機器人總動(dòng)員：瞧瞧它們的新絕活
2023-11-07 18:15:13陽(yáng)光高考網(wǎng)
大模型增強機器人交互和推理能力，人形雙足機器人、智能仿生機器人等新產(chǎn)品涌現，工業(yè)機器人向觀(guān)眾展現著(zhù)驚人臂力和靈敏度……日前，2023世界機器人大會(huì )在北京舉行。從栩栩如生的仿真人形機器人、外骨骼穿戴式助行器，到工業(yè)機械臂、外科手術(shù)機器人……大會(huì )博覽會(huì )期間，全球約160家機器人企業(yè)和科研機構的近600款先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品參展，其中60款新品是首次亮相。這么多趣味性與科技感十足的機器人同場(chǎng)“炫技”,勾勒出機器人加速走進(jìn)日常生活的圖景。
融合感知，虛實(shí)結合的智能驅動(dòng)
30秒內穿戴整齊，輕輕抬腿，就可快速行走，只需彎腰發(fā)力，即可輕松抬起近40千克的重物……如今，在電影中走紅的外骨骼機器人已經(jīng)從科幻世界走進(jìn)現實(shí)，在康養、工業(yè)、消防等多個(gè)領(lǐng)域得到應用。
黑色酷炫的外觀(guān)和便捷的穿戴方式，“白虹3.0”外骨骼機器人以其優(yōu)良助力效果而聞名。“最新款產(chǎn)品，針對康養、消防領(lǐng)域特定需求進(jìn)行了迭代升級。”中國電科機器人有限公司研發(fā)工程師李昀佶向記者介紹，本著(zhù)“機器換人”“機器替代人”理念，“白虹”將人體運動(dòng)狀態(tài)與機器輔助效果緊密結合，使機械能可精準傳遞到人體髖部、腰部，并起到支撐保護作用，從而輔助人體實(shí)現行走、奔跑、上下樓梯和彎腰搬運等肢體運動(dòng)。
記者在現場(chǎng)看到，當使用者準備做出抬腿動(dòng)作時(shí)，“白虹”能馬上提供動(dòng)力輔助抬起，當你剛要彎腰起身，它就能敏銳識別動(dòng)作意圖，背部背桿會(huì )有向上的拉拽力幫人抬起腰身，極大緩解使用者的腰部、腿部壓力，達到保護腰部肌肉和關(guān)節健康的作用，有效降低人體體力消耗，緩解肌體疲勞。
“新版本機體更輕便，體驗更舒適。通過(guò)高性能控制算法，‘白虹3.0’可實(shí)時(shí)檢測人體運動(dòng)狀態(tài)，分析得到人體運動(dòng)意圖，自動(dòng)跟隨使用者的腰部、腿部運動(dòng)，為人體提供有效助力，其‘腰部搬運助力+腿部行走助力’相結合的功能為業(yè)內首創(chuàng )。”李昀佶說(shuō)。
當前，融合感知、數字孿生、人工智能、結構仿生等新技術(shù)加速滲透，機器人呈現出虛實(shí)融合、智能驅動(dòng)、泛在交互等發(fā)展特征。
以今年大會(huì )上Festo展出的仿生飛行家族新成員“仿生雨燕”為例，其體內有著(zhù)十分緊湊的構造，容納了撲翼機構、撲翼控制元件、通信技術(shù)、升降舵和尾翼。在一個(gè)非常小的空間內，安裝了一個(gè)無(wú)刷式電機、兩個(gè)伺服電機、電池、齒輪箱和幾塊電路板。同時(shí)，通過(guò)超寬帶技術(shù)（UWB）室內無(wú)線(xiàn)電導向系統，主控電腦、無(wú)線(xiàn)電模塊和飛行器之間實(shí)現交互，仿生雨燕可在定義的空域內實(shí)現協(xié)調、自主的群體飛行。
值得注意的是，今年的機器人產(chǎn)品中出現了很多“六軸+附加軸”的機械臂。
