各国竞相发展机器人 未来小型机器人或成标配

发布时间:2020-12-30 10:05:43
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来源:科技日报
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“机器人是制造业的皇冠,它的应用、制造是衡量一个国家高端制造的重要标志。”12月11日,在由中国自动化学会、深圳市科学技术协会联合主办的2020国家机器人发展论坛上,中国工程院院士、湖南大学电气与信息工程学院院长王耀南认为,“发展机器人技术和产业已经成为我国重大战略的需求。”

进入高端发展时期

为什么各国要竞相发展机器人?王耀南认为,原因在于国家民生工程的需要。机器人能够辅助人们完成各种危险工作、复杂任务,在大型工程如桥梁建造以及维护、海洋开发、太空探索等中都发挥着重要作用。

王耀南指出,20世纪,机器人进入到智能发展阶段。人类进入现代工业社会后,机器人主要被应用到工业领域,尤其是二战以后日本、美国、德国等国,在劳动力短缺的情况下,工业机器人有了更多的应用空间,所以60年代工业机器人得到大力发展。

今天机器人的应用无处不在,在制造业、物流行业、医疗行业等领域都发挥了重要作用。“从平台建设方面来看,机器人分为工业机器人、飞行机器人、移动机器人、空间机器人、海洋机器人等,这些机器人在智能制造领域应用较多。”王耀南说。

“近十年来中国机器人发展可以分为两个阶段,前5年为产业发展期,如今已经进入到高端发展期。”王耀南预测。

新冠肺炎疫情之后,医疗机器人成为智能机器人的主攻方向之一。“未来,机器人还将在国家重大工程基础设施建造,尤其是将在新基建的建设中发挥重大作用。”王耀南说,比如关于珠穆朗玛峰的科考行动,在恶劣天气下,未来可采用机器人协助考察。

具备四大核心系统

王耀南认为,机器人是一个能够自动执行和操作作业的装置,它具备感知功能、规划功能、决策功能、控制功能,能够完成人类难以完成或者重复的劳动,可以在枯燥、危险、恶劣的环境下使用。

那么到底有多少种机器人呢?王耀南指出,从不同角度出发,机器人划分的类型也不一样。如从用途来看,可分为工业机器人、农业机器人、医疗机器人、巡检机器人等;从空间来看,有工业机器人、水下机器人、空间机器人、陆地机器人等。

“不难看出,机器人是一门涵盖了多学科的科学,涉及人工智能、机械工程、控制科学、计算机、电子、材料等多个领域。”王耀南表示,“但不管多么复杂的机器人,实际上它都是一个自动化系统,具备感知系统、决策系统、控制系统以及复杂的本体结构系统这四大核心部分。”

此外,王耀南认为,智能感知、智能协作规划、智能精准控制是智能机器人的几大核心技术。在智能感知方面,如何设计好一个完整的机器人视觉感知,如何打造微传感高智能化的感知感控一体的芯片,是今后要思考的问题;在控制技术方面,柔顺控制、智能控制、协同控制是三个研究热点;要达到精准控制,机器人还要有一双灵巧的手。“机器人作业,用来完成复杂任务,打造灵巧的机器手是一项关键技术。”王耀南说。

未来小型机器人或成标配

“现在人人带手机,将来人人会带小型机器人,而要满足这个需求,机器人需具备五大要素。”王耀南说,即具备感知功能、规划功能、决策功能、运动功能、学习功能。

在王耀南看来,“未来真正的机器人要具备情感交互、人机协作功能,并具备学习、语意分析等能力,才可以真正成为智能服务机器人。”

要实现这个目标,我们有大量工作要做,比如把感知能力、记忆能力、学习能力、决策能力加入到机器人的系统中,让机器人具备智能化、自主网络控制系统。

“发展智能机器人,人工智能是关键。人工智能三大核心技术,感知技术、认知技术、行为控制技术是发展智能机器人的主要技术。”王耀南说。

王耀南指出,人工智能怎么和机器人有机结合起来,归纳起来有几个关键点,在感知层面主要涉及语言识别、物理识别;在认知层面主要涉及语意理解、情感分析、决策层具备多模态交互等;在执行层面主要涉及步态控制、步态识别和交互等。

“未来机器人发展一定是网络化、自主化、协作化、灵巧化的。同时,机器人一定是要有一个好的发展规划、创新的环境和下一代机器人的标准和技术。”王耀南说,最关键还要有产业队伍人才,这个人才队伍需要将技工、工程师、科学家融合在一起。

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