機器人越來越“心靈手巧”

在創(chuàng)新中不斷與更多領域技術實現(xiàn)融合——
機器人越來越“心靈手巧”

圖① 2016世界機器人大會上展示的消防機器人。
圖② 觀眾在2016世界機器人大會上觀看教育用機器人。
圖③ 2016世界機器人大會上展示的雙臂靈巧協(xié)作機器人。
照片均由記者 翟天雪攝

隨著機器人產(chǎn)業(yè)的火爆發(fā)展，近年來，機器人技術迎來大變革。在2016世界機器人博覽會上，中科大的機器人“佳佳”既有如真人一般的美麗容顏，又有通曉百科全書一般的高智商；哈工大機器人集團研發(fā)的工業(yè)機器人擁有更多的自由度，工作效率越來越高；還有醫(yī)療機器人、玩具機器人、教育機器人逐漸應用在各個產(chǎn)業(yè)，改變著人們的生活。

10月22日，中外專家齊聚2016世界機器人大會主論壇，共同探討機器人領域的技術與創(chuàng)新、交叉與融合。

人機協(xié)作形成合力

機器人技術的飛速發(fā)展，就連這一領域里的專家也始料未及。意大利比薩圣安娜大學教授保羅感慨，很多原本只是小說和電影中的科幻場景，如今都已變成了現(xiàn)實。

“在《奇異的航行》（Fantastic Voyage）這部電影中，微型飛船穿越紅細胞解決問題。如今我們真的做出了這種‘飛船’，帶著攝像頭的膠囊機器人可以進入腸胃中細微的地方，取代了痛苦的結直腸癌常規(guī)篩查技術手段。機器人技術讓原本復雜的疾病檢查通過吞咽幾個小藥片就能實現(xiàn)。”保羅說。

人機協(xié)作的技術讓機器人在醫(yī)療領域大展拳腳，人工智能的發(fā)展也讓機器人的發(fā)展充滿無限可能。韓國科學技術院教授權東洙表示，在經(jīng)過深度學習后，機器人已經(jīng)能從事一些創(chuàng)意的工作了，比如寫小說。未來某一天，機器人可能有人的反應，并且理解人類的行為。隨著人工智能、深度學習等技術的發(fā)展，機器人正面臨一場全新的技術變革。

與此同時，機器人技術正在與更多領域的技術實現(xiàn)融合。中科院自動化所復雜系統(tǒng)管理與控制國家重點實驗室副主任侯增廣表示，機器人與很多學科有關，包括計算機、機械、電子、電氣工程等，也包括神經(jīng)學、醫(yī)學、仿生學等科學，甚至與文化、藝術等都有密切聯(lián)系。

臺灣大學講座教授、華碩集團首席技術官羅仁權就把藝術和科技結合起來，創(chuàng)造出一款智慧機器人——彩色藝術畫家。

“一般的機器人只能通過鉛筆單色作畫，這款機器人可以自己用顏料在調色板上調色，畫技里的勾勒線條、添加陰影都不在話下。機器人可以在作畫區(qū)畫出兇猛的獅子、呆萌的寵物犬，還能畫出栩栩如生的愛因斯坦畫像。所有行為自動生成，機器人會不斷生成視覺上的反饋，不斷調和顏色，然后不斷比較?！绷_仁權說。

“我們希望應用機器人科技，使人和機器的創(chuàng)造力形成一種合力，模糊掉其中的界限。事實證明，機器人是完全可以模仿藝術家的?！绷_仁權說。

提質增效大有作為

隨著廉價勞動力時代的終結，招工難成為企業(yè)家最頭痛的問題，因而許多企業(yè)開始大量應用工業(yè)機器人，這些機器人在流水線上定位精準、工作高效，代替人們從事繁重而又重復的工作。與會專家表示，機器人是經(jīng)濟提質增效的有力武器。

