楊長昌
摘 要:機(jī)器人根據(jù)功能類型主要分為工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置,它能自動執(zhí)行工作,是靠自身動力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。它可以接受人類指揮,也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行,現(xiàn)代的工業(yè)機(jī)器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。服務(wù)機(jī)器人是除從事工業(yè)生產(chǎn)以外的,為人類健康或設(shè)備良好狀態(tài)提供有幫助服務(wù)的一種機(jī)器人。國際機(jī)器人聯(lián)盟(IFR)根據(jù)服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用場景的不同,將服務(wù)機(jī)器人分為專業(yè)領(lǐng)域服務(wù)機(jī)器人和個人/家庭服務(wù)機(jī)器人。
關(guān)鍵詞:工業(yè)機(jī)器人;服務(wù)機(jī)器人;現(xiàn)狀;發(fā)展
機(jī)器人行業(yè)發(fā)展劃分為五個階段:技術(shù)準(zhǔn)備期、產(chǎn)業(yè)孕育期、產(chǎn)業(yè)形成期、產(chǎn)業(yè)發(fā)展期和智能化時期五個階段。美日歐機(jī)器人產(chǎn)業(yè)已完成前四個階段,目前處于智能化時期,而中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)還處于孕育期。美日歐工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)完成了前四個階段并形成了各自的產(chǎn)業(yè)模式,美國優(yōu)勢在系統(tǒng)集成,日本強(qiáng)調(diào)產(chǎn)業(yè)鏈分工,歐洲強(qiáng)調(diào)本體加集成的整體方案。中國現(xiàn)階段機(jī)器人產(chǎn)業(yè)模式更接近美國模式,原因是機(jī)器人本體不能大規(guī)模國產(chǎn)化,估計(jì)未來的發(fā)展趨勢是類似于日本的產(chǎn)業(yè)鏈分工模式,前提是真正突破機(jī)器人本體。
如今機(jī)器人發(fā)展的特點(diǎn)可概括為:橫向上,應(yīng)用面越來越寬。由95%的工業(yè)應(yīng)用擴(kuò)展到更多領(lǐng)域的非工業(yè)應(yīng)用。像做手術(shù)、采摘水果、剪枝、巷道掘進(jìn)、偵查、排雷,還有空間機(jī)器人、潛海機(jī)器人。機(jī)器人應(yīng)用無限制,只要能想到的,就可以去創(chuàng)造實(shí)現(xiàn);縱向上,機(jī)器人的種類會越來越多。像進(jìn)入人體的微型機(jī)器人,已成為一個新方向,可以小到像一個米粒般大?。粰C(jī)器人智能化得到加強(qiáng),機(jī)器人會更加聰明。
機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中,中國引進(jìn)機(jī)器人有很早的歷史,汽車行業(yè)自動生產(chǎn)線上的機(jī)器人多數(shù)都是從國外進(jìn)口。2014年,全世界生產(chǎn)機(jī)器人中間有40%是中國消費(fèi)。同時,中國正在發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè),且南北方風(fēng)格不同:北方生“硬”機(jī)器人,就是我們常見的生產(chǎn)線上的機(jī)器臂,這種機(jī)器人發(fā)展的比較早;而南方提倡的是做“軟”機(jī)器人,即醫(yī)療、老人看護(hù)等服務(wù)機(jī)器人。
我國的服務(wù)機(jī)器人市場從2005年前后才開始初具規(guī)模但我國在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域的研發(fā)與日本、美國等國家相比起步較晚,與發(fā)達(dá)國家絕對差距還比較大,但相對起工業(yè)機(jī)器人而言則差距較小。因?yàn)榉?wù)一般都要結(jié)合特定市場進(jìn)行開發(fā),本土企業(yè)更容易結(jié)合特定的環(huán)境和文化進(jìn)行開發(fā)占據(jù)良好的市場定位,從而保持一定的競爭優(yōu)勢;另一方面,外國的服務(wù)機(jī)器人公司也屬于新興產(chǎn)業(yè),大部分成立的時候還比較短,因而我國的服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)面臨著比較大的機(jī)遇和可發(fā)展空間。
