“机器人是制造业的皇冠(guàn),它的应用(yòng)、制造是衡量一个国家高(gāo)端制造的重要标志(zhì)。”12月11日,在由中(zhōng)国自动化学会、深圳市(shì)科学技术(shù)协会联合主办的(de)2020国家(jiā)机器人发展论坛上,中国工(gōng)程院院士、湖南大学电气与信息工程学(xué)院(yuàn)院长王(wáng)耀南认为,“发展智能机器人技术和产业已(yǐ)经成为我(wǒ)国重大战略的需求。”
进入高端(duān)发(fā)展时期
为什么各国(guó)要竞相(xiàng)发(fā)展机(jī)器人?王耀(yào)南认为,原因在于国(guó)家(jiā)民生(shēng)工(gōng)程的需要。机器(qì)人能够辅助人们完(wán)成(chéng)各(gè)种危险工作、复杂任(rèn)务,在大型(xíng)工(gōng)程如(rú)桥梁(liáng)建造以(yǐ)及维护、海(hǎi)洋(yáng)开发、太空探索(suǒ)等(děng)中都(dōu)发挥着重要作用。
王耀南指出,20世纪,机器人进入到智能(néng)发展阶段。人(rén)类进入现代(dài)工(gōng)业社会后,机器人主(zhǔ)要被应(yīng)用到工业领域(yù),尤其是二战以后(hòu)日本、美(měi)国、德国等国,在劳动(dòng)力短缺(quē)的情况(kuàng)下,工业(yè)机器人有了(le)更多的应用(yòng)空间(jiān),所以(yǐ)60年代工业机器人得到大力发展(zhǎn)。
今天(tiān)机器人的应用无处不在,在(zài)制(zhì)造(zào)业、物流行(háng)业、医疗行业等(děng)领域都发挥(huī)了(le)重要作用。“从平台(tái)建设方面来(lái)看,机器人(rén)分(fèn)为工业机器人、飞行机器人、移动机器人、空间机(jī)器人、海(hǎi)洋机器(qì)人等,这些机器人在(zài)智能制(zhì)造(zào)领域应(yīng)用较多。”王耀南说。
“近(jìn)十年来中国机(jī)器(qì)人发展可(kě)以(yǐ)分为两个阶段,前5年(nián)为产业发(fā)展期,如(rú)今已经进入到高端发展期。”王(wáng)耀南预测。
新冠肺炎疫情之后,医疗机(jī)器人成为智能机器人的主攻方向之(zhī)一(yī)。““未(wèi)来,机(jī)器人(rén)还(hái)将(jiāng)在国家重(chóng)大工程基(jī)础设(shè)施建造,尤其是将在新基建的建设中发挥重大作用(yòng)。”王耀南说,比如关于珠穆(mù)朗玛(mǎ)峰(fēng)的(de)科考行(háng)动,在恶劣天气下(xià),未来(lái)可采用机器人协助考察(chá)。
具备(bèi)四大核(hé)心(xīn)系统(tǒng)
王耀南认为,机器(qì)人是一个(gè)能够自动执行和操作(zuò)作业(yè)的装置,它具备感知(zhī)功能、规划功能、决(jué)策功能、控制功能,能够完(wán)成(chéng)人类难以完成(chéng)或者重(chóng)复的劳动,可以(yǐ)在枯燥、危险、恶(è)劣的环境下使用。
那么到底有多(duō)少种机器人呢?王耀南指出,从不同角度出发,机器人(rén)划分的类型也不(bú)一(yī)样。如从用途来看,可分为工业机器人、农业机器人、医疗(liáo)机(jī)器人、巡检机(jī)器人等;从空间(jiān)来(lái)看(kàn),有工业机器(qì)人、水下机(jī)器人、空间机(jī)器人、陆地机器(qì)人(rén)等。
“不难看出,机器(qì)人是一(yī)门涵盖了(le)多(duō)学(xué)科的科(kē)学,涉(shè)及人工智能、机(jī)械工程、控制科学、计算机、电子(zǐ)、材料等多个(gè)领域。”王耀南表示,“但不管多么复杂的机器人,实际上它都(dōu)是一个自(zì)动化系统,具备感知(zhī)系统、决策系(xì)统、控制系统(tǒng)以及复(fù)杂的本体结构系统这四大核心部分。”
此外,王耀南认为(wéi),智(zhì)能感知、智能协作规划、智能精准控制是智能机器(qì)人的几(jǐ)大核(hé)心技术。在智能感知方面,如何设计好一个完(wán)整的机器人视觉感知(zhī),如何(hé)打造微传感高(gāo)智能化的感知感控一体的芯片(piàn),是今后(hòu)要思考的问题;在控制技术方面(miàn),柔顺控制、智能(néng)控制、协同控(kòng)制是三(sān)个(gè)研究热点;要达到精准控制,机器(qì)人还要有(yǒu)一双灵巧的手。“机器人作业,用(yòng)来完成(chéng)复杂任(rèn)务,打造(zào)灵巧的(de)机器手是(shì)一项关键技术。”王耀南说。
未来小(xiǎo)型(xíng)机器人或(huò)成标配(pèi)
“现在人(rén)人带手机(jī),将来人人会(huì)带小型机(jī)器人,而要满足这个(gè)需求,机(jī)器人需具备五大要素。”王耀南说,即具备感知功能、规(guī)划功能、决策(cè)功(gōng)能、运动功能、学习(xí)功能。
在(zài)王耀南看来,“未来真正(zhèng)的机(jī)器人要(yào)具(jù)备情感交互(hù)、人机协作(zuò)功能,并具备学习、语(yǔ)意分析等能力(lì),才可以真正成(chéng)为智能服务机器人。”
要(yào)实现这个目标,我(wǒ)们有大量工作要做,比如把(bǎ)感知能力(lì)、记忆能(néng)力、学习能力、决策能力(lì)加入到机器人的(de)系统中,让机器(qì)人具备智能化、自主网络控制系统。
“发展智能(néng)机器人,人工智能是关(guān)键。人工智能(néng)三大核心技术(shù),感知技(jì)术(shù)、认知技术、行(háng)为控制(zhì)技术是发(fā)展(zhǎn)智能机器人的主(zhǔ)要技术。”王耀南说。
王耀南指出,人(rén)工智能怎么和机器人有机结合起来(lái),归纳起来(lái)有几个关键点,在感(gǎn)知层面主要涉及语言识别、物理识别;在认知层面主要涉及(jí)语意理解、情感分析、决策层具备多模(mó)态(tài)交互等;在执行层(céng)面(miàn)主(zhǔ)要涉及步态控制、步态识别和交互等。
“未来机器人发展一定(dìng)是网络(luò)化、自主化、协作化、灵巧化的(de)。同(tóng)时,机器(qì)人一定是(shì)要有一个好的发(fā)展规划(huá)、创(chuàng)新的环境和(hé)下一(yī)代机(jī)器人的(de)标准和技术。”王耀南说,最关键还要有产业队(duì)伍人才,这个人才队伍(wǔ)需(xū)要将技工、工程师、科(kē)学家融合在一起。