摘? 要：筆者在本篇文章中，就我國新時(shí)代下機(jī)器人相關(guān)領(lǐng)域的科研工作，以及目前我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)行了一定的分析研究。本文結(jié)合我國機(jī)器人工業(yè)中所涉及的人機(jī)交互、操作技術(shù)，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、環(huán)境感知等技術(shù)型理論問題進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。在我國新時(shí)代的歷史要求下，為我國的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)提出自己的思考和改革新建議，對(duì)國內(nèi)外機(jī)器人研究做出精準(zhǔn)的定位研究，筆者將會(huì)根據(jù)研究數(shù)據(jù)，為我國機(jī)器人強(qiáng)國的戰(zhàn)略思想開辟出新的改革道路。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人;工業(yè)機(jī)器人;人機(jī)交互;工業(yè)自動(dòng)化

中圖分類號(hào)：TP242.2? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2019）09-0148-03

0? 引? 言

工業(yè)機(jī)器人是一種能夠適應(yīng)于工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的機(jī)器，在操作工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的過程之中，它能夠?qū)崿F(xiàn)某種程度上的半自主或者是全自主。并且根據(jù)程序設(shè)定，機(jī)器人能夠適應(yīng)不同的工作生產(chǎn)環(huán)境。例如，適用于家庭日用的家政類機(jī)器人——我們常見的洗衣機(jī)，洗碗機(jī)等，適用于工廠生產(chǎn)操作的車間機(jī)床等自動(dòng)化機(jī)器等。

1? 國內(nèi)外機(jī)器人工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r

20世紀(jì)六十年代至今，機(jī)器人經(jīng)過了五十多年的發(fā)展，機(jī)器人工業(yè)已經(jīng)擁有接近一百二十美元的世界規(guī)模，核算下來每年約均銷售機(jī)器14萬至16萬臺(tái)，裝機(jī)容量保持在每年至少120萬套，最多達(dá)到150萬套，數(shù)據(jù)在此范圍之間浮動(dòng)。作為先進(jìn)制造設(shè)備的不可分割的重要部分，工業(yè)機(jī)器人有其獨(dú)有的高附加產(chǎn)品價(jià)值和廣泛的應(yīng)用范圍，在我國的信息化社會(huì)的發(fā)展過程中，先進(jìn)制造技術(shù)是促進(jìn)其發(fā)展的一個(gè)重要的支持。這對(duì)于未來我國的工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)和新時(shí)代下的社會(huì)發(fā)展來說是重要的技術(shù)支撐。同時(shí)，對(duì)我國加強(qiáng)軍事國防具有重要意義，工業(yè)機(jī)器人預(yù)計(jì)將在未來成為在汽車、飛機(jī)、計(jì)算機(jī)之后的新型戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。

在當(dāng)代全球化的經(jīng)濟(jì)大環(huán)境之下，世界各國都把機(jī)器人技術(shù)的突破和機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作為推動(dòng)自己國家科技發(fā)展的重要策略。美國、日本、歐洲等都對(duì)機(jī)器人技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展投入了大量的關(guān)注，人力和物力的雙重投資是機(jī)器人工業(yè)的發(fā)展越來越好的最好證明，各個(gè)國家對(duì)自己國家的科技發(fā)展表現(xiàn)出高度重視，它們紛紛將機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作為國家的重要扶持保護(hù)項(xiàng)目，是當(dāng)代的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，因地制宜地為其自身制定了各自國家機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃[1]。

