以“共創共享共贏，開啟智能時代”為主題的2016世界機器人大會于10月20日拉開帷幕，近150家中外知名企業及先進產品將參加展示。
與枯燥的理論知識相比，直觀地展示激起了每位參觀者對于智能機器人的興趣。在大會上，除了備受關注的生活類機器人，工業機器人也是不少業內人士感興趣的話題，因為工業領域依然是主要使用智能機器人的領域。
俄羅斯機器人協會主席Vitaly Nedelskiy在世界機器人大會的高端論壇上給出了一組數據：“在全世界工業機器人中，95000個機器人用在了汽車行業，53000個機器人用在了電子電氣行業，這也是推動機器人發展的主要行業。2015年，機器人在金屬和機械的發展增速是30%，汽車行業增速則為20%，塑料和橡膠也在20%左右。”
這樣的增速是工業對于機器人需求的渴望，同時也給工業領域機器人提出了更好的要求——智能化。
“高智商”的流水線機器人
一直以來，人們對工業領域使用的機器人的認知都停留在進行簡單重復工作的機器手臂上。實際上，現代的工業機器手臂源自上世紀30年代的設計構想，它通過一個電動機實現5個軸的運動。之后，工業機器人實現了可編程，再進化為擁有可進行位和軌跡控制的功能。
進入上世紀80年代后，隨著傳感技術，包括視覺傳感器、非視覺傳感器以及信息處理技術的發展，出現了第二代機器人——有感覺的機器人。也就是說，流水線上的多關節機器人不僅采用VAL專用語言，可配視覺、觸覺、力覺傳感器，還能獲取作業環境和作業對象的部分相關信息，進行一定的實時處理，引導機器人進行作業。
去年4月，美國Rethink Robotics公司推出了新一代Sawyer工業機器人。它能夠獨立完成許多工作，其中包括一些普通機器人無法處理的高精度工業任務，比如諸如測試電路板等這些精細工作。
而這樣的功能得益于其體內集成的多種程序。比如，Sawyer的每個關節內都嵌有高分辨率的力度感應器，支持其順從動作控制，即使拿取對象的位置多變，Sawyer也可以通過“感知”找到對應的位置。而且，它內置了攝像頭的嵌入式視覺系統，以及獨特的機器人定位系統，當工作時，顯示屏幕上都會顯示出一個類似于人類的“雙眼”，并會像人類一樣始終盯著自己需要拿起物品的方向看。這讓Sawyer比傳統機器人便捷得多。
Sawyer的誕生，將人們從日復一日的重復性工作中解脫出來，更重要的是，機器人幾乎不需要休息，且不知疲倦。
應用前景廣闊
伴隨著工業機器人的日漸興起，“機器換人”將成為趨勢。汽車、電子、食品、化工、塑膠橡膠、金屬制品六大制造行業，被認為是當前應用工業機器人的主要領域，機構預測未來會有100萬～200萬臺的年需求量，占中國工業機器人市場需求的七成左右。
富士康公司甚至在此前曾宣布，將在三年內購置百萬臺機器人，預計到2016年將在山西晉城建成世界最大智能化機器人生產基地。
“在加拿大醫療中心、核電站、煤礦救援等方面都需要智能機器人的加入。”加拿大約克大學Lassonde工程學院教授張丹也認為。
在這一背景下，我國也提出了“中國制造2025”的概念。中國機器人產業聯盟的理事長曲道奎在對這一概念進行解析時提到，“中國制造2025”推出了五大重點工程，包括制造業創新建設的工程、智能制造的工程、綠色制造工程和高端裝備創新工程。在這個基礎上還有十大重點領域，其中第二大領域就是機器人和高端數控機床。
“高智商”需要不斷進化
雖然工業機器人在不斷升級，但是不論從成本還是技術上，目前大部分工業機器人依然無法適應正在邁進的“工業4.0”時代。
對此，香港大學機器人和自動化講席教授席寧解釋道，所謂機器人智能化就是要讓它“更容易應用”，要想實現這一點就要提升編程的速度。一直以來，汽車行業是使用機器人的“大戶”，因為一般推出一輛汽車進入市場會銷售3~5年的時間，也就是說機器人每3~5年編程一次即可。但是現在的電子制造領域其更新換代的速度極快，“比如手機可能六個月就需要更新，那么對于流水線上使用的機器人來說也程序需要更新。更新速度變快意味著需要編程的過程更簡單”。
香港科技大學機械航空航天工程學教授王煜曾提及，現在工業領域機器人發展的最大瓶頸不是工業機器人本體的問題，而是能否適應更精細的工作。比如手機等電子產品，分裝裝配過程中離不開人工，“因為人有很靈巧的手，也有很敏銳的眼睛，手眼的配合做得非常好”。
但是“手眼協調”這一看似簡單的要求，對于機器人來講卻并不容易實現。因為若想實現這一點就需要多種程序的相得益彰地集成。而集成在廣州數控設備有限公司副總工程師李伯基看來，目前工業機器人要將各種各樣的功能集成在一個總控制系統中，并且完成各行各業的工業要求的目標，還需要很長的路要走。
張丹表示，目前加拿大工業用機器人集中在裝配線和焊接等方面，但是在某些特別的情景下依然還離不開人工。比如曲面的表面拋光工作。“基本來說，如果是圓形的零件可以讓機器人完成，但是曲面的拋光工作還是要人工進行，但是這樣的工作會導致工人發生皮膚癌的幾率增加。”
而談到中國機器人的未來發展，華中科技大學機械科學與工程學院院長丁漢則認為，基礎理論研究須進一步深入。他還希望能夠通過多學科圍繞著共融機器人開展一些研究。（中國科學報 記者袁一雪）
摘自《中國科學報》
