《電子技術(shù)應(yīng)用》
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人機(jī)協(xié)作形成合力 機(jī)器人越來越“心靈手巧”

2016-10-25

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  隨著機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的火爆發(fā)展,近年來,機(jī)器人技術(shù)迎來大變革。在2016世界機(jī)器人博覽會上,中科大的機(jī)器人“佳佳”既有如真人一般的美麗容顏,又有通曉百科全書一般的高智商;哈工大機(jī)器人集團(tuán)研發(fā)的工業(yè)機(jī)器人擁有更多的自由度,工作效率越來越高;還有醫(yī)療機(jī)器人、玩具機(jī)器人、教育機(jī)器人逐漸應(yīng)用在各個產(chǎn)業(yè),改變著人們的生活。

  中外專家齊聚2016世界機(jī)器人大會主論壇,共同探討機(jī)器人領(lǐng)域的技術(shù)與創(chuàng)新、交叉與融合。

  人機(jī)協(xié)作形成合力

  機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展,就連這一領(lǐng)域里的專家也始料未及。意大利比薩圣安娜大學(xué)教授保羅感慨,很多原本只是小說和電影中的科幻場景,如今都已變成了現(xiàn)實(shí)。

  “在《奇異的航行》(Fantastic Voyage)這部電影中,微型飛船穿越紅細(xì)胞解決問題。如今我們真的做出了這種‘飛船’,帶著攝像頭的膠囊機(jī)器人可以進(jìn)入腸胃中細(xì)微的地方,取代了痛苦的結(jié)直腸癌常規(guī)篩查技術(shù)手段。機(jī)器人技術(shù)讓原本復(fù)雜的疾病檢查通過吞咽幾個小藥片就能實(shí)現(xiàn)?!北A_說。

  人機(jī)協(xié)作的技術(shù)讓機(jī)器人在醫(yī)療領(lǐng)域大展拳腳,人工智能的發(fā)展也讓機(jī)器人的發(fā)展充滿無限可能。韓國科學(xué)技術(shù)院教授權(quán)東洙表示,在經(jīng)過深度學(xué)習(xí)后,機(jī)器人已經(jīng)能從事一些創(chuàng)意的工作了,比如寫小說。未來某一天,機(jī)器人可能有人的反應(yīng),并且理解人類的行為。隨著人工智能、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)的發(fā)展,機(jī)器人正面臨一場全新的技術(shù)變革。

  與此同時,機(jī)器人技術(shù)正在與更多領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)現(xiàn)融合。中科院自動化所復(fù)雜系統(tǒng)管理與控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任侯增廣表示,機(jī)器人與很多學(xué)科有關(guān),包括計(jì)算機(jī)、機(jī)械、電子、電氣工程等,也包括神經(jīng)學(xué)、醫(yī)學(xué)、仿生學(xué)等科學(xué),甚至與文化、藝術(shù)等都有密切聯(lián)系。

  臺灣大學(xué)講座教授、華碩集團(tuán)首席技術(shù)官羅仁權(quán)就把藝術(shù)和科技結(jié)合起來,創(chuàng)造出一款智慧機(jī)器人——彩色藝術(shù)畫家。

  “一般的機(jī)器人只能通過鉛筆單色作畫,這款機(jī)器人可以自己用顏料在調(diào)色板上調(diào)色,畫技里的勾勒線條、添加陰影都不在話下。機(jī)器人可以在作畫區(qū)畫出兇猛的獅子、呆萌的寵物犬,還能畫出栩栩如生的愛因斯坦畫像。所有行為自動生成,機(jī)器人會不斷生成視覺上的反饋,不斷調(diào)和顏色,然后不斷比較?!绷_仁權(quán)說。

  “我們希望應(yīng)用機(jī)器人科技,使人和機(jī)器的創(chuàng)造力形成一種合力,模糊掉其中的界限。事實(shí)證明,機(jī)器人是完全可以模仿藝術(shù)家的?!绷_仁權(quán)說。

  提質(zhì)增效大有作為

  隨著廉價勞動力時代的終結(jié),招工難成為企業(yè)家最頭痛的問題,因而許多企業(yè)開始大量應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人,這些機(jī)器人在流水線上定位精準(zhǔn)、工作高效,代替人們從事繁重而又重復(fù)的工作。與會專家表示,機(jī)器人是經(jīng)濟(jì)提質(zhì)增效的有力武器。

