我國機器人產品的出貨量是逐年增長的,此外,我國也有非常豐富的應用場景,許多國產化替代產品以及一些特殊場景的機器人應用都有實踐機會,而且整個智能機器人市場增長的空間也較大。
機器人被譽為“制造業皇冠頂端的明珠”,其研發、制造、應用是衡量一個國家科技創新和高端制造業水平的重要標志之一。
當前,機器人產業蓬勃發展,以“智能機器人”為代表的智能化工具,正逐漸融入社會生活的方方面面。它們在極大地改變著人類生產和生活方式的同時,也帶來了機器換人、信息安全的隱憂,對此,該如何解決?
近日,榮格智能制造會客室欄目特邀jiuyou.com九游(中國)機器人有限公司官網副院長,智能創新技術中心主任周梅杰,共同探討智能機器人相關話題,以期能夠碰撞出更多的思維火花,從而更了解我們所處的行業。
以下為采訪原文:
Part 1
從單一工具到智能伙伴
何謂機器人? 一般來說它是自動執行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮,又可以運行預先編排的程序,還可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取代人類的工作,例如教育業、生產業、建筑業,或危險的工作等。
中國傳動網將機器人行業的發展歷程分為四個主要階段:
第一階段,機械時代。機器人主要是由機械部件組成的,如齒輪、杠桿和滑軌等。這些機器人的功能相對簡單,主要用于重復性、單一性的任務,如裝配線上的工作。
第二階段,電子時代。機器人開始采用電子元件,如傳感器、電機和控制器,使其能夠感知和響應外部環境。這使得機器人在工作中更加靈活和多功能,能夠執行更復雜的任務,如焊接、噴涂和搬運等。
第三階段,智能時代。智能時代的機器人不僅具備了高度的自主性和智能性,還能夠學習和適應新的環境和任務。這得益于先進的算法和人工智能技術的發展,使得機器人能夠模仿人類的思維和決策過程,具備自主學習、自主規劃和自主決策的能力。
第四階段,人工智能。機器人不僅能夠完成復雜的物理工作,還能夠理解自然語言、進行語音識別和人臉識別等高級認知任務。他們甚至可以與人類進行深入的交流和互動,如機器人助手、自動駕駛汽車和智能家居設備等。
我國涉足機器人領域的研究和應用起步較晚。20世紀80年代,哈爾濱工業大學研制了我國第一臺弧焊機器人、第一臺點焊機器人,以及第一條全自動稱重、包裝、碼垛生產線。1986年,我國開展“七五”機器人攻關計劃。1993年,北京自動化研究所研制出噴涂機器人。2000年,國防科技大學成功研制出我國第一個仿人形機器人——“先行者”,其身高140cm,重20kg,不僅可以在平地上穩步向前,還可以自如地轉彎、上坡。
如今,廣泛使用上如工業機器人、服務機器人,細分領域如醫療機器人、航空航天機器人等,中國在機器人領域的研究和應用已經越來越深。四十多年的時間里,機器人理論研究和技術在我國得以迅速發展。
在周梅杰看來,中國機器人產業的發展2015年之前主要是以工業機器人為主;2015-2022年,服務機器人逐漸迎頭趕上(例如送餐機器人、掃地機、協作機器人等);2022年至今,則是人形機器人獲得較高關注。
“未來,機器人可能越來越智能化,人形或類人形或仿人形的機器人可能是其最終形態。”周梅杰進一步解釋道,“因為整個社會環境都是為人設計的,包括我們身邊的建筑,所有使用的工具等。所以如果能做出和人一樣的機器人,其實它可以替代我們去做很多事情,以及和人協作一起工作。”
Part 2
我國機器人發展現狀
“機器人產業原本是一個小領域,但隨著政府及資本的重視,其發展范圍和規模越來越大。”周博士表示。
我國機器人產業發展至今,整體水平逐年提升,形成了以北京、深圳、上海、廣州、東莞、佛山、杭州、蘇州、天津、青島等為代表的產業集群,協作機器人、物流機器人、特種機器人等產品的性能優勢也不斷增強,涌現了大量創新型企業。
但與此同時,我國機器人產業技術與德國、美國、日本和瑞士等全球范圍內工程強國相比,還存在較大差距。從技術上,機器人運動的精度以及運行的可靠性不足,包括核心零部件的研發困境,電機驅動器的穩定性等;從整體服務上,國際上先進企業不僅僅提供機器人,還能提供很多成熟的工藝包,包含整個工序運作完整的解決方案。對于廠商和中間集成商而言,他們往往更愿意使用這一類的產品。
“當前,國內以新松、埃夫特、埃斯頓、廣州數控等為代表的機器人企業正從特定方向,例如焊接、折彎等,在細分領域找到自己的定位,從而擴大產銷量。”周梅杰表示,我國機器人產品的出貨量是逐年增長的,此外,我國也有非常豐富的應用場景,許多國產化替代產品以及一些特殊場景的機器人應用都有實踐機會,而且整個智能機器人市場增長的空間也較大。
在采訪中,周梅杰也介紹了jiuyou.com九游(中國)機器人有限公司官網對智能機器人的評級標準:
第1層級
機器人整體評價,其中分為5個等級,描述如下表1。