在展會(huì )現場(chǎng)，一條黑色軌道上，橙色的6軸機械臂正在地軌上運動(dòng)作業(yè)。這是庫卡工業(yè)機器人直線(xiàn)6軸的新產(chǎn)品KRFORTEC-2ultra和RL4000地軌，庫卡工業(yè)自動(dòng)化工程負責人、智能焊接產(chǎn)品經(jīng)理黨園清介紹，它可以應用在焊接、涂膠、機械加工、搬運、碼垛等方面，展會(huì )上的這款可以搬運480千克重的物品，還可以根據客戶(hù)需求實(shí)現最大負載800千克。
黨園清說(shuō)，工業(yè)機器人對于精度要求非常高，比如庫卡此次展出的六軸焊接機器人，精度已接近于頭發(fā)絲。
人形機器人，“忽如一夜春風(fēng)來(lái)”
如果將機器人融入我們的生活，人形機器人就是一個(gè)最好的選擇。
“君不見(jiàn)黃河之水天上來(lái)，奔流到海不復回。”“無(wú)邊落木蕭蕭下，不盡長(cháng)江滾滾來(lái)。”
一走進(jìn)博覽會(huì )場(chǎng)館，就傳來(lái)這一聲聲高昂的吟誦聲。循聲望去，原來(lái)是仿生人形機器人“李白”和“杜甫”在把酒吟詩(shī)。一旁，幾張機器臉配合TOF深度攝像頭，還可以捕捉和再現幾乎所有的人類(lèi)微表情。
“好詩(shī)！太白兄！”一旁的杜甫正伏案書(shū)寫(xiě)，時(shí)而眉頭緊鎖、時(shí)而閉眼搖頭，每一個(gè)神態(tài)動(dòng)作都順滑自然。據工作人員介紹，杜甫和李白是今年的新面孔，這兩個(gè)智能仿生機器人可以彼此互動(dòng)，更具趣味性。
“我們今年帶來(lái)了自主研發(fā)的超級電機，也就是機器人的可動(dòng)關(guān)節，又叫柔性執行器。它能更柔和地展示出機器人的動(dòng)作，讓機器人的動(dòng)作更像人。我們還在去年的基礎上將機器人的皮膚進(jìn)一步升級，讓它在觸覺(jué)和視覺(jué)上更像人，真假難辨。”EX機器人集團研發(fā)工程師西爾告訴記者，仿生人形機器人最符合人們對機器人的印象，它不僅擁有人類(lèi)的外形，還可以模仿人類(lèi)的語(yǔ)言、動(dòng)作和習慣。
為什么要將機器人做得如此逼真？“我們工作生活中使用的大多數工具都是根據人來(lái)設計的，如果一個(gè)機器人有著(zhù)跟人一樣的身體結構和行為方式，它們就可以更自然地使用工具完成各類(lèi)工作。”在西爾看來(lái)，人形機器人在外表、動(dòng)作、認知等方面更接近于人類(lèi)，這方便其打破機器人應用場(chǎng)景的壁壘，走向通用智能。
事實(shí)上，人形機器人是集機械、材料、電子、控制、智能、仿生等多學(xué)科交叉的產(chǎn)物，產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)性強，但技術(shù)難度也高，尤其需要軟硬件上的結合。
在現場(chǎng)，優(yōu)必選科技的WalkerX、熊貓機器人優(yōu)悠等大型人形機器人再次集體亮相，為現場(chǎng)觀(guān)眾還原展示了大運會(huì )閉幕式現場(chǎng)的騎平衡車(chē)。
“我們的‘人形機器人智能多模態(tài)交互系統’，是集人機交互、指令理解、自主規劃、任務(wù)執行等技術(shù)于一體的智能系統。”據工作人員介紹，該系統接入AI大模型后，利用優(yōu)必選大型人形機器人自帶的視覺(jué)、語(yǔ)音、3D深度、壓力等異構多源傳感器獲得的多模態(tài)數據進(jìn)行融合感知，不僅可以明顯提升人形機器人在實(shí)際應用場(chǎng)景下的自主決策能力，還能依靠自身的視覺(jué)感知系統構建其所處環(huán)境的3D語(yǔ)義環(huán)境地圖，并且通過(guò)多輪交互的方式準確提煉對話(huà)中的人類(lèi)語(yǔ)義信息，自主生成可執行的擬人化任務(wù)指令流，讓人形機器人合理并準確地執行任務(wù)。
