應(yīng)用場景更加多元，機(jī)器人正經(jīng)歷一個“智能+”的過程

機(jī)器人“智商”越來越高(關(guān)注·機(jī)器人產(chǎn)業(yè)觀察(上))

一名小朋友觀看雙臂協(xié)作機(jī)器人操作演示。

制圖：張芳曼

在最近舉行的2018世界機(jī)器人大會上，機(jī)器人前沿技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展話題引起社會關(guān)注。我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀如何?呈現(xiàn)出哪些趨勢和特點(diǎn)?還有什么發(fā)展短板?應(yīng)當(dāng)怎樣抓住下一代機(jī)器人發(fā)展機(jī)遇?圍繞這些問題，本版推出“機(jī)器人產(chǎn)業(yè)觀察”上下篇，供相關(guān)方面和廣大讀者參考。

——編 者

工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人發(fā)展較快，應(yīng)用場景不斷豐富

與消費(fèi)者所說的機(jī)器人不同，行業(yè)內(nèi)一般將機(jī)器人分為工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人三類。工業(yè)機(jī)器人主要從事焊接、搬運(yùn)、碼垛、包裝等，服務(wù)機(jī)器人則在教育、醫(yī)療、金融、物流等領(lǐng)域提供服務(wù)，特種機(jī)器人的優(yōu)勢是能在應(yīng)急救援等高危環(huán)境下工作。

在2018世界機(jī)器人大會上，中國電子學(xué)會發(fā)布的《2018中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》(以下簡稱《報(bào)告》)顯示，2018年全球機(jī)器人市場規(guī)模將達(dá)到298.2億美元，其中工業(yè)機(jī)器人占將近六成。

汽車制造、金屬制品加工和電子是工業(yè)機(jī)器人傳統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，近年來隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)和工藝日趨成熟，應(yīng)用逐漸向家具家電、五金衛(wèi)浴、食品飲料等領(lǐng)域延伸。

“過去工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用主要集中在汽車制造這樣的高端產(chǎn)業(yè)，如今已經(jīng)涉及國民經(jīng)濟(jì)39個行業(yè)大類和110個行業(yè)中類，足夠大的應(yīng)用領(lǐng)域是機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的市場基礎(chǔ)。”新松機(jī)器人自動化股份有限公司總裁曲道奎說。

在2018世界機(jī)器人大會展廳，一家公司推出的全球首款五星級服務(wù)接待機(jī)器人引來不少觀眾圍觀體驗(yàn)。工作人員介紹，這款機(jī)器人融合了先進(jìn)的人臉識別、語言識別、室內(nèi)導(dǎo)航等智能感知系統(tǒng)，可以完成前臺接待、自動巡邏、拍照合影等服務(wù)功能。

相比工業(yè)機(jī)器人，服務(wù)機(jī)器人近年來發(fā)展較快。專家表示，這主要是由于人工智能的發(fā)展，語音理解、視覺識別的嵌入讓服務(wù)機(jī)器人更“聰明”了。服務(wù)機(jī)器人將是機(jī)器人未來的熱點(diǎn)，這其中養(yǎng)老型服務(wù)機(jī)器人需求較大，而以康復(fù)機(jī)器人、早教機(jī)器人、跳舞機(jī)器人等為代表的家用服務(wù)型機(jī)器人也正在興起。

起飛重量可達(dá)到3噸，續(xù)航時間達(dá)到30小時，最大航速可達(dá)到300公里/小時……這是中航智在大會上展出的無人機(jī)T333，它是目前我國最重的一款無人直升機(jī)，也是世界上所有直升機(jī)中續(xù)航時間最長的。工作人員介紹，T333可用于災(zāi)難救援、線路巡查、地質(zhì)勘查等人力難以完成的工作。

特殊環(huán)境作業(yè)的需求助推了特種機(jī)器人的迅速發(fā)展?！秷?bào)告》指出，當(dāng)前特種機(jī)器人已經(jīng)能夠完成定位、導(dǎo)航、避障、跟蹤、場景感知識別、行為預(yù)測等任務(wù)。