  但是,對于國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展而言,當(dāng)前的技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。美國機(jī)械工程師學(xué)會(ASME)設(shè)計(jì)委員會亞洲理事長、寧波智能制造產(chǎn)業(yè)研究院院長甘中學(xué)說,目前大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人都是單臂機(jī)器人,沒有手,更沒有像人一樣的智慧,它們只能在一些結(jié)構(gòu)化的環(huán)境中工作,在線傳感能力也比較差?!艾F(xiàn)在機(jī)器換人只達(dá)到30%,70%的工作機(jī)器人還不能完成,要發(fā)展中國制造2025,必須發(fā)展心靈手巧的雙臂機(jī)器人和多臂機(jī)器人?!备手袑W(xué)說。

  甘中學(xué)認(rèn)為,“心靈”是機(jī)器人要發(fā)展邏輯思維,提高判斷、學(xué)習(xí)和決策能力,“手巧”是要開發(fā)機(jī)器人的柔性運(yùn)動?!靶撵`手巧”的機(jī)器人既是一個智能終端、一個網(wǎng)絡(luò)控制器,同時還是能夠決策、服務(wù)的云制造平臺。

  “工廠的機(jī)器人不光是操作者,還有車間主任機(jī)器人和公司領(lǐng)導(dǎo)總裁機(jī)器人,不光能走上工人的崗位,也有從事管理的機(jī)器人。只有實(shí)現(xiàn)人和機(jī)器之間協(xié)同工作的車間,才能叫做真正的智能工廠車間?!备手袑W(xué)說。

  與會專家認(rèn)為,未來工廠形態(tài)也將隨著機(jī)器人技術(shù)發(fā)展而改變,不再是傳統(tǒng)的亨利·福特發(fā)明的流水線,物聯(lián)網(wǎng)將連接每個家庭,將個體的智能化融入規(guī)?;?、高效率、能夠體現(xiàn)個性化特征的制造流程,通過實(shí)體工廠加虛擬工廠,將每個人作為制造單元,從而真正實(shí)現(xiàn)智能化的個性制造。

  “現(xiàn)在的工業(yè)機(jī)器人在機(jī)器換人、提高效率上起到了一定的作用,但其對經(jīng)濟(jì)價值提升的優(yōu)勢還沒有充分發(fā)揮出來,現(xiàn)在的機(jī)器人還太笨。我相信隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,機(jī)器人真正實(shí)現(xiàn)智能化后,其創(chuàng)造的價值將是現(xiàn)在的8倍甚至10倍。在經(jīng)濟(jì)提質(zhì)增效方面,機(jī)器人還可以大有作為?!备手袑W(xué)說。

  兼收并蓄自主創(chuàng)新

  機(jī)器人的紅火發(fā)展使其成為未來智能制造和智能社會的一個風(fēng)向標(biāo)。全球正在使用的工業(yè)機(jī)器人預(yù)計(jì)會從2015年的163萬臺增加到2019年的約260萬臺,很多企業(yè)都紛紛摩拳擦掌,希望能抓住這一輪產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)遇。

  企業(yè)的爭先恐后涌入、機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園的紛紛落成固然讓機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展表現(xiàn)出無限活力,但一些與會專家對市場上的盲目跟風(fēng)表示擔(dān)憂。“服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展令人欣喜,但工業(yè)機(jī)器人發(fā)展過熱和無序化可能會影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展。目前看來,國內(nèi)企業(yè)工廠使用的機(jī)器人大部分來自進(jìn)口,國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的品類還不多?!备手袑W(xué)說。

  “日本、美國的機(jī)器人在技術(shù)上已經(jīng)遙遙領(lǐng)先,他們研制機(jī)器人產(chǎn)品的周期很長。美國研發(fā)一款給醫(yī)院病人送藥、送文件、送水的機(jī)器人,試驗(yàn)了16年才實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,韓國IMC公司花了10年時間開發(fā)膠囊內(nèi)視鏡的技術(shù)。我們應(yīng)該在機(jī)器人的基礎(chǔ)研究上沉下心來,研發(fā)核心技術(shù)和核心產(chǎn)品?!备手袑W(xué)說。

  盡管機(jī)器人發(fā)展勢頭迅猛,但專家們認(rèn)為,還有很多關(guān)鍵技術(shù)需要克服,如安全技術(shù)、控制器技術(shù)、人工智能技術(shù)、柔性冗余自由度等。

  如何發(fā)展我國自己的機(jī)器人技術(shù)?與會專家認(rèn)為,我國既要善于吸收引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù),也要堅(jiān)持自主創(chuàng)新。中國科學(xué)院沈陽自動化研究所所長于海濱表示,為了發(fā)展水下機(jī)器人技術(shù),我國曾經(jīng)與美國、俄羅斯、意大利等國家都開展過國際合作,逐漸掌握了工程技術(shù),現(xiàn)在走到了一個相對自主發(fā)展的階段。未來可以更多地借鑒這種合作模式,提升我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新水平。


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