“AI大模型、具身智能等技術(shù)與機器人的有機結合，讓我們看到了很多雙足行走的機器人，看到了與人皮膚很像的機器人。未來(lái)擬人類(lèi)的機器人可能將是產(chǎn)業(yè)風(fēng)口和發(fā)展方向。”對于人形機器人的發(fā)展，中國電子學(xué)會(huì )副秘書(shū)長(cháng)梁靚感覺(jué)“一開(kāi)始爬坡很慢，突然間開(kāi)始加速”。
行走速度最快可以達到每小時(shí)6千米的“悟空”，通過(guò)融合腿足運動(dòng)技術(shù)與環(huán)境感知技術(shù)，實(shí)現了機器人的三維環(huán)境地圖構建和自主動(dòng)態(tài)導航；全身超過(guò)60個(gè)智能柔性關(guān)節的“七仙女”，是一款真正能實(shí)現陪護功能的雙足保姆機器人；“多拉”的背后，是視觸覺(jué)雙模態(tài)模型與模仿學(xué)習機能，這使得它能夠更快速地適應不同的環(huán)境和任務(wù)……
不得不說(shuō)，技術(shù)交叉融合趨勢愈發(fā)明顯：人形機器人“忽如一夜春風(fēng)來(lái)”！
“機器人+”，行業(yè)應用加速拓展
走進(jìn)“機器人+制造業(yè)”展區，新松白車(chē)身點(diǎn)焊機器人工作站吸引了記者的注意，只見(jiàn)4臺兩米多高的大型工業(yè)機械臂，同步搖頭、轉身，正在白色的汽車(chē)骨架上“戳戳點(diǎn)點(diǎn)”，高精度、高節拍地自主完成汽車(chē)點(diǎn)焊動(dòng)作。
“汽車(chē)點(diǎn)焊是工業(yè)機器人的高端應用領(lǐng)域，其難點(diǎn)在于機器人控制系統定位精度和點(diǎn)焊效率。”據沈陽(yáng)新松機器人自動(dòng)化股份有限公司行業(yè)經(jīng)理馬騁介紹，工作站使用的新一代工業(yè)機器人采用公司自研的控制和軟件系統，焊接效率高達2.2秒/點(diǎn)，達到行業(yè)領(lǐng)先水平，并可滿(mǎn)足鋼點(diǎn)焊、鋁點(diǎn)焊等多種焊接工藝。
“目前，已有近百臺點(diǎn)焊機器人進(jìn)入國內多家汽車(chē)主機廠(chǎng)，被廣泛應用于傳統車(chē)企，在新能源汽車(chē)廠(chǎng)商中也有使用。”馬騁說(shuō)。
隨著(zhù)工業(yè)機器人應用場(chǎng)景不斷拓寬，生產(chǎn)環(huán)境對機器人的體積、重量、靈活度提出了更高的要求。工業(yè)機器人正向著(zhù)小型化、輕型化、柔性化的方向發(fā)展，“人機協(xié)作”成為工業(yè)機器人研發(fā)的重要方向之一。
機械臂夾取蘋(píng)果輕輕擰動(dòng)，模仿果農采摘的手法，蘋(píng)果便被輕松摘下，放入傳送帶……國家農業(yè)智能裝備工程技術(shù)研究中心展示的AutoPicker多臂蘋(píng)果采摘機器人，專(zhuān)為矮化密植果園設計，每小時(shí)可采摘400～550個(gè)果子，整合了采果、納果、儲果三大功能，實(shí)現全程自動(dòng)化采收。
6個(gè)工業(yè)機器人、9個(gè)工藝流程，安川首鋼的新能源電池盒機器人智能生產(chǎn)線(xiàn)正快速工作，所有工業(yè)流程配備數字孿生系統，可實(shí)現虛實(shí)聯(lián)動(dòng)，讓管理者隨時(shí)掌握生產(chǎn)線(xiàn)狀態(tài)。