但是，對于國內(nèi)工業(yè)機器人的發(fā)展而言，當前的技術還遠遠不能滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。美國機械工程師學會（ASME）設計委員會亞洲理事長、寧波智能制造產(chǎn)業(yè)研究院院長甘中學說，目前大多數(shù)工業(yè)機器人都是單臂機器人，沒有手，更沒有像人一樣的智慧，它們只能在一些結構化的環(huán)境中工作，在線傳感能力也比較差?！艾F(xiàn)在機器換人只達到30%，70%的工作機器人還不能完成，要發(fā)展‘中國制造2025’，必須發(fā)展‘心靈手巧’的雙臂機器人和多臂機器人?！备手袑W說。

甘中學認為，“心靈”是機器人要發(fā)展邏輯思維，提高判斷、學習和決策能力，“手巧”是要開發(fā)機器人的柔性運動?！靶撵`手巧”的機器人既是一個智能終端、一個網(wǎng)絡控制器，同時還是能夠決策、服務的云制造平臺。

“工廠的機器人不光是操作者，還有車間主任機器人和公司領導總裁機器人，不光能走上工人的崗位，也有從事管理的機器人。只有實現(xiàn)人和機器之間協(xié)同工作的車間，才能叫做真正的智能工廠車間?！备手袑W說。

與會專家認為，未來工廠形態(tài)也將隨著機器人技術發(fā)展而改變，不再是傳統(tǒng)的亨利·福特發(fā)明的流水線，物聯(lián)網(wǎng)將連接每個家庭，將個體的智能化融入規(guī)?；?、高效率、能夠體現(xiàn)個性化特征的制造流程，通過實體工廠加虛擬工廠，將每個人作為制造單元，從而真正實現(xiàn)智能化的個性制造。

“現(xiàn)在的工業(yè)機器人在機器換人、提高效率上起到了一定的作用，但其對經(jīng)濟價值提升的優(yōu)勢還沒有充分發(fā)揮出來，現(xiàn)在的機器人還太笨。我相信隨著機器人技術的發(fā)展，機器人真正實現(xiàn)智能化后，其創(chuàng)造的價值將是現(xiàn)在的8倍甚至10倍。在經(jīng)濟提質增效方面，機器人還可以大有作為?！备手袑W說。

兼收并蓄自主創(chuàng)新

機器人的紅火發(fā)展使其成為未來智能制造和智能社會的一個風向標。全球正在使用的工業(yè)機器人預計會從2015年的163萬臺增加到2019年的約260萬臺，很多企業(yè)都紛紛摩拳擦掌，希望能抓住這一輪產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機遇。

企業(yè)的爭先恐后涌入、機器人產(chǎn)業(yè)園的紛紛落成固然讓機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展表現(xiàn)出無限活力，但一些與會專家對市場上的盲目跟風表示擔憂?！胺諜C器人的發(fā)展令人欣喜，但工業(yè)機器人發(fā)展過熱和無序化可能會影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展。目前看來，國內(nèi)企業(yè)工廠使用的機器人大部分來自進口，國產(chǎn)工業(yè)機器人的品類還不多?！备手袑W說。

“日本、美國的機器人在技術上已經(jīng)遙遙領先，他們研制機器人產(chǎn)品的周期很長。美國研發(fā)一款給醫(yī)院病人送藥、送文件、送水的機器人，試驗了16年才實現(xiàn)商業(yè)化應用，韓國IMC公司花了10年時間開發(fā)膠囊內(nèi)視鏡的技術。我們應該在機器人的基礎研究上沉下心來，研發(fā)核心技術和核心產(chǎn)品?！备手袑W說。

盡管機器人發(fā)展勢頭迅猛，但專家們認為，還有很多關鍵技術需要克服，如安全技術、控制器技術、人工智能技術、柔性冗余自由度等。

如何發(fā)展我國自己的機器人技術？與會專家認為，我國既要善于吸收引進國外先進技術，也要堅持自主創(chuàng)新。中國科學院沈陽自動化研究所所長于海濱表示，為了發(fā)展水下機器人技術，我國曾經(jīng)與美國、俄羅斯、意大利等國家都開展過國際合作，逐漸掌握了工程技術，現(xiàn)在走到了一個相對自主發(fā)展的階段。未來可以更多地借鑒這種合作模式，提升我國機器人產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新水平。（記者 杜芳）