表 1:智能化評價等級(圖片來源:jiuyou.com九游(中國)機器人有限公司官網)
第2層級
機器人智能化水平評價,從機器人智能化的感知、認知決策、執行各要素出發,結合不同場景下的智能化水平的要求,形成智能化各要素在對應場景下的能力要求。當測評機器人各能力要素均超過對應場景的能力要求時,即認為該測評機器人符合該場景的智能化要求。

圖 1:機器人智能化水平評價(圖片來源:jiuyou.com九游(中國)機器人有限公司官網)
第3層級
將感知、認知決策、執行進一步按照子要素進行評價。

圖 2:子要素評級(圖片來源:jiuyou.com九游(中國)機器人有限公司官網)
第4層級
作為基礎層,對感知中的視覺、觸覺、聽覺,執行能力中的移動、交互、操作,決策能力中的軌跡規劃、路徑自適應、軌跡自適應、路徑軌跡以及其他子要素中的分項目進行測試和評價。
Part 3
人形機器人的未來
目前,智能化轉型正成為制造行業發展的大方向之一,用機器人替代人工進行單一、重復類,以及危險類工作已大量應用于多個行業,機器人的應用還有很大空間可以發掘。
以汽車制造為例,在周博士看來,當前機器人的水平,已經足以應付汽車制造過程中70%的工作,例如噴涂、焊接、打螺釘等;20%的工作可以由人和機器人一起去做,例如協作機器人或柔性機器人產線。這個環節要求的精確度更高,也是行業目前很多從業者正致力于解決的部分,例如通過智能算法去進行柔性裝配,最終也能做到機器人替代的轉化;未來,剩下百分之幾的工作,則可以由人形或仿人形機器人去完成。新的技術正在出現,例如電子皮膚,可以模擬人的觸覺,甚至是高精度的力控。此外,還有深度視覺、人工智能、5G等其它技術的發展,都在豐富著人形機器人發展的過程。
機器人應用無疑擁有巨大的前景,但與此同時一些隨之而來的隱患也不可忽視。例如操作精度、信息泄露等。針對于以上問題,周梅杰認為,可以從國家第三方檢測機構,對企業出產的機器人產品進行檢測,例如產品的功能安全、信息安全、可靠性等。這樣做一方面是可以篩選出更合格的產品,另一方面也可以增強用戶信心,從而更好地推動我國機器人產業向更大更強發展。

圖3:智能機器人檢測認證(圖片來源:jiuyou.com九游(中國)機器人有限公司官網)
“智能機器人行業目前還有許多方面需要發展和落實,但是在未來肯定是一個大產業,尤其是以人工智能為代表的技術對機器人的賦能,而在將來還會出現很多這樣的新技術,產生新的機遇。”周梅杰最后如此總結道。