北京航空航天大學(xué)教授王田苗介紹，工業(yè)機(jī)器人已發(fā)展了幾十年，當(dāng)前世界各國依然高度重視，因?yàn)樗侵悄苤圃斓闹匾A(chǔ)之一，在萬物互聯(lián)的背景下，能有效帶動制造業(yè)提質(zhì)升級。此外，機(jī)器人技術(shù)衍生的服務(wù)機(jī)器人，未來還將從社會公共服務(wù)領(lǐng)域走進(jìn)家庭，將廣泛影響人們生活。

機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新主要圍繞人機(jī)協(xié)作、人工智能和仿生結(jié)構(gòu)展開

機(jī)器人技術(shù)涉及工程材料、機(jī)械控制、傳感器、自動化、計(jì)算機(jī)、生命科學(xué)等各個方面。當(dāng)前，機(jī)器人基礎(chǔ)與前沿技術(shù)正在迅猛發(fā)展，相關(guān)學(xué)科在相互交流中加速融合?！秷?bào)告》指出，目前關(guān)于機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新趨勢主要圍繞人機(jī)協(xié)作、人工智能和仿生結(jié)構(gòu)三個方面展開。

在大會展廳，國內(nèi)首臺7自由度協(xié)作機(jī)器人——新松協(xié)作機(jī)器人引得參觀者不停詢問。新松機(jī)器人工程師陳文介紹，相比傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人，它更小、更輕也更靈活，同時兼具牽引示教、視覺引導(dǎo)、碰撞檢測等功能，適用于布局緊湊、精度要求高的生產(chǎn)線，能夠滿足精密裝配、產(chǎn)品包裝、檢測等操作需要。

天津市科學(xué)學(xué)研究所工程師趙繪存說，由于工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用場景更加多元，特別是近年來工業(yè)機(jī)器人在電子信息領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，對機(jī)器人的體積、柔性和靈活度提出了更高的要求，工業(yè)機(jī)器人小型化、輕型化、柔性化已經(jīng)成為一個重要的趨勢。

“機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸由搬運(yùn)、焊接、裝配等操作型任務(wù)向加工型任務(wù)拓展，因此，人機(jī)協(xié)作正成為工業(yè)機(jī)器人研發(fā)的重要方向。”陳文表示，人機(jī)協(xié)作將人的認(rèn)知能力與機(jī)器人的效率結(jié)合在一起，從而使人可以安全、簡便地使用機(jī)器人。

服務(wù)機(jī)器人與人們的生活聯(lián)系將更緊密。專家介紹，服務(wù)機(jī)器人正在從感知智能向認(rèn)知智能加速邁進(jìn)，并已經(jīng)在深度學(xué)習(xí)、抗干擾感知識別、自然語言理解等方面取得了明顯的進(jìn)步。

趙繪存說，機(jī)器人發(fā)展必將經(jīng)歷一個“智能+”的迭代過程，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)與機(jī)器人的深度融合，機(jī)器人的“智商”將越來越高，將真正實(shí)現(xiàn)由“機(jī)器”向“機(jī)器人”的重大轉(zhuǎn)變。

寧波GQY視訊股份有限公司市場部經(jīng)理張余萍說，服務(wù)機(jī)器人將人從簡單導(dǎo)航、解說等工作中解放出來，但當(dāng)前對網(wǎng)絡(luò)狀況的要求比較高，離實(shí)現(xiàn)真正的人工智能還有很長一段距離。

“人工智能和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，將為機(jī)器人提供強(qiáng)大的‘后腦’，進(jìn)一步提升其智能水平。”中國工程院院士王天然向記者描繪了這樣的前景：隨著材料科學(xué)的發(fā)展，未來可以用人造肌肉等制成“軟體機(jī)器人”;與腦科學(xué)結(jié)合，可以使機(jī)器人的一些行為直接受控于人;與生命科學(xué)的結(jié)合，將產(chǎn)生類生命機(jī)器人。

