原创《我国应加紧部署下一代智能机器人》：本论文主要论述了智能机器人论文范文相关的参考文献,对您的论文写作有参考作用。
中国电子信息产业发展研究院装备工业研究所所长
【摘 要】机器人是典型的智能产品,随着物联网、人工智能等技术的不断发展,智能机器人的应用正日益从工业领域扩展到国防军事、教育娱乐、医疗康复、助老助残、救援救灾等其他领域.目前,智能机器人的市场需求呈现新特点,技术进步呈现新趋势,产品研发呈现新热潮.发达国家正以此为契机,纷纷对智能机器人的技术发展进行战略部署,以抢占产业竞争的制高点.反观我国,传统机器人及关键部件技术总体薄弱,产业面临空心化风险；智能机器人部署不足,与发达国家的差距很可能被进一步拉大；机器人市场需求激增,但同时面临产业安全风险.为此,我国应该加紧部署智能机器人战略,建立技术创新载体,加大技术研发力度,明确产品发展方向,完善标准体系建设,抢占机器人技术及产业发展的下一个制高点.
【关键词】智能机器人 战略部署 差距 竞争
【中图分类号】 TP242.6 【文献标识码】A
【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2017.04.011
机器人是典型的智能产品,随着物联网、人工智能等技术的不断发展,智能机器人的应用正日益从工业领域扩展到国防军事、教育娱乐、医疗康复、助老助残、救援救灾等其他领域.由于智能制造推动生產方式变革,人类对于智能服务的需求不断提升,智能机器人的作用日益凸显.发达国家纷纷对智能机器人的技术发展进行战略部署,以抢占产业竞争的制高点.发达国家的智能机器人产业刚刚起步,我国与发达国家的差距并不大.因此,我国应抓住这一契机,加紧部署智能机器人战略,抢占机器人技术及产业发展的下一个制高点.
智能机器人的发展趋势
市场需求呈现新特点.智能机器人是一种在人类生产、生活环境中能与人自然交互并协同作业,具备精细作业能力的新一代机器人.它与传统机器人不同,不依靠事先编制的程序,对外界的感知能力很强,能在非结构环境下完成动态、复杂、灵活、精细的作业,实现多机协同,成为人类的助手.随着社会的快速发展和科技的不断进步,传统工业机器人无法适应小批量、个性化制造、柔性制造等需求.此外,目前的服务机器人尚处于产业化孕育期,不具备相应的智慧和思维,无法满足医疗护理、助老助残等社会需求.因此,人们对于智能机器人的需求愈加强烈.
技术进步呈现新趋势.第一,提升学习和适应能力.在当前的系统环境中,可以容忍机器人在执行任务时有更大的不确定性.实现这一目标的可行途径是示教.一个执行任务的机器人需要观察人类工作环境多次,通过重复执行相同的任务学会模仿人类.另外,机器人系统通过“迭代学习”技术提高自身的速度和可靠性,进而超越人类的适应性.
第二,提升建模、分析、仿真、控制能力.建模、分析、仿真和控制能力是复杂系统必不可少的关键因素.为了充分改进设计制造系统,模型和仿真技术需要通过实验验证,并结合搜索和优化技术,在生产制造系统的各个方面进行仿真操作.
第三,提升控制和计划能力.机器人未来将需要更先进的控制和规划算法,来处理具有更大不确定性、较宽公差和大量电流自由度比的系统.这可能涉及到将机器人的手臂末端效应器放置在移动基地.一般机器人可能具有12个自由度,但极端拟人化的人形机器人可能有60个自由度.新的规划方法需要结合新技术,例如数学拓扑和近期规划,从而能够有效地搜索强大的高维空间.
第四,提高感知能力.为了监控工作进展及周围情况,未来的工厂机器人需要改进其感知系统.除了任务监控之外,机器人应能够检查子装配体和产品组件所花费的时间,以避免浪费时间和资源.要做到这一点,就需要更好的触觉传感器和图像理解方法,传感器必须能够构建起零件的几何模型和物理模型.
第五,构建新的机制和高性能驱动器.机器人发展历来注重机械传动器的精确性、可重复性和分辨率等性能指标.但如果机器人被用于一些新兴环境领域,如纳米和微观尺度操纵下的环境、对材料敏感的环境以及与人类共享的环境中,就需要对机器人的驱动机制和材料选择进行重新思考.
第六,发展人机交互能力.制造业工作环境需要重视人类的相互作用和机器人的安全性.任何涉及人机交互的活动必须能提供有利的改进结果.考虑最终用户的需求而设计的机器人系统不仅更安全,而且更具成本效益.简单、明确的接口和可以观察到的、透明的行为使得人类与机器人能够实现协同工作.人类和机器人都需要容易理解的意向指标.
第七,提高建模与陈述能力.新的制造机器人必须能够与人类共享空间,并且能够学会通过经验来提高工作效率.要支持这样的学习能力,机器人必须利用灵活、丰富的观察技能并通过模仿人类来自主学习新技能.
第八,提高科学测量的能力.为了保证机器人的研究成果,需要加强生产车间底层的测量工作,并以此评估科学进步和技术转让的效果.科学测量的广泛因素包括基本的计量性能指标、测试方法、参考工件和数据、参考架构以及关键技术投入标准.
第九,发展“云机器人”与自动化制造系统.制造系统需要与复杂的、动态的、高维的环境进行可靠的传感和交互.2010年,“云机器人”的新范式出现,它要求将管理以及处理数据转移到云.“云机器人”至少在五个方面显著提高了机器人性能：一是提供一个全球性的图书馆,包括图像、地图、对象数据的几何形状和机械属性；二是基于样本的统计建模和运动的需求计划实现大规模并行计算；三是机器人之间共享成果、轨迹和动态控制；四是人类共享“开放源码”的代码、数据、设计、编程、实验和硬件建设,尤其是人气高涨的ROS系统；五是实现问题检测,并按需完成人类诊断.
产品研发呈现新热潮.目前,多家科研机构和企业对智能机器人进行了研发并形成了相应的样机或产品.在工业机器人领域,美国的Rethink Robotics生产了“具有常识”的Baxter,KUKA开发出人机协作机器人,瑞士的ABB生产了双臂机器人,丹麦的Universal Robots生产了协作机器人UR10等.在服务机器人领域,美国的iRobot生产了Roomba系列清洁机器人,美国直觉外科公司生产了达芬奇手术机器人,日本的软银生产了家用机器人Pepper.
智能机器人论文参考资料：
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