻性技術的重要性，同時還深切感受到了一種危機感。隨團考察的李培根院士也提到當初帶團到溫州考察當地企業發展的一段經歷，并認為中國企業普遍只看重研究成果能否快速轉化和投產，看重的是短期的收益回報，對長遠的技術儲備和研發普遍不感興趣。如果不去改變這種現狀，這種信念的缺失將讓未來的中國制造業陷入危機，同時也希望政府、企業和院校能在學習歐美等工業發達國家的工業發展經驗的同時，找到一種方法來鼓勵企業有意愿持續加大對影響未來工業發展的前沿技術的研究。