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机器人“智商”越来越高

发布日期: 2018-08-27 15:22:00 来源:人民日报
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一名小朋友观看双臂协作机器人操作演示。制图:张芳曼

在最近举行的2018世界机器人大会上,机器人前沿技术和产业发展话题引起社会关注。我国机器人产业现状如何?呈现出哪些趋势和特点?还有什么发展短板?应当怎样抓住下一代机器人发展机遇?围绕这些问题,本版推出“机器人产业观察”上下篇,供相关方面和广大读者参考。

——编者

工业机器人、服务机器人、特种机器人发展较快,应用场景不断丰富

与消费者所说的机器人不同,行业内一般将机器人分为工业机器人、服务机器人、特种机器人三类。工业机器人主要从事焊接、搬运、码垛、包装等,服务机器人则在教育、医疗、金融、物流等领域提供服务,特种机器人的优势是能在应急救援等高危环境下工作。

在2018世界机器人大会上,中国电子学会发布的《2018中国机器人产业发展报告》(以下简称《报告》)显示,2018年全球机器人市场规模将达到298.2亿美元,其中工业机器人占将近六成。

汽车制造、金属制品加工和电子是工业机器人传统的应用领域,近年来随着工业机器人技术和工艺日趋成熟,应用逐渐向家具家电、五金卫浴、食品饮料等领域延伸。

“过去工业机器人的应用主要集中在汽车制造这样的高端产业,如今已经涉及国民经济39个行业大类和110个行业中类,足够大的应用领域是机器人技术发展的市场基础。”新松机器人自动化股份有限公司总裁曲道奎说。

在2018世界机器人大会展厅,一家公司推出的全球首款五星级服务接待机器人引来不少观众围观体验。工作人员介绍,这款机器人融合了先进的人脸识别、语言识别、室内导航等智能感知系统,可以完成前台接待、自动巡逻、拍照合影等服务功能。

相比工业机器人,服务机器人近年来发展较快。专家表示,这主要是由于人工智能的发展,语音理解、视觉识别的嵌入让服务机器人更“聪明”了。服务机器人将是机器人未来的热点,这其中养老型服务机器人需求较大,而以康复机器人、早教机器人、跳舞机器人等为代表的家用服务型机器人也正在兴起。

起飞重量可达到3吨,续航时间达到30小时,最大航速可达到300公里/小时……这是中航智在大会上展出的无人机T333,它是目前我国最重的一款无人直升机,也是世界上所有直升机中续航时间最长的。工作人员介绍,T333可用于灾难救援、线路巡查、地质勘查等人力难以完成的工作。

特殊环境作业的需求助推了特种机器人的迅速发展。《报告》指出,当前特种机器人已经能够完成定位、导航、避障、跟踪、场景感知识别、行为预测等任务。

北京航空航天大学教授王田苗介绍,工业机器人已发展了几十年,当前世界各国依然高度重视,因为它是智能制造的重要基础之一,在万物互联的背景下,能有效带动制造业提质升级。此外,机器人技术衍生的服务机器人,未来还将从社会公共服务领域走进家庭,将广泛影响人们生活。

机器人技术创新主要围绕人机协作、人工智能和仿生结构展开

机器人技术涉及工程材料、机械控制、传感器、自动化、计算机、生命科学等各个方面。当前,机器人基础与前沿技术正在迅猛发展,相关学科在相互交流中加速融合。《报告》指出,目前关于机器人技术创新趋势主要围绕人机协作、人工智能和仿生结构三个方面展开。

在大会展厅,国内首台7自由度协作机器人——新松协作机器人引得参观者不停询问。新松机器人工程师陈文介绍,相比传统工业机器人,它更小、更轻也更灵活,同时兼具牵引示教、视觉引导、碰撞检测等功能,适用于布局紧凑、精度要求高的生产线,能够满足精密装配、产品包装、检测等操作需要。

天津市科学学研究所工程师赵绘存说,由于工业机器人应用场景更加多元,特别是近年来工业机器人在电子信息领域的迅猛发展,对机器人的体积、柔性和灵活度提出了更高的要求,工业机器人小型化、轻型化、柔性化已经成为一个重要的趋势。