如今，制造業(yè)、農業(yè)、商業(yè)等應用領(lǐng)域遍布機器人身影。創(chuàng )新技術(shù)迭代加速，應用領(lǐng)域不斷細分，是本屆機器人大會(huì )帶給記者的直觀(guān)感受。
記者從2023世界機器人大會(huì )了解到，我國工業(yè)機器人銷(xiāo)量已占全球的一半以上，連續10年居世界首位。此外，我國工業(yè)機器人的智能化趨勢日益明顯，據專(zhuān)業(yè)測評顯示，國內人工智能大模型在工業(yè)應用領(lǐng)域，已在部分行業(yè)實(shí)現國際趕超。但也要看到，我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍面臨技術(shù)積累不足、高端供給缺乏等問(wèn)題，需要進(jìn)一步推動(dòng)機器人產(chǎn)業(yè)邁向中高端。
今年年初，工信部等17部門(mén)聯(lián)合印發(fā)的《“機器人+”應用行動(dòng)實(shí)施方案》提出，到2025年，制造業(yè)機器人密度較2020年實(shí)現翻番，服務(wù)機器人、特種機器人行業(yè)應用深度和廣度顯著(zhù)提升。
“各類(lèi)創(chuàng )新主體的產(chǎn)出質(zhì)量穩步提升，創(chuàng )新鏈條不斷完善，有力促進(jìn)了機器人產(chǎn)業(yè)向高端化升級。”工信部副部長(cháng)辛國斌在大會(huì )上表示，中國不僅連續多年穩居全球最大的機器人市場(chǎng)，還在技術(shù)創(chuàng )新、高端制造、集成應用中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，機器人產(chǎn)業(yè)正逐步逼近變革躍升的臨界點(diǎn)，蘊含著(zhù)澎湃的發(fā)展動(dòng)能。
“我國擁有全球最大的機器人市場(chǎng)，最豐富的應用場(chǎng)景，有條件、有能力把握住變革機遇，為全球發(fā)展貢獻更多方案和智慧。”辛國斌表示，下一步，工信部將大力推動(dòng)機器人產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。一是堅持應用牽引，深入推進(jìn)“機器人+應用行動(dòng)”，加快成熟場(chǎng)景推廣，鼓勵新興領(lǐng)域先行探索。二是堅持創(chuàng )新驅動(dòng)，建立用戶(hù)單位和機器人企業(yè)協(xié)同創(chuàng )新機制，帶動(dòng)一批高端整機關(guān)鍵零部件和工業(yè)軟件創(chuàng )新突破。三是堅持融通發(fā)展，堅定企業(yè)發(fā)展信心，激發(fā)企業(yè)創(chuàng )新活力，加強央地協(xié)同，共同培育世界級機器人產(chǎn)業(yè)集群和應用示范基地。
展望未來(lái)，中國電子學(xué)會(huì )副理事長(cháng)兼秘書(shū)長(cháng)陳英說(shuō)，高端化、智能化和生態(tài)構建是中國機器人產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵詞。新技術(shù)加快融合創(chuàng )新突破，機器人應用場(chǎng)景持續擴展，大模型將成為機器人的智能大腦，機器人將助推行業(yè)數字化轉型，機器人生態(tài)加速共融共生。
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