机器人产业新兴应用与实践

1、Paolo Dario:下一个时代是机器人的时代

意大利比萨圣安娜大学教授Paolo Dario表示,比萨圣安娜大学已经在考虑工业5.0的概念,包括循环经济、机器人对各种领域的影响,比如食品、医疗、保健、农业、建筑、教育等等,人的因素也在变得越来越重要,比如物联网以及人联网,穿戴智能设备的人都已经被联网。下一个时代机器人将与互联网共同发展!

Paolo Dario教授还认为,虽然我们已经在专家系统、搜索引擎、数据挖掘系统、自然语言接口等领域取得了成功,但机器人发展依然面临许多问题与挑战,例如如何实现自然的人机互交、如何理解日常场景或如何利用软性材料。今年,我们在《科学机器人杂志》上写了一篇文章,主题为科学机器人的巨大挑战,列出了十大挑战,其中能源也是非常重要的,还有医学机器人,包括人机界面等等,此外就是将软性材料应用到机器人当中,有了这些新的技术,软性机器人的制造变成了可能。他表示:“我们希望未来机器人能够像电影当中一样,现在很多进展实际上都已经实现了。未来是美好的,因为机器人是非常美丽优雅的产品,新的技术能够使我们打造全新的机器人,也能够推动国际合作,这也是世界机器人大会的一个重要目的,未来机器人领域将会有巨大的潜力和发展空间。”

1、Paolo Dario:下一个时代是机器人的时代

意大利比萨圣安娜大学教授Paolo Dario表示,比萨圣安娜大学已经在考虑工业5.0的概念,包括循环经济、机器人对各种领域的影响,比如食品、医疗、保健、农业、建筑、教育等等,人的因素也在变得越来越重要,比如物联网以及人联网,穿戴智能设备的人都已经被联网。下一个时代机器人将与互联网共同发展!

Paolo Dario教授还认为,虽然我们已经在专家系统、搜索引擎、数据挖掘系统、自然语言接口等领域取得了成功,但机器人发展依然面临许多问题与挑战,例如如何实现自然的人机互交、如何理解日常场景或如何利用软性材料。今年,我们在《科学机器人杂志》上写了一篇文章,主题为科学机器人的巨大挑战,列出了十大挑战,其中能源也是非常重要的,还有医学机器人,包括人机界面等等,此外就是将软性材料应用到机器人当中,有了这些新的技术,软性机器人的制造变成了可能。他表示:“我们希望未来机器人能够像电影当中一样,现在很多进展实际上都已经实现了。未来是美好的,因为机器人是非常美丽优雅的产品,新的技术能够使我们打造全新的机器人,也能够推动国际合作,这也是世界机器人大会的一个重要目的,未来机器人领域将会有巨大的潜力和发展空间。”

2、王树新:“刚柔并济”是医疗机器人的核心课题

天津大学副校长王树新介绍,在医疗机器人这一领域,如何更好地将机械的刚性与柔性结合是医疗机器人发展的核心问题。手术机器人如果要做到全柔性应该通过自然腔道进行手术,进入体内操作,器械就是其中非常重要的内容。我们可以看到手术机器人如果做成软镜以后整个刚性和操作的力度、可达性必须统筹考虑,起到主要作用的还是整个结构的设计。

王树新表示,整个操作过程当中,人肯定要在那里操作,实现进入体内完成整个手术的过程,但必须要看到稳定性、精度和柔顺性等等问题。这就涉及到一个核心要素,就是软和硬的问题,应该如何匹配和实现。

对此,他介绍,我们做的主要工作就是把材料和结构融合起来,实现刚和柔的转化。我们自己通过一定的比例配置液态金属,然后把液态金属放到结构里面,通过液态金属和温度控制就可以实现相应结构的变化。软态到刚态的转换是非常慢的,演示起来也非常麻烦,我们也运用高分子材料技术,用了一些海绵聚酯材料实现,不是通过电流的办法,而是通过吹蒸汽的办法,很容易地把这种刚态和柔态形成一定的变化,而且响应时间可以达到秒级,这样手术的机械才能真正使用这种结构。王树新教授认为,只有刚柔并济,医疗机器人才能发挥其重要功能,为人类做出更大贡献。

3、赵杰:对机器人要存有敬畏之心

哈尔滨工业大学机器人研究所所长、国家“智能机器人”重点专项总体专家组组长赵杰表示,国产机器人的发展依然存在许多问题,例如核心零部件的突破并不代表发展的优势,未来不管是中国国产的工业机器人还是国外品牌的机器人,可能成本几乎相差无几。同时,机器人产品出现一些概念化、娱乐化、图表化,很多都是图轰动效应,而缺乏核心技术的积淀,我们要对机器人存有敬畏之心。

赵杰说,全球产业链的布局下,真正寄希望于原先所谓的成本不是我们需要考虑的问题,我们需要做核心零部件是因为需要做到核心技术的自主可控。核心零部件只是机器人的核心技术之一,从基础前沿技术、共性关键技术、核心部件、核心软件、核心器件,甚至工业机器人和应用工艺系统解决方案等等多个方面必须进行全面的突破,而且需要协同发展,这样才能推动我国工业机器人和整个机器人产业的快速发展。

同时,他还表示未来我们完成从市场驱动向技术驱动的转型,价格并不是核心竞争力,只有性能以及创新能力的进一步提升,才能生产出过硬的产品,提高竞争优势。此外,当前机器人产品出现概念化、娱乐化、图表化,很多都是图轰动效应,核心技术是有缺失的,拿服务机器人来说,我们有很好的需求,需求是非常稳定的,这么大的需求一定有产业,中间的产品我们应该好好地做。应该真正静下心来去研究、去开发,实实在在地做些事情,才能够有非常好的技术沉淀。