科學(xué)家研制越來越高級的智能機(jī)器人,是主要以人類自身形體為參照對象的。自然先需有一個很仿真的人型外表是首要前提,在這一方面日本應(yīng)該是相對領(lǐng)先的,國內(nèi)也是非常優(yōu)秀的。對于未來機(jī)器人,仿真程度很有可能達(dá)到即使你近在咫尺細(xì)看它的外在,你也只會把它當(dāng)成人類,很難分辯是機(jī)器人,這種狀況就如美國科幻大片《終結(jié)者》中的機(jī)器人物造型具有極至完美的人類外表。
凡是人類都會有生老病死,而對于機(jī)器人來說,雖無此生物的常規(guī)死亡現(xiàn)象,但也有一系列的故障發(fā)生時刻,如內(nèi)部原件故障、線路故障、機(jī)械故障、干擾性故障等。這些故障也相當(dāng)于人類的病理現(xiàn)象。未來智能機(jī)器人將具備越來越強(qiáng)大的自行復(fù)原功能,對于自身內(nèi)部零件等運(yùn)行情況,機(jī)器人會隨時自行檢索一切狀況,并做到及時排除。它和檢索功能就像我們?nèi)祟惛杏X身體哪里不舒服一樣是智能意識的表現(xiàn)。
機(jī)器人動力源多數(shù)使用電能,供應(yīng)電能就需要大容量的蓄電池,對于機(jī)器人的電能消耗應(yīng)該說是較大的?,F(xiàn)代蓄電池的蓄電量都是較有限的,可能滿足不了機(jī)器人的長久動力需求,而且蓄電池容量越大充電時間也往往需越長,這樣就顯得較為麻煩。針對能量儲存供應(yīng)問題,未來應(yīng)該會有多種解決方式,最理想的能源應(yīng)該就是可控核聚變能,微不足道的質(zhì)量就能持續(xù)釋放非常巨大的能量,機(jī)器人若以聚變能為動力,永久性運(yùn)行將得以實(shí)現(xiàn)。不過這種技術(shù)對人類來說,簡直太困難了,現(xiàn)在人類連熱核聚變裝置的穩(wěn)定運(yùn)行都還有許多難點(diǎn)要攻克,冷聚變能否實(shí)現(xiàn)還是一個謎,所以核聚變動力實(shí)現(xiàn)是遙遙無期的。另外,未來還很可能制造出一種超級能量儲量器,也是充電的,但有別于蓄電池在多次充電放電后,蓄電能力會逐步下降的缺點(diǎn),能量儲存器基本可永久保持儲能效率。且充電快速而高效,單位體積儲存能量相當(dāng)于傳統(tǒng)大容量蓄電池的百倍以上,也許這將成為智能機(jī)器人的理想動力供應(yīng)源。
成本問題制約商業(yè)化步伐,目前的技術(shù)達(dá)到實(shí)用還有很多路要走。尤其人形機(jī)器人,目前代表全球最高水平的本田阿西莫和波士頓動力的Atlas機(jī)器人,其造價(jià)也需百萬美元級別,仍處實(shí)驗(yàn)室狀態(tài)。相比國外,國內(nèi)服務(wù)機(jī)器人也大多處于實(shí)驗(yàn)室狀態(tài),在實(shí)驗(yàn)室階段,一個樣機(jī)的成本造價(jià)幾十萬、甚至上百萬都很普遍,但作為產(chǎn)品推向市場,其性能是否穩(wěn)定、成本是否可控成為關(guān)鍵因素。就國內(nèi)優(yōu)秀科研單位來看,諸如哈工大機(jī)器人,其導(dǎo)購機(jī)器人市面價(jià)格為27萬至28萬左右。而用戶購買導(dǎo)購機(jī)器人以代替人力為目的,這樣的價(jià)格是不足以節(jié)省導(dǎo)購員工資、開支等成本的。最佳價(jià)格區(qū)間應(yīng)該在5至8萬左右,所以迅速鋪開國內(nèi)市場仍有難度。
人類制造機(jī)器人的目的是為人類所服務(wù)的,所以就會盡可能地把它變成多功能化,比如在家庭中,可以成為機(jī)器人保姆。會你掃地、吸塵、還可以做你的談天朋友,還可以為你看護(hù)小孩。到外面時,機(jī)器人可以幫你搬一些重物,或提一些東西,甚至還能當(dāng)你的私人保鏢。另外,未來高級智能機(jī)器人還會具備多樣化的變形功能,比方從人形狀態(tài),變成一輛豪華的汽車也是有可能的,這似乎是真正意義上的變形金剛了,它載著你到處駛馳于你想去的任何地方,這種比較理想的設(shè)想,在未來都是有可能實(shí)現(xiàn)的。
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