最新的研究數(shù)據(jù)表明：在美國，他們的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起步較早，其發(fā)展理念主要是圍繞相關(guān)機(jī)器人的核心技術(shù)最終實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。在2013年3月，美國提出“機(jī)器人發(fā)展路線圖”，將征服周圍的機(jī)器人工業(yè)，利用核心技術(shù)的發(fā)展制造出具有強(qiáng)大適應(yīng)性并可重構(gòu)裝配的機(jī)器人技術(shù)。高仿真度的靈敏操作、非結(jié)構(gòu)化環(huán)境感知、基于三維模型的集成和供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)、教育培訓(xùn)、自主導(dǎo)航，以及諸如人的健康安全領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。在東方國家之中，日本一直是東亞國家之中擁有領(lǐng)先科學(xué)技術(shù)的國家，他們將工業(yè)機(jī)器人技術(shù)納入國家發(fā)展規(guī)劃和重大項(xiàng)目。更值得稱贊的是，日本在技術(shù)和市場(chǎng)規(guī)模上都堪稱“機(jī)器人之國”。日本同美國一樣，他們也為自己的發(fā)展設(shè)計(jì)出一套機(jī)器人路線圖，主要內(nèi)容涉及三個(gè)方面，一是“新世紀(jì)工業(yè)機(jī)器人”理念，二是“服務(wù)機(jī)器人”理念，三是“特殊機(jī)器人”理念，從中可知，重要的技術(shù)和機(jī)器人的性能是機(jī)器人工業(yè)發(fā)展的技術(shù)指標(biāo)。并且提出機(jī)器人工業(yè)的朝陽市場(chǎng)，即早期市場(chǎng)主要是創(chuàng)建和擴(kuò)大市場(chǎng)，那么原先企業(yè)的機(jī)器人開發(fā)時(shí)間長(zhǎng)、成本高等弊端將得到明顯的改善。

把視線聚焦到歐洲國家，歐洲也有屬于它們的發(fā)展計(jì)劃——第七研發(fā)框架計(jì)劃。歐盟國家在2007-2013年間對(duì)于機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的研究上總共投入約6億歐元的研究經(jīng)費(fèi)，并且計(jì)劃在未來七年間耗費(fèi)約140億歐元的研究經(jīng)費(fèi)。除此之外，歐盟還對(duì)2002年至2020年十八年間歐洲機(jī)器人研究和應(yīng)用的路線圖做出仔細(xì)研究。

在我國新的歷史環(huán)境之下，各類產(chǎn)業(yè)競(jìng)相發(fā)展，帶來的是我國勞動(dòng)力的成本隨著社會(huì)的進(jìn)步正向發(fā)展，成本逐年提高。社會(huì)發(fā)展到一定的階段所必然經(jīng)歷這樣的一個(gè)過程，即我們將不可抗地迎接我國的老齡化社會(huì)的到來，這就意味著能夠進(jìn)行傳統(tǒng)加工制造業(yè)的一線技術(shù)類工人的數(shù)量將會(huì)呈反向趨勢(shì)發(fā)展，即逐年遞減。勞動(dòng)力的喪失伴隨著勞動(dòng)成本的增加，我國的社會(huì)服務(wù)成本將會(huì)不斷增加，中國對(duì)工業(yè)機(jī)器人和自動(dòng)化加工設(shè)備的需求也會(huì)呈正向增加趨勢(shì)。隨著國際制造業(yè)環(huán)境的改變，各個(gè)國家之間的工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)也愈加激烈，柔性制造、效率提升、定制化和成本投入、全球資源的整合等關(guān)鍵要素將逐漸成為制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的核心要素。基于大環(huán)境下，我國的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)需求是剛性的、可持續(xù)的。

2? 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)特點(diǎn)

（1）具有先進(jìn)技術(shù)的工業(yè)主要具有高精度、高智能化、高靈活性的軟件應(yīng)用開發(fā)制造技術(shù)。在操作過程中要測(cè)試生產(chǎn)過程，并對(duì)其進(jìn)行控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理等多項(xiàng)操作，最終達(dá)到在控制成本和減少資源消耗的前提下，減少環(huán)境污染，達(dá)到增加產(chǎn)量和提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。這個(gè)過程是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的中所體現(xiàn)的“最高工業(yè)水平”。

