“機器人產(chǎn)業(yè)正在迎來一個創(chuàng)新發(fā)展、升級換代的重要機遇期。人機共融的智能時代已經(jīng)開啟，機器人具有不可限量的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

在近日世界機器人大會領(lǐng)航峰會上，與會專家們暢談深化融合創(chuàng)新，推動智能機器人發(fā)展“提檔加速”。

談發(fā)展·融合是個“催化劑”

“機器人是‘新一代信息技術(shù)+高端制造’深度融合的成果，呈現(xiàn)出技術(shù)快速迭代、產(chǎn)業(yè)高速增長、應(yīng)用持續(xù)深化等趨勢，已經(jīng)成為推動經(jīng)濟社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要驅(qū)動力量?！痹跁h主旨報告中，中國電子科技集團有限公司董事長陳肇雄說。

當前，機器人發(fā)展呈現(xiàn)多角度融合態(tài)勢。在技術(shù)上，機器人集中體現(xiàn)了先進制造技術(shù)與感知、通信、計算、控制等信息技術(shù)交叉融合創(chuàng)新，已經(jīng)成為全球科技創(chuàng)新的熱點領(lǐng)域；在產(chǎn)業(yè)上，機器人成為先進制造業(yè)發(fā)展的助推器，以工業(yè)機器人為代表的智能制造已成為制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的主要路徑；在應(yīng)用方面，機器人在經(jīng)濟社會領(lǐng)域的應(yīng)用廣度和深度上持續(xù)拓展，為數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展提供了有力支撐。

在陳肇雄看來，我國機器人發(fā)展重在產(chǎn)業(yè)互促，成在協(xié)同共建，這將需要進一步深化融合發(fā)展。在產(chǎn)業(yè)互促方面，需要突破關(guān)鍵核心技術(shù)，打造系列高端產(chǎn)品，推動應(yīng)用示范推廣；在協(xié)同共建方面，則需要集智攻關(guān)關(guān)鍵核心技術(shù)，持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)高端供給，著力提升應(yīng)用廣度深度，攜手共建開放產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

以共建開放生態(tài)為例，他指出：“應(yīng)該堅持高端化、智能化發(fā)展方向，積極推動機器人技術(shù)產(chǎn)品標準體系建設(shè)，深化產(chǎn)、學、研、用合作，推進人工智能、5G、大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(shù)與機器人深度融合應(yīng)用，共同建設(shè)普惠開放平臺，打造機器人產(chǎn)業(yè)數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施?！?/p>

會上，中國工程院院士、中科院沈陽自動化所研究員王天然等專家也認為，人機共融是將來機器人技術(shù)發(fā)展的重要方面。未來，人與機器將“宛如同類”，是最好是伙伴關(guān)系，機器人將通過更精準的判斷、情感認知和決策，給人提供更有好的服務(wù)。

作為世界機器人大會的永久會址所在地，北京經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)管委會副主任劉力在會上介紹，自2016年承辦以來，機器人產(chǎn)業(yè)帶來的融合效應(yīng)也在顯現(xiàn)，開發(fā)區(qū)關(guān)鍵領(lǐng)域的新技術(shù)、新產(chǎn)品在經(jīng)開區(qū)加速涌現(xiàn)。區(qū)域創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)氛圍日益活躍，逐步形成以機器人、智能裝備、航空航天為主導(dǎo)的高端裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。

話迭代·高科技驅(qū)動“簡單易用”

“掘進機器人、采煤機器人、運輸機器人、安控機器人、救援機器人，我國的煤礦機器人按照實際應(yīng)用場景分類可分成5大類38種?！睍?，中信重工開誠智能裝備有限公司董事長陸文濤介紹。

煤礦機器人作為智能煤礦重要組成部分，是煤礦減人、提效、增安重要支撐。近幾年國家各部委陸續(xù)發(fā)布了關(guān)于促進煤礦智能化發(fā)展、煤礦機器人發(fā)展相關(guān)指導(dǎo)意見和相關(guān)政策，加速了產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐。

以當前煤礦井下最普遍應(yīng)用的防爆軌道巡檢機器人為例，它們有的在冬季零下40度超低溫環(huán)境下能夠連續(xù)運行，有的重量只有6公斤，卻搭載雙目相機、云臺攝像儀、多種傳感器，可實時采集圖像聲音、紅外熱像、氣體濃度等參數(shù)，能夠可靠、高效完成巡檢任務(wù)，準確判斷分析巡檢現(xiàn)場設(shè)備和環(huán)境。同時，便于機器人的管理和維護的機器人云平臺也在不斷發(fā)展。

不過，陸文濤表示：“雖然經(jīng)歷了很多年，中國煤礦機器人到目前剛剛完成0到1的步驟，從1到N還有漫長的路要走?！?/p>

他表示，當前煤礦井下有些巷道、作業(yè)面環(huán)境非常復(fù)雜，任務(wù)也非常復(fù)雜，通常需要多個或者多種機器人協(xié)同作業(yè)，隨著機器人數(shù)量的增加，機器人信息有效處理及決策控制會成為問題。組織多個機器人完成復(fù)雜任務(wù)，實現(xiàn)復(fù)雜地形環(huán)境中多任務(wù)協(xié)同控制、多機器人協(xié)同控制與高效作業(yè)，是今后煤礦機器人研究一個新的課題。

對此，他建議“多管齊下”，例如探索多機器人協(xié)同作業(yè)技術(shù)，推動機器人智能化以及結(jié)構(gòu)上小型化、模塊化，讓通信技術(shù)更加可靠，探索驅(qū)動系統(tǒng)高適應(yīng)性技術(shù)，開發(fā)安全充電及新能源電池應(yīng)用，推進防爆材料輕量化。

