RoboCup機(jī)器人世界杯中國(guó)賽賽場(chǎng)，西安高新第一中學(xué)的學(xué)生正在參賽
■本報(bào)見(jiàn)習(xí)記者 任芳言
“過(guò)去40億年中，生命都是按照有機(jī)化學(xué)規(guī)律而演變的。人工智能和計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，改變了這一規(guī)律。也就是說(shuō)，我們可以用人工智能和計(jì)算機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)一種無(wú)機(jī)的智慧生命，而機(jī)器人就是一種無(wú)機(jī)智慧生命的代表。”中國(guó)工程院院士、中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)鄭南寧在近日舉行的2019國(guó)家機(jī)器人發(fā)展論壇開(kāi)幕式上如是說(shuō)。
作為當(dāng)前科技變革最重要的領(lǐng)域之一，機(jī)器人的發(fā)展將對(duì)人類(lèi)社會(huì)的生產(chǎn)模式和生活方式產(chǎn)生深刻影響。
按照需求劃分，機(jī)器人可分為工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人和特種機(jī)器人。2016年我國(guó)機(jī)器人“十三五”規(guī)劃公布，其中提出的主要發(fā)展方向，就包括加強(qiáng)基礎(chǔ)理論和共性技術(shù)研究、推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用示范、加大機(jī)器人職業(yè)培訓(xùn)教育力度等內(nèi)容。
從本次論壇上全國(guó)各地專家的交流中不難發(fā)現(xiàn)，我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)正朝著既定的發(fā)展方向前進(jìn)，但在實(shí)際操作過(guò)程中，還存在一系列問(wèn)題有待解決。
服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)現(xiàn)狀：
需求巨大 仍待成熟
在大會(huì)主論壇上，中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所研究員侯增廣以康復(fù)機(jī)器人為例，指出服務(wù)機(jī)器人在國(guó)內(nèi)擁有大量的市場(chǎng)。“康復(fù)科室的綜合性很強(qiáng)，中風(fēng)患者、脊椎損傷患者和神經(jīng)損傷患者都有康復(fù)需求。心腦血管、腫瘤、肢體骨折等住院患者也有相當(dāng)一部分需要康復(fù)治療。”
侯增廣指出，www.whsntf.cn，如何將生物智能與機(jī)器智能融合，是機(jī)器人技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)，也是康復(fù)機(jī)器人研究者需要解決的問(wèn)題。“康復(fù)機(jī)器人在中國(guó)存在很大的市場(chǎng)。但起步較晚，還缺乏成熟的、市場(chǎng)普遍認(rèn)可的產(chǎn)品。”
因此，基于人機(jī)交互的控制研究將是未來(lái)康復(fù)機(jī)器人發(fā)展的一個(gè)重要主線。
幸運(yùn)的是，國(guó)內(nèi)已有一些研究者在交互領(lǐng)域進(jìn)行嘗試。
電子科技大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院教授程洪在分論壇上向聽(tīng)眾介紹了其所在團(tuán)隊(duì)多年來(lái)在外骨骼機(jī)器人方面的研究成果。
程洪表示，以往用于康復(fù)治療的外骨骼機(jī)器人僅通過(guò)單純的運(yùn)動(dòng)協(xié)作對(duì)穿戴人進(jìn)行動(dòng)作訓(xùn)練，但無(wú)法感知和分析穿戴者受到的壓力。其團(tuán)隊(duì)研發(fā)的認(rèn)知云外骨骼機(jī)器人則能通過(guò)感知、評(píng)估和增強(qiáng)穿戴者與機(jī)器人組成的混合系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)知協(xié)作。
這類(lèi)人機(jī)交互智能轉(zhuǎn)化的研究成果離不開(kāi)人工智能系統(tǒng)的發(fā)展，人工智能與不同的醫(yī)療場(chǎng)景相互疊加，未來(lái)的應(yīng)用方向也愈加廣闊。
除了康復(fù)機(jī)器人，為老齡化群體提供幫助的護(hù)理機(jī)器人也是一類(lèi)典型的服務(wù)機(jī)器人。北京航空航天大學(xué)機(jī)器人研究所所長(zhǎng)、教授陳殿生指出，有別于工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)思路，服務(wù)機(jī)器人應(yīng)使用柔軟、安全的材料，更注重實(shí)現(xiàn)自然的人機(jī)交互。