（2）機(jī)器人產(chǎn)業(yè)中所包含的成套自動(dòng)化設(shè)備包括其技術(shù)升級(jí)的部分都必須具備精密制造、精細(xì)加工、柔性生產(chǎn)等一系列基礎(chǔ)性的技術(shù)特點(diǎn)。繼動(dòng)力機(jī)械和計(jì)算機(jī)之后，這些技術(shù)特性又衍生出樹狀結(jié)構(gòu)，主要是對(duì)人類的體力和智力進(jìn)行不斷的改造和深化。新一代生產(chǎn)工具是新時(shí)代歷史環(huán)境下生產(chǎn)工具數(shù)字化、生產(chǎn)技能自動(dòng)化、生產(chǎn)服務(wù)智能化的必然條件。

（3）工業(yè)機(jī)器人及成套自動(dòng)化設(shè)備廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)過程中。可用于制造、安裝、檢測(cè)、物流等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，在汽車配件領(lǐng)域，工程機(jī)械制造領(lǐng)域、軌道交通發(fā)展領(lǐng)域、低壓電器領(lǐng)域、電力和lC設(shè)備領(lǐng)域、軍用制造業(yè)領(lǐng)域、煙草領(lǐng)域、經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域、制藥領(lǐng)域、采礦冶金領(lǐng)域、印刷出版領(lǐng)域等多個(gè)行業(yè)中應(yīng)用廣泛[2]。

（4）技術(shù)覆蓋領(lǐng)域全面，第一，工業(yè)機(jī)器人和自動(dòng)化的集成技術(shù)中包含了多種行業(yè)的理論性知識(shí)作為其技術(shù)支撐，這些知識(shí)不僅僅包含機(jī)械和工業(yè)類的理論知識(shí)，還包含工業(yè)機(jī)器人數(shù)控知識(shí)和動(dòng)力學(xué)、機(jī)器人仿真技術(shù)、激光加工理論和實(shí)操知識(shí)、模塊化編程、智能網(wǎng)絡(luò)集成知識(shí)，以及工程處理、自動(dòng)化等先進(jìn)制造技術(shù)，涉及范圍廣，技術(shù)理論綜合性強(qiáng)，在生產(chǎn)過程之中可以獲得工作環(huán)境和簡(jiǎn)單的物體信息，通過計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)器工作過程的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，等到達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)器可以自主停止反應(yīng)控制，達(dá)到自主化控制。經(jīng)過一系列的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人具有多種人體感官的功能，甚至可以進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、辨別和決策，在操作環(huán)境中獨(dú)立行動(dòng)，與第五代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。

3? 工業(yè)機(jī)器人的前景展望

工業(yè)機(jī)器人就發(fā)展前景而言，非常具有廣延性。工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)品開發(fā)速度隨著時(shí)間的遞進(jìn)呈正向增長(zhǎng)，逐年遞增。根據(jù)聯(lián)合國最新發(fā)布的新的可調(diào)空間數(shù)據(jù)顯示，世界的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)一直維持著15%左右的增長(zhǎng)率，就當(dāng)今世界機(jī)器人市場(chǎng)的發(fā)展局面來看，此種態(tài)勢(shì)表明了一種良性增長(zhǎng)的發(fā)展。根據(jù)相關(guān)領(lǐng)域的專家預(yù)測(cè)，21世紀(jì)初，在機(jī)器人工業(yè)發(fā)展的10年內(nèi)。涉及世界各個(gè)領(lǐng)域。輔助機(jī)器人的數(shù)量將超過一百萬。其發(fā)展特點(diǎn)將呈現(xiàn)三個(gè)主要方面。

3.1? 智能化程度更高

與今天的機(jī)器人工業(yè)相比，未來機(jī)器人工業(yè)最突出的特點(diǎn)將是比以往擁有更高程度的智能化。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、模糊控制技術(shù)、智能工程技術(shù)等高新技術(shù)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，將會(huì)提升機(jī)器人工業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)能力和用知識(shí)解決問題的能力。同時(shí)這種技術(shù)革新還會(huì)帶來視覺、力覺和感覺等感官功能的提升，使得機(jī)器人具備能夠感知環(huán)境的變化的能力，這種感知能力能夠讓其更快地做出條件反射，具有較高的自主適應(yīng)性，甚至幾乎可以做到跟人一樣工作[3]。