從事機器人研究近20年，ABB機器人通用工業(yè)業(yè)務(wù)中國負責人鄧奇感觸頗深的是，到現(xiàn)在為止，機器人走向應(yīng)用“一點都不容易”——前期它需要技術(shù)人員和客戶做充分現(xiàn)場交流，了解工藝、邏輯，采集所有信息后進行編程，在調(diào)試過程中考慮運動軌跡、位置、力補償、扭矩等等等，所花費的時間往往相當長。

有沒有可能讓這個過程變得更簡單一點？答案是肯定的。

但鄧奇表示，這要先解決兩個障礙：讓機器人變得更加智能一點，能夠幫助工程師節(jié)約現(xiàn)場調(diào)試編程時間；彌補閉環(huán)持續(xù)改進能力，讓機器人在實際運行中有能力優(yōu)化程序，在一個系統(tǒng)交付后給廠家或工作人員提出產(chǎn)線優(yōu)化建議。從而讓機器人變得“簡單易用”。

“計算機行業(yè)從1940年到現(xiàn)在為止，一路走來都在向用戶簡單易用方向邁進。機器人也一樣，從上世紀60年代至今，整個機器人應(yīng)用變得越來越簡單，但仍有很多路要走?！彼f，這背后需要高科技的推動。

他舉例說，現(xiàn)在ABB的機器人可以在視覺系統(tǒng)引導(dǎo)下，對無序滾動小球做實時的跟蹤。而視覺系統(tǒng)引入機器人之前，這幾乎是不可能的，因為沒有辦法運行編程知道小球滾動路徑。未來機器人工作不僅要搭配視覺眼睛，也要聽和聞，才可能輔助人類完成更復(fù)雜的工作。

中國科學院沈陽自動化所研究員李連慶表示，機器人三要素是感知、驅(qū)動和智能，現(xiàn)在的機器人全部是機電系統(tǒng)，未來要做的則是“把感知變成生命感知，智能變成神經(jīng)涌現(xiàn)，驅(qū)動變成肌肉”。通過生命系統(tǒng)和機電系統(tǒng)在分子細胞尺度融合做出新一代機器人——類生命機器人。

說前沿·人的存在將被延伸

“當前，機器人的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了1.0、2.0時代，我們正處于聚焦人機協(xié)作的機器人3.0時代。下一步將進入機器人4.0時代，包括自主學習、場景自適應(yīng)、知識圖譜應(yīng)用等，通過這些技術(shù)實現(xiàn)機器人的‘自主服務(wù)’?！敝袊こ淘涸菏俊⑷A中科技大學教授李培根的主旨報告把與會觀眾的思維帶到了機器人研究的最前沿。

未來，4.0版本的機器人勢必將融入更多新技術(shù)。李培根表示，其中之一就是數(shù)字孿生，數(shù)字孿生機器人可以與物理實體機器人在數(shù)字虛擬空間和物理實體空間實現(xiàn)雙向映射、動態(tài)交互和實時連接，感知、認知、決策、執(zhí)行的閉環(huán)控制，這種共生體機器人目前仍處于設(shè)計開發(fā)階段。

它需要多模態(tài)感知融合、自適應(yīng)交互。在開放環(huán)境中的自主移動機器人要避障、交互、操作，需要很多傳感器，大部分數(shù)據(jù)在時間同步前提下進行傳感，需要調(diào)用不同復(fù)雜度算法模塊，包括硬件系統(tǒng)、邊緣計算等等。

它還會用到知識圖譜的技術(shù)，不同于一般百科知識圖譜，機器人知識圖譜時空關(guān)系要緊密聯(lián)系，記錄一個環(huán)境里不同時間人和物發(fā)生事件的相關(guān)訊息。

那么，4.0時代的機器人會是什么樣的呢？

“未來的機器人可能是云端機器人?！崩钆喔f，“大腦在云端的好處是，可以控制很多機器人，匯集所有連接機器人的視覺、語音等各種信息，降低機器人本體硬件需求，同時促進系統(tǒng)合作。”

“設(shè)想在一個大工地上，未來的智能工程機械都是機器人，不同類型的工程機械一起協(xié)同合作，由云端大腦更有效地統(tǒng)一調(diào)度控制等，并獨立于本體持續(xù)升級。”李培根展望說。

在他看來，未來的機器人與人之間的互動融合將會進一步增強。隨著智能機器人技術(shù)的發(fā)展，它們可以延伸人的存在，成為物理機器人和特定人的融合；或者機器人融合某個人的意識，機器人感知也可以成為某個人的感知。

“人們將有兩種類型軀體可以選擇：一種是真實的軀體，是通過體內(nèi)液體流動與真實世界相聯(lián)；再是虛擬軀體，通過電子流動與世界相聯(lián)。”他說，與人工智能“AI”不同，智能增強“IA”則強調(diào)借助機器加強或者拓展人類的智能，而不是完全取代人類的能力。

“這一點非常重要，它代表人和機器和諧共處，智能增強讓人類有效掌控機器，讓機器為人類服務(wù)而不是相反?！彼f。為此，在設(shè)計智能機器人時，一個重要考慮將是如何通過數(shù)字孿生將智能體虛實結(jié)合，把人的能力牽引到物理機器人上。

李培根表示，未來還需要關(guān)注后機器人元宇宙。從工業(yè)應(yīng)用看，未來制造的物理空間、設(shè)計者構(gòu)思空間，這些都可以映射到數(shù)字與物理交織、虛擬與現(xiàn)實融合的“一虛一實”制造元宇宙中，目的是通過制造元宇宙使物理的制造活動更有序、更優(yōu)化。

“未來，和人交織在一起的機器人讓人的存在延伸，作為一種新的生命體存在于元宇宙中，這或許一個遠景。”李培根說。