創(chuàng)新互聯(lián)長(zhǎng)期為近千家客戶提供的網(wǎng)站建設(shè)服務(wù)，團(tuán)隊(duì)從業(yè)經(jīng)驗(yàn)10年，關(guān)注不同地域、不同群體，并針對(duì)不同對(duì)象提供差異化的產(chǎn)品和服務(wù)；打造開(kāi)放共贏平臺(tái)，與合作伙伴共同營(yíng)造健康的互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)環(huán)境。為錫山企業(yè)提供專業(yè)的成都做網(wǎng)站、成都網(wǎng)站建設(shè)、成都外貿(mào)網(wǎng)站建設(shè)，錫山網(wǎng)站改版等技術(shù)服務(wù)。擁有十多年豐富建站經(jīng)驗(yàn)和眾多成功案例,為您定制開(kāi)發(fā)。

自上世紀(jì)50年代第一臺(tái)機(jī)器人發(fā)明至今，機(jī)器人技術(shù)不斷進(jìn)步，昔日科幻作品對(duì)機(jī)器人的許多想象已成現(xiàn)實(shí)。比如，人類已制造出螞蟻、蝴蝶、飛天水母等形形色色的仿生機(jī)器人，能夠做出高難度體操動(dòng)作的人形機(jī)器人，能夠表現(xiàn)出超過(guò)62種面部表情的機(jī)器人，等等。隨著智能傳感、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)快速發(fā)展，機(jī)器人不斷被賦予與環(huán)境交互、模仿人類甚至自主學(xué)習(xí)等新技能。

當(dāng)前，在產(chǎn)業(yè)升級(jí)、健康服務(wù)、國(guó)防安全、太空探索、科考與資源開(kāi)發(fā)等關(guān)乎人類未來(lái)的領(lǐng)域，機(jī)器人的作用日益突出。機(jī)器人研究正在成為全球高科技競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn)，許多國(guó)家都將機(jī)器人列入優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)技術(shù)行列。

超越三大歷史階段，共融機(jī)器人領(lǐng)跑未來(lái)

回顧歷史，機(jī)器人的發(fā)展大致經(jīng)歷三個(gè)階段。第一代機(jī)器人相當(dāng)于“遙控操作器”，由人操作機(jī)械進(jìn)行挖掘、搬運(yùn)等工作，主要起到放大操作員力量的作用；第二代機(jī)器人能夠根據(jù)離線編好的程序自動(dòng)重復(fù)完成操作，目前工業(yè)生活中常見(jiàn)的工業(yè)機(jī)器人就是這一類；第三代機(jī)器人是智能機(jī)器人，可通過(guò)各種傳感器獲取環(huán)境信息，利用智能技術(shù)進(jìn)行識(shí)別、理解、推理并作出規(guī)劃決定，屬于可自主行動(dòng)、實(shí)現(xiàn)預(yù)定目標(biāo)的交互機(jī)器人。工業(yè)領(lǐng)域中負(fù)責(zé)搬運(yùn)、焊接與裝配等任務(wù)的工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)行業(yè)中的掃地機(jī)器人和炒菜機(jī)器人等都屬此類。

機(jī)器人雖已廣泛應(yīng)用于國(guó)民生活和經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，但其靈活性和智能決策能力等方面尚顯不足。比如，工業(yè)機(jī)器人感知能力較弱，只能在穩(wěn)定的環(huán)境中工作，即主要在結(jié)構(gòu)化環(huán)境中執(zhí)行各類確定性任務(wù)，否則就容易出錯(cuò)甚至傷人毀物。這就是為什么工業(yè)機(jī)器人經(jīng)?！皢伪鲬?zhàn)”，甚至需要防護(hù)網(wǎng)將機(jī)器人作業(yè)區(qū)和工人作業(yè)區(qū)分開(kāi)。服務(wù)機(jī)器人是應(yīng)對(duì)未來(lái)全球人口老齡化趨勢(shì)加劇的有效手段，但目前存在無(wú)法接受抽象指令、難以與人有效溝通、人機(jī)協(xié)調(diào)合作能力不足、安全機(jī)制欠缺等問(wèn)題。特種機(jī)器人是代替人類在極地、深海、外星、核輻射場(chǎng)所、軍事戰(zhàn)場(chǎng)、受災(zāi)地域等危險(xiǎn)區(qū)域執(zhí)行任務(wù)的重要工具，但存在過(guò)度依賴編程和人類遠(yuǎn)程操作、自主性不足等問(wèn)題。