3.2? 一體化聯(lián)系更緊密

工業(yè)機(jī)器人的機(jī)身大多使用的是杠桿臂結(jié)構(gòu)或細(xì)長(zhǎng)竹軸向式腕關(guān)節(jié)，并結(jié)合聯(lián)合機(jī)制，以及電機(jī)、減速機(jī)、編碼器和其他部分，將這幾類技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，最終機(jī)器人呈現(xiàn)出所有的電力、管、線不暴露的狀態(tài)，呈現(xiàn)出一個(gè)防塵、防爆、密封的一體化機(jī)身。

3.3? 應(yīng)用更加廣泛

立足于現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用范圍也不僅僅局限在工業(yè)生產(chǎn)的領(lǐng)域，更多地在向向服務(wù)領(lǐng)域靠攏。社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，我們能看到服務(wù)型機(jī)器人正在占據(jù)我們的生活空間，服務(wù)領(lǐng)域內(nèi)大部分機(jī)器人能夠取代人力工作。我們也因?yàn)檫@一改變使人類進(jìn)入機(jī)器人時(shí)代。就研究數(shù)據(jù)來看，行業(yè)內(nèi)的專家做出大膽猜想，未來社會(huì)中涉及家庭類的“個(gè)人機(jī)器人”一定會(huì)被推廣和普及，我們的生活也將受到這類機(jī)器人的影響而變得更加美好舒適：例如仿生類機(jī)器人會(huì)被利用在各類服務(wù)業(yè)領(lǐng)域。這類機(jī)器人甚至?xí)涫苌鐣?huì)的關(guān)注和期待，又例如軍事類機(jī)器人也會(huì)為保護(hù)國家領(lǐng)土方面發(fā)揮重要作用。

4? 結(jié)? 論

世界機(jī)器人工業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出蓬勃態(tài)勢(shì)，機(jī)器人工業(yè)給我們的社會(huì)帶來便利的同時(shí)，我們也不能忘記其帶來的附加問題。一是環(huán)境污染問題、工業(yè)廢氣廢水的排放不可避免地污染我們的水源、耕地和大氣。這些傷害很多是不可逆轉(zhuǎn)的，環(huán)境污染必將引起我們生存質(zhì)量的下降。二是失業(yè)問題，機(jī)器有著比人工更高的工作效率，使得企業(yè)的生產(chǎn)效率大幅提升，越來越多的企業(yè)因成本問題選擇機(jī)器，人力在很大程度上被取代，低端制造業(yè)工人失業(yè)潮出現(xiàn)，大批工人失業(yè)將會(huì)帶來更大的經(jīng)濟(jì)壓力。三是資源消耗，機(jī)器人工業(yè)的發(fā)展造成各種稀缺資源的急劇減少，資源在高效率的開采下消失得越來越快，資源的利用率低下等問題都使得資源的增長(zhǎng)速度跟不上消耗的速度等等問題，對(duì)于當(dāng)今的發(fā)展都是不容小覷的。不能僅僅只看到經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，國力提升，生活水平的上升，而應(yīng)該貫徹我國可持續(xù)發(fā)展理念，將我國的機(jī)器人工業(yè)的發(fā)展融入進(jìn)去，走新時(shí)代可持續(xù)發(fā)展的機(jī)器人工業(yè)強(qiáng)國之路。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王田苗，陶永.我國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略 [J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2014，50（9）：1-13.

[2] 陸正勇.我國工業(yè)機(jī)器人企業(yè)的機(jī)遇與挑戰(zhàn) [J].機(jī)械工程師，2013（9）：206-207.

[3] 張紅霞.國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)研究 [J].電子世界，2013（12）：5+7.

作者簡(jiǎn)介：高沖（1977.11-），男，漢族，吉林人，副教授，教師，碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。