概要:機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器人。機(jī)器人是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置,是靠自身動(dòng)力和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。換言之,目前的機(jī)器人只是一個(gè)能重復(fù)編程、具有多功能、多自由度的機(jī)械手或機(jī)械臂,只是一種在專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域替代人類工作的專用機(jī)械設(shè)備。其實(shí),我們可以把這一類機(jī)器人稱為傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人,即第一代工業(yè)機(jī)器人。
機(jī)器人正跨入2.0時(shí)代
第一代機(jī)器人能做什么呢?從智能化程度來(lái)講,機(jī)器人具有兩大屬性,一個(gè)是機(jī)器屬性,另一個(gè)是人的屬性。第一代機(jī)器人或者說(shuō)傳統(tǒng)意義上的機(jī)器人更多的偏向于機(jī)器屬性,即作為一種專用的機(jī)器設(shè)備來(lái)替代人類的工作,主要是拓展人類的肌肉功能、做一些體力活,比如搬運(yùn)、碼垛、焊接、噴涂、裝配等一些需要人力來(lái)完成的繁重、單調(diào)、乏味的工種。另外,還有一類是在高溫、高壓、有毒、易爆等復(fù)雜的工作環(huán)境下代替人完成環(huán)境監(jiān)測(cè)與事故應(yīng)急處理處置作業(yè)任務(wù)的機(jī)器人。
第一代機(jī)器人有個(gè)共同的特點(diǎn),它們往往只能在結(jié)構(gòu)工作環(huán)境下進(jìn)行工作,即只能在預(yù)先編程的情況下,做一些程序化的、重復(fù)性和規(guī)定性的工作。從功能實(shí)現(xiàn)角度看,現(xiàn)在大多數(shù)的機(jī)器人缺乏環(huán)境感知系統(tǒng)、視覺(jué)功能和力覺(jué)功能,也沒(méi)有觸覺(jué)功能,就好比人沒(méi)有眼睛、沒(méi)有神經(jīng)系統(tǒng)一樣,感受不到外界環(huán)境的實(shí)時(shí)變化,不能很好的與外界進(jìn)行溝通和交流,因此也就不能適應(yīng)復(fù)雜的非結(jié)構(gòu)環(huán)境和空間下的自主工作。
此外,在靈活性、靈巧性操作層面,機(jī)器人的作業(yè)能力還有待進(jìn)一步提升,特別是在智能手機(jī)、筆記本電腦和平板電腦等消費(fèi)者電子產(chǎn)品的組裝生產(chǎn)上。一方面,現(xiàn)有機(jī)器人產(chǎn)品在精度、性能等方面不能滿足上述新領(lǐng)域的技術(shù)要求;另一方面,隨著3C消費(fèi)電子制造產(chǎn)品的生命周期越來(lái)越短,在生產(chǎn)線模式重新切換方面對(duì)機(jī)器人的柔性生產(chǎn)和靈活制造也提出更高的要求。
安全性也是機(jī)器人非常重要的問(wèn)題之一。目前大部分機(jī)器人都工作在圍欄里邊,與人隔絕,將來(lái)的機(jī)器人趨勢(shì)將亟需解決人機(jī)協(xié)同作業(yè)問(wèn)題,尤其是在如何保證人類的安全方面。在人機(jī)協(xié)作方面,目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了大量的人機(jī)協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品,如ABB雙臂機(jī)器人YuMi、KUKA的iiwa機(jī)器人,以及發(fā)那科的綠色機(jī)器人等。這類機(jī)器人一般具備安全功能,一旦檢測(cè)到有人碰觸就會(huì)立刻停止工作、受到人的推力也會(huì)巧妙地避開等等。但當(dāng)前成熟應(yīng)用于工廠里的大多數(shù)機(jī)器人還不能很好的與人進(jìn)行自然的交互,更多的依賴于編程、鍵盤等工具和手段。
從演進(jìn)路徑看,新一代的機(jī)器人將會(huì)從“傳統(tǒng)機(jī)器人”走向“現(xiàn)代機(jī)器人”,并且朝著人機(jī)交互,人機(jī)交流,人機(jī)一體的方向發(fā)展。
機(jī)器人智能技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,機(jī)器人的智能化將經(jīng)歷計(jì)算智能、感知智能和認(rèn)知智能三個(gè)不同的階段。首先是計(jì)算智能階段,計(jì)算智能主要指機(jī)器可以有超強(qiáng)的記憶力和超快的計(jì)算能力,這個(gè)階段隨著計(jì)算機(jī)的誕生而開始。其次是感知智能階段,目前機(jī)器人智能技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入此階段。最后從感知智能進(jìn)入到認(rèn)知智能階段,還要解決如何讓機(jī)器自我學(xué)習(xí)的問(wèn)題。
OFweek行業(yè)研究中心分析師潘偉認(rèn)為,就當(dāng)前而言,最重要的是發(fā)展感知智能,也就是傳感器的大規(guī)模應(yīng)用,通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)器與人,機(jī)器人與環(huán)境互聯(lián)互通,從而提高機(jī)器人的在線感知作業(yè)能力。要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的認(rèn)知智能功能,即機(jī)器自己可以思考、可以理解,這一目標(biāo)還有很長(zhǎng)的一段路要走。在實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程中,包括大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展將會(huì)起到非常關(guān)鍵的作用。