克服上述不足、有效擴(kuò)展和延伸人類能力，是未來(lái)機(jī)器人的發(fā)展方向——共融機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。

實(shí)現(xiàn)“共融”目標(biāo)，需要機(jī)器人技術(shù)多層面革新

共融機(jī)器人，是指能與作業(yè)環(huán)境、人、其他機(jī)器人自然交互，自主適應(yīng)復(fù)雜動(dòng)態(tài)環(huán)境并協(xié)同作業(yè)的機(jī)器人?！肮踩凇本唧w包含三層含義：一是機(jī)器人與環(huán)境的自然交互。傳統(tǒng)機(jī)器人在特定區(qū)域工作，目標(biāo)簡(jiǎn)單、對(duì)象單一，但在實(shí)際生產(chǎn)生活中很難有如此純粹的環(huán)境。讓機(jī)器人走出車間，走進(jìn)山地、雪地，來(lái)到人來(lái)人往的街道，甚至讓機(jī)器人和人一起在動(dòng)態(tài)環(huán)境中協(xié)同作業(yè)，是共融機(jī)器人的第一重目標(biāo)。二是機(jī)器人之間的互助互補(bǔ)。兩個(gè)人可以抬起更重的物品，三人一組的F1賽車服務(wù)人員可以在兩秒內(nèi)更換一個(gè)輪胎，一臺(tái)復(fù)雜的內(nèi)科手術(shù)需要多位醫(yī)生和護(hù)士協(xié)作。機(jī)器人如何通過(guò)多“人”協(xié)作以實(shí)現(xiàn)單體能力的突破呢？這就是共融機(jī)器人發(fā)展的第二重目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人之間的協(xié)作、互補(bǔ)，通過(guò)合作增強(qiáng)機(jī)器人整體功能和性能。三是機(jī)器人與人之間的協(xié)同作業(yè)。與人合作，不單指聽(tīng)人指揮，共融機(jī)器人還需要有自己的“判斷”和“想法”。人是復(fù)雜的、動(dòng)態(tài)的，和人協(xié)作是對(duì)機(jī)器人更高的要求。這時(shí)，機(jī)器人不再被動(dòng)等待人的協(xié)助、不再一味依賴人的編程，而要能夠主動(dòng)感知并解決各種問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)以上與環(huán)境，與其他機(jī)器人，與人類共存、共事、共融的目標(biāo)，機(jī)器人需要在“身體”“感知”和“意識(shí)”上進(jìn)行革新。

機(jī)器人的結(jié)構(gòu)要更加柔軟，不僅有“骨”，還要有“肉”。機(jī)器人以鋼鐵鑄就骨架，具有強(qiáng)大力量。但在這副“鐵骨”之上，要長(zhǎng)出柔軟的“血肉”。比如工業(yè)機(jī)器人要滿足銑、鉆、拋、磨、削等制造任務(wù)需求，需要機(jī)器人結(jié)構(gòu)具備更大的自由度和更強(qiáng)的順應(yīng)性，以實(shí)現(xiàn)曲面適應(yīng)、柔順抓取等功能。醫(yī)療康復(fù)、助老助殘等應(yīng)用，則更要求機(jī)器人結(jié)構(gòu)從剛體、剛?cè)狁詈习l(fā)展為柔體、軟體甚至流變體，以更好地適應(yīng)使用者，保護(hù)使用者。