“机器人的应用领域逐渐由搬运、焊接、装配等操作型任务向加工型任务拓展,因此,人机协作正成为工业机器人研发的重要方向。”陈文表示,人机协作将人的认知能力与机器人的效率结合在一起,从而使人可以安全、简便地使用机器人。

服务机器人与人们的生活联系将更紧密。专家介绍,服务机器人正在从感知智能向认知智能加速迈进,并已经在深度学习、抗干扰感知识别、自然语言理解等方面取得了明显的进步。

赵绘存说,机器人发展必将经历一个“智能+”的迭代过程,随着人工智能、大数据等技术与机器人的深度融合,机器人的“智商”将越来越高,将真正实现由“机器”向“机器人”的重大转变。

宁波GQY视讯股份有限公司市场部经理张余萍说,服务机器人将人从简单导航、解说等工作中解放出来,但当前对网络状况的要求比较高,离实现真正的人工智能还有很长一段距离。

“人工智能和互联网技术的发展,将为机器人提供强大的‘后脑’,进一步提升其智能水平。”中国工程院院士王天然向记者描绘了这样的前景:随着材料科学的发展,未来可以用人造肌肉等制成“软体机器人”;与脑科学结合,可以使机器人的一些行为直接受控于人;与生命科学的结合,将产生类生命机器人。

但专家同时表示,相比于人,目前机器人仍有着很大的局限性。美国机器人工业协会主席杰夫·伯恩斯坦认为,机器人发展当前面临三个技术问题:一是现在机器人抓取能力还非常薄弱,如果不通过长期的训练,机器人很难在众多物件中抓取到你所需要的物件;二是机器人视觉还有缺陷,人类可以清晰地看到面前的一切,但是机器人很难真正进行精确的人脸识别;三是机器人移动性受限,因为大部分机器人还是在固定环境下工作,很难让机器人准确并且安全地爬楼梯,以及在一些不平整的平面或区域内活动。

我国正从机器人应用大国迈向创新大国

我国机器人产业发展现状如何?

专家表示,我国拥有较为完整的机器人产业链条,近年来,随着机器人相关技术水平的提升,我国正从机器人应用大国迈向创新大国。不少科技企业进入机器人领域,进一步拓展了机器人的应用。

赵绘存介绍,虽然与国际先进水平相比还有不小差距,但如今我国机器人产业发展正呈现加快向中高端转型的趋势,国内厂商攻克了减速机、控制系统、伺服电机等关键核心零部件的部分难题,机器人产品的国产化率逐步提升。

以减速器为例,深圳大族激光开发的谐波减速器实现了定制化生产,精度与国际品牌相当;苏州绿的公司谐波减速器完成了2万小时的精度寿命测试,大大超出了国际机器人精度寿命6000小时的标准。

在特种机器人上,我国也取得持续突破,在特种无人机、水下机器人、搜救机器人等领域逐渐形成了一批具有核心竞争力的产品。例如,中国电子科技集团公司成功研发了固定翼无人机智能集群系统;株洲中车时代电气股份有限公司研制出世界上最大吨位深水挖沟犁,填补了我国深海机器人装备制造领域空白。

“智能+机器人”成为机器人产业的新趋势,也是推进服务机器人发展的重要基础。专家表示,在语音识别、图像识别等技术应用上,我国机器人产业基本与国际先进水平同步。《报告》显示,我国在人工智能领域技术的专利申请数量较多,特别是计算机视觉和智能语音等应用层专利数量快速增长。与此同时,我国在多模态人机交互技术、仿生材料与结构、模块化自重构技术等方面也取得了一定进展,提升了我国在智能机器人领域的技术水平。

“当前服务机器人市场处于形成期向活跃期转型的关键阶段,主导型的商业模式尚未形成,整体的技术壁垒相对较低,同时我国市场比较大,智能化应用活跃,有望助推服务机器人在消费级市场的快速发展。”赵绘存建议,目前在服务机器人领域还没有全球性的领军企业,行业集中度不高,我国企业需要找准特定应用场景,精准突破,从而占得发展先机。

(人民日报)