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我國下一代機器人技術發展風口在何方

2018-11-27 來源（yuán）：中國機器人網作者：-

　　1、機器人應（yīng）用場景不斷豐富

　　與人們所理解的模糊（hú）的“機器人”概念不同，行業內一般將機器人分為工業機器（qì）人、服（fú）務機器人、特種（zhǒng）機器人三類。其（qí）中，工業機器人（rén）主要從事焊接、搬運、碼垛、包裝等，服（fú）務機器人（rén）則在教（jiāo）育、醫療（liáo）、物流等領域提供服務，特種機器人的優勢是（shì）能在應急救（jiù）援等高危（wēi）環境下工作。

　　論（lùn）壇期間，由河北工業大（dà）學張明路教（jiāo）授（shòu）帶領（lǐng）的“極限環境服役機器（qì）人關鍵技術團隊”，向參會的（de）同（tóng）行（háng）業專家、學者（zhě）展示了（le）其最新研究成果——

　　一個機器人（rén）牢（láo）牢吸（xī）附在石化儲罐的弧形（xíng）曲麵外壁上，前（qián）進、後退、左轉（zhuǎn）、右轉，動作（zuò）十分靈（líng）活。隨（suí）後（hòu），機器人（rén）高舉機械臂，噴射出高壓（yā）水流，把儲罐上一塊鏽蝕的壁麵清理得幹幹淨淨。

　　隨著我國大型船舶不斷增多、石化儲罐的大量建設，船舶、儲罐的除（chú）鏽、噴漆、檢測（cè）等維護施（shī）工作業，對人身安全、低成本高效率的要求日趨嚴苛。以往，國內在該領域內的立（lì）麵維護作業均是（shì）采用（yòng）人工搭建腳手架的方式進（jìn）行，不僅效率低、成本高，且對人體健康（kāng）損害極大。

　　“經過（guò）近兩年的技術攻關，我們針對遠洋船舶、化（huà）工儲（chǔ）罐、風電塔筒等大型曲麵外壁（bì）的防腐檢測作業需求，通過（guò）搭載不同類型（xíng）機械臂或作業模塊，已成功研發出係列除鏽機器人、噴漆機器人及相關（guān）配（pèi）套裝備，實現了對各類工（gōng）作表麵的自動化除鏽、檢測、噴漆等作業，不僅填補了（le）國內防腐作業領域應用機器人的空白（bái），技術也已達到國際先進水平。”張（zhāng）明路說。

　　比如除鏽機器人，使用（yòng）大功率高壓水噴頭（tóu），可大麵（miàn）積（jī）快速（sù）清除儲罐鏽蝕的表（biǎo）麵，每小時清除30至35平方米，是人工工作（zuò）效率的8倍到10倍；相比人工作業每（měi）小時噴塗麵積僅400平方米，噴漆機器人每小時噴塗麵積可達1000平方米（mǐ），且定位精準、漆膜厚度均勻、噴塗質量高；而檢測（cè）機器（qì）人就像“質檢員”，可攜帶漆膜厚度與（yǔ）鋼板（bǎn）厚度檢測儀器，檢測儲罐鋼板厚度，保障施工質量。

　　此外，防腐作業機器人還具（jù）有磁力（lì）調節、變曲率壁麵自（zì）適（shì）應、安全防爆和先進控製等核心技術。有了這些特種機器（qì）人，工作人員隻需在電腦屏幕前遠程操作即可掌控現場情況（kuàng），安全、環（huán）保又高效。

　　近年來，我國特種（zhǒng）機（jī）器人發展快速，前不久，中國電子學會就發布《2018中國機器人產業發展報告》稱，當前（qián）特種機器人已經能夠完成定位、導航（háng）、避障、跟蹤、場景（jǐng）感知（zhī）識別、行為預測等任務（wù）。