但即便是讓機(jī)器人為老人翻身，也需要程度極高的靈巧操作技術(shù)。“目前技術(shù)難題沒(méi)有攻克，產(chǎn)業(yè)還在培育階段，使用剛性結(jié)構(gòu)的護(hù)理機(jī)器人存在應(yīng)用性差、成本高等問(wèn)題。”陳殿生表示，這意味著掌握人機(jī)自然交互和機(jī)器學(xué)習(xí)與智能控制之外，如何讓機(jī)器人學(xué)會(huì)感知和理解環(huán)境、研發(fā)出剛?cè)狁詈系慕Y(jié)構(gòu)也是研究者面臨的問(wèn)題。
工業(yè)機(jī)器人發(fā)展方向：
柔性靈活 逐步下沉
實(shí)際上，不僅是服務(wù)機(jī)器人，工業(yè)機(jī)器人在商業(yè)化路上，也迎來(lái)了人機(jī)協(xié)作的新階段。
abb集團(tuán)亞洲、中東及非洲區(qū)總裁顧純?cè)谡搲l(fā)言時(shí)指出，機(jī)器人與人類(lèi)的關(guān)系經(jīng)歷了競(jìng)爭(zhēng)、共存、協(xié)作和共事四個(gè)過(guò)程。與傳統(tǒng)的人機(jī)隔離工業(yè)機(jī)器人相比，協(xié)作機(jī)器人是帶有柔性自動(dòng)化特點(diǎn)、能夠與人類(lèi)并肩合作的典范。
顧純?cè)�提到，因?yàn)樵O(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試的負(fù)擔(dān)比傳統(tǒng)系統(tǒng)少，協(xié)作機(jī)器人更易部署和使用，這也是未來(lái)降低中小型企業(yè)自動(dòng)化門(mén)檻的重要舉措。
“工業(yè)機(jī)器人作為高端裝備，是制造業(yè)皇冠上的一顆明珠。”珞石智能科技有限公司CTO韓峰濤表示，目前在國(guó)內(nèi)，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的領(lǐng)域其實(shí)并沒(méi)有大眾想象得那么多。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，工業(yè)機(jī)器人出貨量較多的行業(yè)包括汽車(chē)、3C（電腦、通信和消費(fèi)電子）、金屬加工、橡膠/塑料工業(yè)加工等。這意味著，還有許多行業(yè)沒(méi)有工業(yè)機(jī)器人參與其中。
“機(jī)器人的高低端程度是按照應(yīng)用的市場(chǎng)級(jí)別來(lái)區(qū)分的。一個(gè)僅在汽車(chē)廠做搬運(yùn)的機(jī)器人，因?yàn)槠渌幮袠I(yè)較為高端，所以費(fèi)用也會(huì)比較貴。”韓峰濤解釋，隨著具有搬運(yùn)功能的機(jī)器人逐步下沉到其他行業(yè)，從高端裝備向?qū)I(yè)自動(dòng)化設(shè)備轉(zhuǎn)移，勢(shì)必會(huì)面臨成本降低的問(wèn)題。
不論所處領(lǐng)域如何，庫(kù)卡機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器維修，其發(fā)展都會(huì)經(jīng)歷超額利潤(rùn)期、平臺(tái)期和下降期。在韓峰濤看來(lái)，國(guó)內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人紅利期已過(guò)，企業(yè)在發(fā)展大潮中需要找到自己的方向。
但這并不意味著低端設(shè)備和高端設(shè)備存在沖突。
“目前采用的工業(yè)機(jī)器人只能夠說(shuō)是一個(gè)可變通的專業(yè)設(shè)備，上百臺(tái)機(jī)器人可以合作焊接一輛車(chē)，但卻無(wú)法組裝一把非常簡(jiǎn)單的椅子。”
低端領(lǐng)域的高端應(yīng)用，是未來(lái)需要解決的問(wèn)題。韓峰濤提到，在從未使用或很少使用機(jī)器人的勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，面臨著勞動(dòng)力短缺、人力成本增加等現(xiàn)狀。但機(jī)器人無(wú)法勝任在人看來(lái)很簡(jiǎn)單的任務(wù)，這恰恰是機(jī)器人領(lǐng)域的研究難題。
對(duì)較少使用機(jī)器人的行業(yè)來(lái)說(shuō)，機(jī)器人的到來(lái)并非搶走人類(lèi)的飯碗。顧純?cè)赋�，在醫(yī)藥、食品飲料等品類(lèi)多、空間小、靈活度要求高的領(lǐng)域，機(jī)器人可以代替人類(lèi)完成重復(fù)性、繁重或危險(xiǎn)的工作，而最需要柔韌性和靈巧度的工作，則由人類(lèi)去完成。
機(jī)器人教育路在何方：
培養(yǎng)興趣 組織協(xié)同