RoboCup機器人世界杯中國賽賽場，西安高新第一中學(xué)的學(xué)生正在參賽
■本報見習(xí)記者 任芳言
“過去40億年中，生命都是按照有機化學(xué)規(guī)律而演變的。人工智能和計算機的出現(xiàn)，改變了這一規(guī)律。也就是說，我們可以用人工智能和計算機來設(shè)計一種無機的智慧生命，而機器人就是一種無機智慧生命的代表。”中國工程院院士、中國自動化學(xué)會理事長鄭南寧在近日舉行的2019國家機器人發(fā)展論壇開幕式上如是說。
作為當(dāng)前科技變革最重要的領(lǐng)域之一，機器人的發(fā)展將對人類社會的生產(chǎn)模式和生活方式產(chǎn)生深刻影響。
按照需求劃分，機器人可分為工業(yè)機器人、服務(wù)機器人和特種機器人。2016年我國機器人“十三五”規(guī)劃公布，其中提出的主要發(fā)展方向，就包括加強基礎(chǔ)理論和共性技術(shù)研究、推進(jìn)工業(yè)機器人和服務(wù)機器人的應(yīng)用示范、加大機器人職業(yè)培訓(xùn)教育力度等內(nèi)容。
從本次論壇上全國各地專家的交流中不難發(fā)現(xiàn)，我國機器人產(chǎn)業(yè)正朝著既定的發(fā)展方向前進(jìn)，但在實際操作過程中，還存在一系列問題有待解決。
服務(wù)機器人市場現(xiàn)狀：
需求巨大 仍待成熟
在大會主論壇上，中國科學(xué)院自動化研究所研究員侯增廣以康復(fù)機器人為例，指出服務(wù)機器人在國內(nèi)擁有大量的市場。“康復(fù)科室的綜合性很強，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，m.dekuna.com，如何將生物智能與機器智能融合，是機器人技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)，也是康復(fù)機器人研究者需要解決的問題。“康復(fù)機器人在中國存在很大的市場。但起步較晚，還缺乏成熟的、市場普遍認(rèn)可的產(chǎn)品。”
因此，基于人機交互的控制研究將是未來康復(fù)機器人發(fā)展的一個重要主線。
幸運的是，國內(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)自動化學(xué)院教授程洪在分論壇上向聽眾介紹了其所在團(tuán)隊多年來在外骨骼機器人方面的研究成果。
程洪表示，以往用于康復(fù)治療的外骨骼機器人僅通過單純的運動協(xié)作對穿戴人進(jìn)行動作訓(xùn)練，但無法感知和分析穿戴者受到的壓力。其團(tuán)隊研發(fā)的認(rèn)知云外骨骼機器人則能通過感知、評估和增強穿戴者與機器人組成的混合系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)知協(xié)作。
這類人機交互智能轉(zhuǎn)化的研究成果離不開人工智能系統(tǒng)的發(fā)展，人工智能與不同的醫(yī)療場景相互疊加，未來的應(yīng)用方向也愈加廣闊。
除了康復(fù)機器人，為老齡化群體提供幫助的護(hù)理機器人也是一類典型的服務(wù)機器人。北京航空航天大學(xué)機器人研究所所長、教授陳殿生指出，有別于工業(yè)機器人的設(shè)計思路，服務(wù)機器人應(yīng)使用柔軟、安全的材料，更注重實現(xiàn)自然的人機交互。
但即便是讓機器人為老人翻身，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)理機器人存在應(yīng)用性差、成本高等問題。”陳殿生表示，這意味著掌握人機自然交互和機器學(xué)習(xí)與智能控制之外，如何讓機器人學(xué)會感知和理解環(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題。
工業(yè)機器人發(fā)展方向：
柔性靈活 逐步下沉
實際上，不僅是服務(wù)機器人，工業(yè)機器人在商業(yè)化路上，也迎來了人機協(xié)作的新階段。
abb集團(tuán)亞洲、中東及非洲區(qū)總裁顧純元在論壇發(fā)言時指出，機器人與人類的關(guān)系經(jīng)歷了競爭、共存、協(xié)作和共事四個過程。與傳統(tǒng)的人機隔離工業(yè)機器人相比，協(xié)作機器人是帶有柔性自動化特點、能夠與人類并肩合作的典范。
顧純元還提到，因為設(shè)計、安裝和調(diào)試的負(fù)擔(dān)比傳統(tǒng)系統(tǒng)少，協(xié)作機器人更易部署和使用，這也是未來降低中小型企業(yè)自動化門檻的重要舉措。
“工業(yè)機器人作為高端裝備，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，目前在國內(nèi)，工業(yè)機器人應(yīng)用的領(lǐng)域其實并沒有大眾想象得那么多。
據(jù)統(tǒng)計，工業(yè)機器人出貨量較多的行業(yè)包括汽車、3C（電腦、通信和消費電子）、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)沒有工業(yè)機器人參與其中。
“機器人的高低端程度是按照應(yīng)用的市場級別來區(qū)分的。一個僅在汽車廠做搬運的機器人，因為其所處行業(yè)較為高端，所以費用也會比較貴。”韓峰濤解釋，隨著具有搬運功能的機器人逐步下沉到其他行業(yè)，從高端裝備向?qū)I(yè)自動化設(shè)備轉(zhuǎn)移，勢必會面臨成本降低的問題。
不論所處領(lǐng)域如何，庫卡機器人驅(qū)動器維修，其發(fā)展都會經(jīng)歷超額利潤期、平臺期和下降期。在韓峰濤看來，國內(nèi)的工業(yè)機器人紅利期已過，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)機器人只能夠說是一個可變通的專業(yè)設(shè)備，上百臺機器人可以合作焊接一輛車，但卻無法組裝一把非常簡單的椅子。”
低端領(lǐng)域的高端應(yīng)用，是未來需要解決的問題。韓峰濤提到，在從未使用或很少使用機器人的勞動密集型產(chǎn)業(yè)，面臨著勞動力短缺、人力成本增加等現(xiàn)狀。但機器人無法勝任在人看來很簡單的任務(wù)，這恰恰是機器人領(lǐng)域的研究難題。
對較少使用機器人的行業(yè)來說，機器人的到來并非搶走人類的飯碗。顧純元指出，在醫(yī)藥、食品飲料等品類多、空間小、靈活度要求高的領(lǐng)域，機器人可以代替人類完成重復(fù)性、繁重或危險的工作，而最需要柔韌性和靈巧度的工作，則由人類去完成。
機器人教育路在何方：
培養(yǎng)興趣 組織協(xié)同