　　但讓（ràng）老百姓感受更深的，則是身邊各類服務機器人的“忙碌身影”。掃地機器（qì）人、早教機器人、跳舞機器人、康複機器人（rén）……雖然（rán）“長相”各異，但（dàn）借助語音理解、視覺識別等人工智（zhì）能技術的嵌入，它（tā）們正變得越來越“聰明”，應用場景也越來越多元，已經成為現代人居家生活的“好玩伴（bàn）”“好（hǎo）幫（bāng）手”。

　　工業機器人仍是市場的“主角”。據《2018中國機器人產業發展報（bào）告（gào）》提供（gòng）的數據（jù）顯示，2018年全球機（jī）器人市場規模將達298.2億美元，其中，工業（yè）機器人占比將（jiāng）近六（liù）成。專家表示，汽車製（zhì）造、金屬製品加工和電子是（shì）工業機器人傳統的應（yīng）用領域（yù），近年（nián）來隨著工業（yè）機器人技術和工藝日趨成（chéng）熟，其應用正逐漸向家（jiā）具（jù）家電、五金衛浴、食品飲料等領域延伸。

　　2、機器人“智商”不斷提高

　　“機器人技術涉及工程（chéng）材料、機械控製、傳感器、自（zì）動化、計算機、生命科學等（děng）各個方麵。當前，機器人基礎與（yǔ）前沿技術正在迅猛發（fā）展（zhǎn），相關學科在（zài）相互交（jiāo）流中加速融合（hé）。”哈爾濱工（gōng）業大學機器人研究（jiū）所所長（zhǎng）趙傑說。

　　領域內眾多專家認為，未來關於（yú）機器（qì）人（rén）技術的創新趨勢，將主要圍繞人機協作、人工（gōng）智能和（hé）仿生（shēng）結構三個方麵展開。

　　新鬆機（jī）器人自動化（huà）股（gǔ）份（fèn）有限公司是國內機器人產業的著名（míng）公司，前不（bú）久，它（tā）推出的7自由度（dù）協（xié）作（zuò）機器人受到關注。它（tā）具備更小、更輕、更靈活的構造，同時兼有牽引示（shì）教、視（shì）覺引導、碰撞檢測等功能，讓機器人在布局（jú）緊湊、精度要求高（gāo）的生產線（xiàn）中（zhōng）工作成為可能。

　　在趙傑（jié）看來（lái），機器人的應用領域已逐漸由搬運（yùn）、焊接、裝配等操作型任（rèn）務向加工型任務拓（tuò）展，因此，人機協作（zuò）正在成為工業機器人（rén）研發（fā）的重要方向之一。他認為，人機協作可以將人的認知能力與機器（qì）人（rén）的效率結合在一起，從而使人能夠更安全、簡便地使用機器人。

　　眼下，人類已不（bú）再滿足於（yú）機器人“呆頭呆腦”地“服（fú）從命令聽指揮”，其提供的（de）服務能否讓（ràng）人“舒服（fú）”“滿意”，正在成為新的（de）考量（liàng）標準。

　　本屆論壇上（shàng），北京理工大學智能機器（qì）人研究所副所長段星光詳細介紹了該校醫療機器人的最新研究進展。

　　“手術機器人可分為基於路徑（jìng）規劃的主動型手術機器人、基於主從模（mó）式的被動型手術（shù）機器人，以及基於（yú）人機協同的半主動（dòng）型手術機器人三個方向。”段星光說，“提高機（jī）器人精度將是手術機器人發展的重中之重（chóng）。”

　　河北工業大學機械工（gōng）程學院（yuàn）教授郭士傑長期從事高科技（jì）養老助殘、無束縛健康狀態監測方麵研究，在柔性皮膚觸覺傳感（gǎn）器、護理機器人、預（yù）防摔倒的柔性助力裝置、無束縛（fù）睡眠呼吸監測係統等方麵，已有多項研究在實驗室做出成品。