機(jī)器人的感知系統(tǒng)要更加靈活多樣，實(shí)現(xiàn)多模態(tài)融合。人類之所以能夠適應(yīng)各種環(huán)境，離不開(kāi)人類對(duì)不同環(huán)境的敏銳感知力。共融機(jī)器人同樣需要這種多樣化的感知能力。值得注意的是，多樣化感知不是添加幾個(gè)傳感器這么簡(jiǎn)單，還有信號(hào)傳輸、運(yùn)算、識(shí)別等許多工作要做。很多情況下，要識(shí)別外部環(huán)境的情況、他人的意圖，需要多種模態(tài)信號(hào)的融合處理，需要機(jī)器人實(shí)時(shí)感知、理解甚至不斷學(xué)習(xí)才能實(shí)現(xiàn)。

機(jī)器人群體協(xié)作溝通能力要更強(qiáng)、更自然。隨著單個(gè)機(jī)器人感知能力的提升，以及機(jī)器人集群數(shù)量和形式的增加，機(jī)器人群體之間的信息溝通、獨(dú)立智能和分布協(xié)作的重要性越來(lái)越高。未來(lái)，我們需要一個(gè)兼具個(gè)體自主性和群體合作性，同時(shí)具備實(shí)時(shí)性和安全性的分布式操作系統(tǒng)構(gòu)架，來(lái)突破共融機(jī)器人的系統(tǒng)瓶頸。

共融機(jī)器人是機(jī)器人學(xué)科和技術(shù)發(fā)展重要方向，助力人類創(chuàng)造美好生活

共融機(jī)器人積極呼應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求和國(guó)家戰(zhàn)略需求，是我國(guó)機(jī)器人學(xué)科和技術(shù)發(fā)展重要方向。可以預(yù)見(jiàn)的是，隨著先進(jìn)制造技術(shù)、信息技術(shù)以及人工智能技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，機(jī)器人制造水平將越來(lái)越高，“能工巧匠”“聰敏體貼”和“分工合作”等類型共融機(jī)器人將深刻影響人類生活。

“能工巧匠”型機(jī)器人將創(chuàng)造各種功能強(qiáng)大的智能制造裝備，協(xié)助提升“中國(guó)制造”品質(zhì)和“中國(guó)創(chuàng)造”影響力，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。未來(lái)，各種新型操作、加工、裝配機(jī)器人等，將可以滿足大至飛機(jī)、航天器，小至電子零件的各種生產(chǎn)制造需求，現(xiàn)有的搬運(yùn)、碼垛、焊接機(jī)器人將獲得新的提升和改進(jìn)。

“聰敏體貼”型機(jī)器人將進(jìn)入人類日常工作和生活，如康復(fù)機(jī)器人、外骨骼機(jī)器人等。一方面，機(jī)器人能夠“聰敏”地感知人類意圖，主動(dòng)幫助人類完成一些任務(wù)，而不需要人類輸入明確、繁雜的指令。另一方面，機(jī)器人也會(huì)更加“體貼”，采用柔性結(jié)構(gòu)的穿戴式機(jī)器人將更好地和使用者的身體相適應(yīng)，工廠中的協(xié)作機(jī)器人也能做到不打擾更不傷害勞動(dòng)者。

“分工合作”型機(jī)器人將出現(xiàn)在各種特殊環(huán)境中，應(yīng)用于搶險(xiǎn)救災(zāi)、深海探索和國(guó)防安全等領(lǐng)域。這類機(jī)器人體型多樣，不管環(huán)境空間狹小還是廣袤，都可以通過(guò)分工合作，有效拓展和控制范圍，完成重型操作任務(wù)。即便在部分損壞的情況下，這種分工合作型機(jī)器人仍可保持集群功能，從而積極適應(yīng)災(zāi)難場(chǎng)景和突發(fā)情況。

