查看原文
其他

未来机器人正大步向现实迈进

紫东君 人民中科研究院 2024-01-09

机器人被誉为“制造业皇冠顶端的明珠”,其研发、制造、应用已成为衡量一个国家科技创新水平和高端制造业水平的重要标志。



真假难辨的仿生机器人、会跳“踢踏舞”的机器狗、可完成骨科手术的医疗机器人、耐高温的消防侦察机器人……


机器人在制造、建筑、医疗、农业、矿山、物流等诸多领域的创新应用,不仅可以真切感受到机器人技术为生产生活带来的巨大变化,更成为透视机器人产业发展趋势的重要窗口。


国际机器人联合会统计数据显示,2021年,全球工业机器人安装量创历史新高,达到48.7万台。机器人产业正在迎来创新发展、提档加速的重要机遇期。





01

机器人的工业应用


机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,是当代研究十分活跃,应用日益广泛的领域。机器人应用情况,是一个国家工业自动化水平的重要标志。


中国电子工业学会将机器人划分为工业机器人、服务机器人、特种机器人三类。


第一是工业机器人,指面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人,在工业生产加工过程中通过自动控制来代替人类执行某些单调、频繁和重复长时间作业。


第二是服务机器人,是指在非结构环境下为人类提供必要服务的多种高技术集成的先进机器人。


第三是特种机器人,指代替人类从事高危环境和特殊工况的机器人。





近些年来,机器人行业发展迅速,机器人被广泛应用于各个领域尤其是工业领域,不难看出其巨大潜力。


工业和信息化部副部长辛国斌此前介绍,“经过产学研用各界共同努力,中国机器人产业发展迈上新台阶,已成为全球机器人最大应用市场”。工业机器人正由过去主要从事搬运、上下料等简单操作,向装配、打磨、抛光等高精度、高灵敏的精密加工场景扩展。


一组数据印证了我国工业机器人不断向纵深发展的态势:


2021年,我国机器人全行业营业收入超过1300亿元,工业机器人产量达36.6万台,比2015年增长10倍,稳居全球第一大工业机器人市场,应用领域覆盖60个行业大类168个行业中类。


其中,制造业机器人密度达到322台/万人,比2012年增长13倍,以工业机器人为核心的智能制造系统已成为制造业数字化转型的动力之源。





在人工智能、新型传感、生物仿生、新材料等多种技术融合驱动下,机器人向复杂精密场景渗透的步伐不断加快。


能应对角焊缝件、坡口件、圆弧件等不同类型复杂工件的“智能焊将”,能在列车车底、铁路钢轨、输电线路等不同场景进行监测的“巡检尖兵”,能吸附在船板一边除锈一边回收废水的“美容大师”……


一批机器人“能工巧匠”不断突破极限,在替代人们“接手”量大面广的重复性工作之后,开始探索完成更多“看似不可能完成的任务”。





02

机器人前沿技术


机器人行业正在蓬勃发展,与此同时我们也需要意识到这离不开先进的科研进步和技术支撑。接下来让我们一起来了解一下机器人最前沿的技术。


1.软体机器人——柔性机器人技术


柔性机器人关阀门


柔性机器人技术是指采用柔韧性材料进行机器人的研发、设计和制造。柔性材料具有能在大范围内任意改变自身形状的特点,在管道故障检查、医疗诊断、侦查探测领域具有广泛应用前景。


2.机器人可变形——液态金属控制技术


英国科学家通过编程控制液态金属


液态金属控制技术指通过控制电磁场外部环境,对液态金属材料进行外观特征、运动状态准确控制的一种技术,可用于智能制造、灾后救援等领域。


液态金属是一种不定型、可流动液体的金属,目前的技术重点主要集中在液态金属的铸造成型上,液态机器人还只是一个美好的愿景。


3.生物信号可以控制机器人——生肌电控制技术


意大利技术研究院研发的儿童机器人iCub


生肌电控制技术利用人类上肢表面肌电信号来控制机器臂,在远程控制、医疗康复等领域有着较为广阔的应用。


4.机器人可以有皮肤——敏感触觉技术


触觉机械手“Gentle Bot”抓取西红柿


敏感触觉技术指采用基于电学和微粒子触觉技术的新型触觉传感器,能让机器人对物体的外形、质地和硬度更加敏感,最终胜任医疗、勘探等一系列复杂工作。


5.“主动”交流——会话式智能交互技术


曾经扬言要毁灭人类的sophia机器人


采用会话式智能交互技术研制的机器人不仅能理解用户的问题并给出精准答案,还能在信息不全的情况下主动引导完成会话。


6.机器人有心理活动——情感识别技术


日本SBRH研发的Pepper对人的感情识别


情感识别技术可实现对人类情感甚至是心理活动的有效识别,使机器人获得类似人类的观察、理解、反应能力,可应用于机器人辅助医疗康复、刑侦鉴别等领域。


对人类的面部表情进行识别和解读,是和人脸识别相伴相生的一种衍生技术。


7.用意念操控机器——脑机接口技术


借助focausedu实现用意念写字

脑机接口技术指通过对神经系统电活动和特征信号的收集、识别及转化,使人脑发出的指令能够直接传递给指定的机器终端,可应用于助残康复、灾害救援和娱乐体验。


8.机器人带路——自动驾驶技术


“阿尔法巴”智能驾驶公交系统

应用自动驾驶技术可为人类提供自动化、智能化的装载和运输工具,并延伸到道路状况测试、国防军事安全等领域。


9.再造虚拟现场——虚拟现实机器人技术


mVR虚拟现实手术规划系统处理脊柱的临床案例


虚拟现实机器人技术可实现操作者对机器人的虚拟遥控操作,在维修检测、娱乐体验、现场救援、军事侦察等领域有应用价值。


10.机器人之间互联——机器人云服务技术


德国机器人展上的智能机械手


机器人云服务技术指机器人本身作为执行终端,通过云端进行存储与计算,即时响应需求和实现功能,有效实现数据互通和知识共享,为用户提供无限扩展、按需使用的新型机器人服务方式。


责编:孙浪
监制:李红梅


参考资料:
1.《三院士漫谈:未来机器人:目标、路径和挑战》工信头条
2.《机器人简史》机器人网
3.《机器人正向我们走来》经济日报
4.《机器人领域十项前沿技术》工业互联网观察
5.《更多释放机器人产业发展红利》光明日报


往期回顾

虚拟数字人新浪潮 产业该如何走稳走好?

照“谣”镜 | 重拳出击 让谣言无处遁形!

信息与隐私保护:探析通信秘密的限制边界

继续滑动看下一个

您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题?点此查看未经处理的缓存