　　“我們做出了（le）應用柔性皮膚觸覺傳感器的RIBA係（xì）列護理機器人，它可以（yǐ）把人從椅子（zǐ）上抱到沙發、馬（mǎ）桶上，而且跟人接觸時，柔軟的皮膚讓（ràng）人感覺（jiào）很舒服。預防摔倒的柔性助力裝置是一種外骨骼（gé）機器人，外形像個褲子，老人穿上它，抬腿走路時會（huì）獲得助力，還能防止摔倒。智能護理床，不僅能測（cè）出使用者的心跳、呼吸等健康狀況指標，還能夠調整人的睡姿，避免人打呼嚕（lū）、生（shēng）褥瘡。”郭士傑說。

　　專家認為，機器（qì）人發展必將經（jīng）曆一個“智能+”的迭代過程，隨（suí）著人工智能、大數據等技（jì）術與機器人的深（shēn）度融合，機器人的“智商”會越來越高，將真正實現由“機器”向（xiàng）“機（jī）器人”的重大轉（zhuǎn）變。

　　3、發力核心零部件技術

　　偌大的空間裏，上百台“機械（xiè）手臂”來（lái）回擺動，錯落有致地快速工作著。這樣的場景（jǐng），在（zài）我（wǒ）國東部（bù）沿海的眾多製造業集聚區（qū）隨處可見（jiàn）。

　　有數據顯示，我國機器（qì）人市場已（yǐ）進入（rù）高速增長期，其（qí）中，工業機器人市場連續6年成為全球第一大應用市場，約占全球市場（chǎng）的1/3。而隨著我國人口結構調（diào）整以及勞動力成本上升，我國對工業（yè）機器人的需求還將保持較高增長，未（wèi）來有望占（zhàn）到全球（qiú）機器人市場的一半份額。

　　專家表示，機器人產業的上遊是核心零部件、中遊是（shì）機器人（rén）本體、下遊是係（xì）統集成商，而國內企業則多數集中在（zài）下遊環節（jiē）。

　　“目前，我（wǒ）國的工業（yè）機（jī）器人三大核心零部件控製器、伺（sì）服電機、減（jiǎn）速機是（shì）製約機器人產業的主要瓶頸（jǐng）。”趙（zhào）傑說。

　　專家（jiā）介紹，控製（zhì）器就像機器人的（de）大腦，可以發布（bù）和傳遞（dì）動作指令，主要包括硬件和軟件（jiàn）兩部分：硬件就是工業控製板卡，包括一（yī）些主控單元（yuán）、信號處（chù）理部分等電路，國產品牌已經掌握；軟件則主要是控製算法、二次開發等，國產品（pǐn）牌在穩定性、響應速度、易用性（xìng）等方麵還有差（chà）距。

　　伺服電機在機器人中用作（zuò）執行單元，是影（yǐng）響機器人工作（zuò）性能的主要（yào）因素。伺服電機（jī）主要分為步進、交流和（hé）直流（liú），機器人行業（yè）應用最多的是（shì）交流伺服，約占65%伺服電機與控製器關聯緊密。這一領域競爭非常激烈，國（guó）產伺服係統自主配套能力正不斷提（tí）升，但仍麵（miàn）臨巨大挑戰。

　　對此，專家（jiā）建議，對機器人產（chǎn）業的支（zhī）持（chí），不應隻關注機器人整機（jī）產品，還要加大對機器人核心零部件（jiàn）以及製造加工設備（bèi）的研發與（yǔ）產業化支持力度。

　　“發展機器人產業不可貪大求全，一些地方政府或園區要注（zhù）重引導，結合當地產業（yè）特色和市場需（xū）求，有針對性（xìng）地布局機器人產業，實現產業發展和（hé）市場需求的良性互動，而不是看什麽（me）熱就做什麽。”趙傑說。

　　隨著我國機器人研發和產業發展逐漸趨於理（lǐ）性，在此情況下，機器人產業市場將麵臨一個優勝劣汰的過程，一批擁有自主知識產權、有實力的科技企業優勢將更加明顯。通過進一步加強係統化的頂層設計，我國機器（qì）人生態產業鏈條將日益完備。

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