4、Heikki Koivo:今天的技术创新要解决明天的市场需求

芬兰阿尔托大学教授Heikki Koivo介绍,智能控制在机器人自适应控制系统中的应用,在机器人垃圾分类系统、自动驾驶汽车以及自动驾驶船舶等领域得到应用。我们来看垃圾分类人工智能,一开始使用的就是神经网络,现在已经进入了深度学习和多层神经网络,深度学习当中有数百万的参数,借助强大的设计师垃圾和环境的变化。今天我们的技术创新,要解决明天的市场需求,才有意义。

Heikki Koivo教授结合传感器分析了产品当中自适应性的应用。他表示,世界各地都安装了垃圾机器人,在芬兰赫尔辛基的垃圾处理是很高效的,第一阶段开始有一个传感器单元扫描垃圾流,第二阶段是控制软件、分析数据、控制机器人,也就是能够将信息传递给机械臂,除了这些信息之外还有一些传感器,通过传感器识别材料、物体,并且进行抓取,都是非常精准的。同时,在中国,去年推出了第一艘电动货船,为什么电动货船那么重要?因为它是未来造船行业的大趋势,要比传统的机械动力使用柴油发电机的设备更容易,也可以保护环境,不会消耗燃油,自动化和计算机控制也更加容易,并且将传感器融合人工智能和增强现实,更好地融入这些船舶当中。安全性也会变得更好,因为船上需要的人更少了”。对于自动化的未来发展,

他认为:“在很多国家包括中国都在朝着这个路线图发展,芬兰不仅有ABB,还有一些其它的公司也在进行研发,也包括岸上的船只情景分析、远程控制和干预,这些都是岸上需要做的事情,包括停泊辅助和冲撞预防系统,也有优化船只控制等等,通过这些技术就可以实现自动停泊,但想实现完全的无人操作的话需要将所有的技术进行整合和完善。当然,最终的目标也是和自动驾驶汽车一样,实现L5自动驾驶,也就是完全的自动化。”

5、王煜:我们做的3D打印手指,可以抓豆腐

香港科技大学机器人研究院院长、机械及航空航天工程学系教授王煜认为,软体机器人的发展机遇与挑战并存。软体机器人的前景应该是很好的,但道路还是比较长的。3D打印的发展给我们带来了一些机遇,我们可以把不同性能的材料混合起来,最终通过3D打印得到比较复杂的柔性机械手指和机械腿。我们做的是3D打印的手指,可以抓苹果抓鸡蛋抓豆腐,但真正用起来的时候就会有问题,因为这种驱动下还是很柔,把东西抓起来以后希望能够快速移动的时候没有刚性。又要柔又要刚,这种性能在目前的机器人中是很有限的。

他认为,如何定义软体系统的运动、如何从软体当中产生运动以及如何控制都是未来研究的方向。他认为,刚性机器人作为过去几十年来的主要研究路线,尽管已经非常成熟,但对于与人体互动或在一些特定环境下工作依然不完全适用。如果想让机器人做更多的事情,尤其是和环境、和人体进行互动,我们就会发现一个严峻的问题,也就是这些刚体在马达的驱动下惯性非常大,接触到外界就会发生很强烈的冲击,可能会造成不安全,刚体和软体的环境互动也不是那么容易控制。如果用传统的刚体机器人来做新一类的、超出工业机器人需求的话,我们可以看到其所具有的新的性能就不那么容易了。王煜教授认为,机器人与环境及人类的互动将会带来更多的帮助,例如康复、协助老人等。

6、Alberto Rodriguez:自动灵巧的机器人前景可期

美国麻省理工学院机械工程系副教授Alberto Rodriguez认为,机器人真正像人一样操纵距离我们还有多远,我无法给大家具体的数字和具体的描述,但最后我们肯定能够达到这个目标。要做到真正的操控要复杂得多,现在操控的技术有些相对比较成熟了,有些我们未来需要逐步实现。

Alberto Rodriguez表示,机器人灵活的操控到底是什么?人的角度是一方面,另一方面要看机器人现实的情况。过去几十年机器人的操控是非常精准地,把一个物体从一个地方转移到另外一个地方,工业机器人,也就是物体和机械臂之间的互动,做起来非常精准。人手明显可以做更多的事情,我们可以修复东西和加入东西,机器人距离人手还很远。操控其实是安排这个世界、安排周围物体的艺术。

他介绍,简单的是参数化操纵,也就是和周围环境之间的互动受控程度很高,比如开门或者关门,因为要用门闩来控制,所以动作就非常简单了,周围的环境已经受控了,这就叫做参数化的操控,自动化机器人在这个层面能够做一些事情。下面的就是抓取,抓取这个动作是机器人行业过去一年研究的重点领域。比如物体的拣取,这些东西材料不同、形状不同,可以让机器人去拣什么东西,机器人就会进去把这些东西搅拌一下,仓储也可以使用这样的技术。再就是物品的处理,不仅仅是拣东西,我们希望机器人能够处理一些物体。比如把这个东西拿起来,可能想把它放到某个特定的位置,这也是工作自动化的一部分。最后就是物体的使用,不仅仅是用手抓起物体然后放下,同时还要做装配和工装,接触力度要更加精确,而且要根据不同产品调整接触力度。他表示,装配与工装以及对物料的精准配置将是今后发展的重点,现在还需要一定的技术开发来实现实时的规划与操控。

发表评论
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:

相关文章

推荐文章

'); })();