但專家同時表示，相比于人，目前機(jī)器人仍有著很大的局限性。美國機(jī)器人工業(yè)協(xié)會主席杰夫·伯恩斯坦認(rèn)為，機(jī)器人發(fā)展當(dāng)前面臨三個技術(shù)問題：一是現(xiàn)在機(jī)器人抓取能力還非常薄弱，如果不通過長期的訓(xùn)練，機(jī)器人很難在眾多物件中抓取到你所需要的物件;二是機(jī)器人視覺還有缺陷，人類可以清晰地看到面前的一切，但是機(jī)器人很難真正進(jìn)行精確的人臉識別;三是機(jī)器人移動性受限，因?yàn)榇蟛糠謾C(jī)器人還是在固定環(huán)境下工作，很難讓機(jī)器人準(zhǔn)確并且安全地爬樓梯，以及在一些不平整的平面或區(qū)域內(nèi)活動。

我國正從機(jī)器人應(yīng)用大國邁向創(chuàng)新大國

我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀如何?

專家表示，我國擁有較為完整的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈條，近年來，隨著機(jī)器人相關(guān)技術(shù)水平的提升，我國正從機(jī)器人應(yīng)用大國邁向創(chuàng)新大國。不少科技企業(yè)進(jìn)入機(jī)器人領(lǐng)域，進(jìn)一步拓展了機(jī)器人的應(yīng)用。

趙繪存介紹，雖然與國際先進(jìn)水平相比還有不小差距，但如今我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展正呈現(xiàn)加快向中高端轉(zhuǎn)型的趨勢，國內(nèi)廠商攻克了減速機(jī)、控制系統(tǒng)、伺服電機(jī)等關(guān)鍵核心零部件的部分難題，機(jī)器人產(chǎn)品的國產(chǎn)化率逐步提升。

以減速器為例，深圳大族激光開發(fā)的諧波減速器實(shí)現(xiàn)了定制化生產(chǎn)，精度與國際品牌相當(dāng);蘇州綠的公司諧波減速器完成了2萬小時的精度壽命測試，大大超出了國際機(jī)器人精度壽命6000小時的標(biāo)準(zhǔn)。

在特種機(jī)器人上，我國也取得持續(xù)突破，在特種無人機(jī)、水下機(jī)器人、搜救機(jī)器人等領(lǐng)域逐漸形成了一批具有核心競爭力的產(chǎn)品。例如，中國電子科技集團(tuán)公司成功研發(fā)了固定翼無人機(jī)智能集群系統(tǒng);株洲中車時代電氣股份有限公司研制出世界上最大噸位深水挖溝犁，填補(bǔ)了我國深海機(jī)器人裝備制造領(lǐng)域空白。

“智能+機(jī)器人”成為機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的新趨勢，也是推進(jìn)服務(wù)機(jī)器人發(fā)展的重要基礎(chǔ)。專家表示，在語音識別、圖像識別等技術(shù)應(yīng)用上，我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基本與國際先進(jìn)水平同步?！秷?bào)告》顯示，我國在人工智能領(lǐng)域技術(shù)的專利申請數(shù)量較多，特別是計(jì)算機(jī)視覺和智能語音等應(yīng)用層專利數(shù)量快速增長。與此同時，我國在多模態(tài)人機(jī)交互技術(shù)、仿生材料與結(jié)構(gòu)、模塊化自重構(gòu)技術(shù)等方面也取得了一定進(jìn)展，提升了我國在智能機(jī)器人領(lǐng)域的技術(shù)水平。

“當(dāng)前服務(wù)機(jī)器人市場處于形成期向活躍期轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵階段，主導(dǎo)型的商業(yè)模式尚未形成，整體的技術(shù)壁壘相對較低，同時我國市場比較大，智能化應(yīng)用活躍，有望助推服務(wù)機(jī)器人在消費(fèi)級市場的快速發(fā)展。”趙繪存建議，目前在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域還沒有全球性的領(lǐng)軍企業(yè)，行業(yè)集中度不高，我國企業(yè)需要找準(zhǔn)特定應(yīng)用場景，精準(zhǔn)突破，從而占得發(fā)展先機(jī)。