縱觀科技發(fā)展史，機(jī)械設(shè)備是對(duì)人類四肢的延展，計(jì)算機(jī)是對(duì)人類大腦的拓展，機(jī)器人則是對(duì)人類綜合能力的模仿，是具有感知、認(rèn)知和自主行動(dòng)能力的智能化裝備。共融機(jī)器人則進(jìn)一步提高感知、推理、決策、學(xué)習(xí)等智能活動(dòng)能力，組成一個(gè)可以和環(huán)境，甚至和人類進(jìn)行自然交互的系統(tǒng)。為促進(jìn)共融機(jī)器人基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)的研究，2016年國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)發(fā)布“共融機(jī)器人的基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究”重大研究計(jì)劃。該計(jì)劃瞄準(zhǔn)國(guó)際機(jī)器人研究前沿，面向國(guó)家重大戰(zhàn)略及民生需求，通過(guò)機(jī)械、信息、力學(xué)、材料和生物等學(xué)科深度交叉與融合，開(kāi)展面向共融機(jī)器人結(jié)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)、感知與交互、智能與控制的共性基礎(chǔ)研究，力圖在剛—柔—軟耦合柔順結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與動(dòng)力學(xué)、多模態(tài)環(huán)境感知與人體互適應(yīng)協(xié)作、群體智能與分布式機(jī)器人操作系統(tǒng)等基礎(chǔ)理論和共性關(guān)鍵技術(shù)的源頭創(chuàng)新上取得突破。

在共融機(jī)器人基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究道路上，相信我們將培育出一批具有國(guó)際影響力的中青年學(xué)術(shù)骨干和帶頭人，在探索中不斷提升我國(guó)機(jī)器人研究整體創(chuàng)新能力和國(guó)際影響力。

（作者丁漢為華中科技大學(xué)教授、中國(guó)科學(xué)院院士，陶波為華中科技大學(xué)教授）

制圖：蔡華偉 

推薦讀物：

1.《現(xiàn)代簡(jiǎn)史：從機(jī)器到機(jī)器人》：杜君立著；上海三聯(lián)書(shū)店出版。

2.《機(jī)器人學(xué)：建模、控制與視覺(jué)》：熊有倫等著；華中科技大學(xué)出版社出版。

3.《機(jī)器人革命：即將到來(lái)的機(jī)器人時(shí)代》：［美］約瑟夫·巴—科恩、大衛(wèi)·漢森著，潘俊譯；機(jī)械工業(yè)出版社出版。

　　《 人民日?qǐng)?bào) 》（ 2020年07月07日 20 版）

網(wǎng)站標(biāo)題：共融機(jī)器人研究和應(yīng)用前景廣闊（開(kāi)卷知新）
網(wǎng)頁(yè)鏈接：http://www.rwnh.cn/article18/cjocgp.html

成都網(wǎng)站建設(shè)公司_創(chuàng)新互聯(lián)，為您提供網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)公司、服務(wù)器托管、企業(yè)網(wǎng)站制作、品牌網(wǎng)站設(shè)計(jì)、小程序開(kāi)發(fā)、全網(wǎng)營(yíng)銷推廣

廣告

聲明：本網(wǎng)站發(fā)布的內(nèi)容（圖片、視頻和文字）以用戶投稿、用戶轉(zhuǎn)載內(nèi)容為主，如果涉及侵權(quán)請(qǐng)盡快告知，我們將會(huì)在第一時(shí)間刪除。文章觀點(diǎn)不代表本網(wǎng)站立場(chǎng)，如需處理請(qǐng)聯(lián)系客服。電話：028-86922220；郵箱：631063699@qq.com。內(nèi)容未經(jīng)允許不得轉(zhuǎn)載，或轉(zhuǎn)載時(shí)需注明來(lái)源： 創(chuàng)新互聯(lián)