機器人越來越“心靈手巧”

在創新中不斷與更多領域技術實現融合——
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作機器人。
照片均由記者 翟天雪攝

隨著機器人産業的火爆發展，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的工業機器人擁有更多的自由度，工作效率越來越高；還有醫療機器人、玩具機器人、教育機器人逐漸應用在各個産業，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新、交叉與融合。

人機協作形成合力

機器人技術的飛速發展，就連這一領域裏的專家也始料未及。意大利比薩聖安娜大學教授保羅感慨，很多原本只是小説和電影中的科幻場景，如今都已變成了現實。

“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篩查技術手段。機器人技術讓原本複雜的疾病檢查通過吞咽幾個小藥片就能實現。”保羅説。

人機協作的技術讓機器人在醫療領域大展拳腳，人工智慧的發展也讓機器人的發展充滿無限可能。韓國科學技術院教授權東洙表示，在經過深度學習後，機器人已經能從事一些創意的工作了，比如寫小説。未來某一天，機器人可能有人的反應，並且理解人類的行為。隨著人工智慧、深度學習等技術的發展，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融合。中科院自動化所複雜系統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，也包括神經學、醫學、倣生學等科學，甚至與文化、藝術等都有密切聯絡。

台灣大學講座教授、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，畫技裏的勾勒線條、添加陰影都不在話下。機器人可以在作畫區畫出兇猛的獅子、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，然後不斷比較。”羅仁權説。

“我們希望應用機器人科技，使人和機器的創造力形成一種合力，模糊掉其中的界限。事實證明，機器人是完全可以模倣藝術家的。”羅仁權説。

提質增效大有作為

隨著廉價勞動力時代的終結，招工難成為企業家最頭痛的問題，因而許多企業開始大量應用工業機器人，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，機器人是經濟提質增效的有力武器。

但是，對於國內工業機器人的發展而言，當前的技術還遠遠不能滿足産業發展的需求。美國機械工程師學會（ASME）設計委員會亞洲理事長、寧波智慧製造産業研究院院長甘中學説，目前大多數工業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境中工作，在線傳感能力也比較差。“現在機器換人只達到30%，70%的工作機器人還不能完成，要發展‘中國製造2025’，必鬚髮展‘心靈手巧’的雙臂機器人和多臂機器人。”甘中學説。

甘中學認為，“心靈”是機器人要發展邏輯思維，提高判斷、學習和決策能力，“手巧”是要開發機器人的柔性運動。“心靈手巧”的機器人既是一個智慧終端、一個網絡控制器，同時還是能夠決策、服務的雲製造平臺。

“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。只有實現人和機器之間協同工作的車間，才能叫做真正的智慧工廠車間。”甘中學説。

與會專家認為，未來工廠形態也將隨著機器人技術發展而改變，不再是傳統的亨利·福特發明的流水線，物聯網將連接每個家庭，將個體的智慧化融入規模化、高效率、能夠體現個性化特徵的製造流程，通過實體工廠加虛擬工廠，將每個人作為製造單元，從而真正實現智慧化的個性製造。

“現在的工業機器人在機器換人、提高效率上起到了一定的作用，但其對經濟價值提升的優勢還沒有充分發揮出來，現在的機器人還太笨。我相信隨著機器人技術的發展，機器人真正實現智慧化後，其創造的價值將是現在的8倍甚至10倍。在經濟提質增效方面，機器人還可以大有作為。”甘中學説。

兼收並蓄自主創新

機器人的紅火發展使其成為未來智慧製造和智慧社會的一個風向標。全球正在使用的工業機器人預計會從2015年的163萬台增加到2019年的約260萬台，很多企業都紛紛摩拳擦掌，希望能抓住這一輪産業發展的機遇。

企業的爭先恐後涌入、機器人産業園的紛紛落成固然讓機器人産業發展表現出無限活力，但一些與會專家對市場上的盲目跟風表示擔憂。“服務機器人的發展令人欣喜，但工業機器人發展過熱和無序化可能會影響産業發展。目前看來，國內企業工廠使用的機器人大部分來自進口，國産工業機器人的品類還不多。”甘中學説。

“日本、美國的機器人在技術上已經遙遙領先，他們研製機器人産品的週期很長。美國研發一款給醫院病人送藥、送文件、送水的機器人，試驗了16年才實現商業化應用，韓國IMC公司花了10年時間開髮膠囊內視鏡的技術。我們應該在機器人的基礎研究上沉下心來，研發核心技術和核心産品。”甘中學説。

儘管機器人發展勢頭迅猛，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、人工智慧技術、柔性冗余自由度等。

如何發展我國自己的機器人技術？與會專家認為，我國既要善於吸收引進國外先進技術，也要堅持自主創新。中國科學院瀋陽自動化研究所所長于海濱表示，為了發展水下機器人技術，我國曾經與美國、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，現在走到了一個相對自主發展的階段。未來可以更多地借鑒這種合作模式，提升我國機器人産業的自主創新水平。（記者 杜芳）