“机器人是制(zhì)造业的皇冠,它的应用、制造是衡量(liàng)一个国家高端制造的重要(yào)标志。”12月(yuè)11日,在由中国自动化(huà)学会、深圳市科学技术(shù)协会联合主办(bàn)的2020国(guó)家机(jī)器(qì)人(rén)发展论坛上,中国工(gōng)程(chéng)院院士、湖(hú)南大(dà)学电气与信息工(gōng)程学院院长王(wáng)耀(yào)南认(rèn)为,“发展(zhǎn)智(zhì)能机(jī)器人技术和产业已经成为我国重大战略的需求。”
进入高端发(fā)展时期(qī)
为什么(me)各国要竞相发展机器人?王耀南认为,原(yuán)因在于国家民生工(gōng)程的(de)需要。机器人能够辅助人(rén)们完成各种危(wēi)险工作、复杂任务,在大(dà)型工程如桥梁建造以(yǐ)及维护、海洋开发、太(tài)空探索等中都发挥着重要(yào)作(zuò)用。
王耀南指出,20世纪,机器人进入到(dào)智(zhì)能发展阶段。人(rén)类进(jìn)入现代(dài)工业社(shè)会(huì)后,机器人(rén)主要被应用到工(gōng)业领域,尤(yóu)其是(shì)二战(zhàn)以后日(rì)本、美国、德国等国,在劳动力短缺的情况下,工(gōng)业机器(qì)人有了更多的应(yīng)用空间,所以(yǐ)60年(nián)代工业机器(qì)人得到大力发展。
今天机器人的(de)应(yīng)用无(wú)处不在(zài),在(zài)制造业(yè)、物流行业、医疗行业等领(lǐng)域都(dōu)发挥了重要作(zuò)用。“从(cóng)平(píng)台建设(shè)方面(miàn)来看,机器(qì)人分为工业(yè)机器人、飞行机器人、移动(dòng)机器(qì)人(rén)、空间(jiān)机(jī)器人(rén)、海(hǎi)洋机器(qì)人等,这些机(jī)器人在智能制(zhì)造领域应(yīng)用较多。”王耀南(nán)说(shuō)。
“近十年来(lái)中国机器人发展可(kě)以分为两个(gè)阶段,前5年为产业(yè)发展期,如今已经进入到高端发展期。”王(wáng)耀南预测。
新(xīn)冠肺炎疫(yì)情(qíng)之后,医疗机(jī)器人成为(wéi)智能机(jī)器人的主攻方向之一。““未来,机器人还(hái)将在(zài)国家重(chóng)大(dà)工程基础设施建造,尤其是将在(zài)新基建的建设中发挥重大作用。”王耀(yào)南说,比如关于珠穆朗玛峰的科(kē)考行动,在(zài)恶劣天气下,未来可采用机(jī)器人(rén)协助(zhù)考察。
具备四大核心系统(tǒng)
王耀南认为(wéi),机器人是一个能够自动执行和(hé)操作作业的装置,它具(jù)备感知功能、规划功能、决策功能(néng)、控制功能,能够完(wán)成人类难以完成或者重复的劳动,可以在枯燥、危险、恶(è)劣的环(huán)境下使用。
那么到底有多少种机器人呢?王(wáng)耀(yào)南指(zhǐ)出,从不同角(jiǎo)度出发,机器(qì)人划(huá)分的类型也(yě)不一(yī)样(yàng)。如(rú)从用途来看,可分为工(gōng)业机器人、农业机器人、医疗机器(qì)人、巡检机器人(rén)等(děng);从空(kōng)间来看,有工业机器人、水下机(jī)器人、空间机器人(rén)、陆地机器人(rén)等(děng)。
“不难看出,机器人是(shì)一门涵盖了多学科的科学,涉及人工智能、机械工程、控制科学(xué)、计算机、电子、材料(liào)等多个领域。”王耀南表示,“但不管多么复杂的机器人,实际(jì)上它都是一个自动化系统(tǒng),具备感知(zhī)系(xì)统、决策(cè)系统、控制(zhì)系统以及复杂的本体结构系统这四大核心部分。”
此(cǐ)外(wài),王耀南认为,智能感知、智能协作规划、智能(néng)精(jīng)准控制是智能机器人的几大核(hé)心技术。在(zài)智能感知(zhī)方面,如何设(shè)计好一个完整的(de)机器人视觉感知,如何打(dǎ)造微(wēi)传(chuán)感高智能化(huà)的感知感控(kòng)一(yī)体(tǐ)的芯片,是今后要思(sī)考的问题;在控制技术(shù)方(fāng)面(miàn),柔顺控(kòng)制(zhì)、智能控制、协(xié)同控(kòng)制是(shì)三个研究热点(diǎn);要达到精准控制,机器人还(hái)要有(yǒu)一双灵巧的手(shǒu)。“机器人作(zuò)业(yè),用来(lái)完成复杂任务,打造灵巧的机(jī)器手是一项关键(jiàn)技术。”王耀南说。
未来小型机器人(rén)或成标配
“现在人人带手机,将来人人会(huì)带小(xiǎo)型机器人,而(ér)要满(mǎn)足这个需求,机器人(rén)需(xū)具备五大要素。”王耀南(nán)说,即具(jù)备感知功能、规划功能、决策(cè)功能、运动功(gōng)能、学习功能。
在王耀南看来,“未来真正(zhèng)的机器人要具备情感交互、人机协作功(gōng)能,并具备学习、语意(yì)分(fèn)析(xī)等能(néng)力(lì),才可以真正(zhèng)成为智能服务(wù)机器人。”
要实(shí)现这个目(mù)标,我们有大量工作要做(zuò),比如(rú)把感(gǎn)知能力、记忆(yì)能力、学习能力(lì)、决策能力加入到机器人的(de)系统中,让机器人具备智能化、自主网络控(kòng)制系统。
“发展智能机器人,人工(gōng)智能是关(guān)键。人工智能三大核心技术(shù),感知技术、认知技术、行为控(kòng)制技术是发展智能机器人的(de)主要技术(shù)。”王耀(yào)南(nán)说。
王耀南(nán)指出,人工智能(néng)怎(zěn)么(me)和机器人有机结合(hé)起来(lái),归纳起来有几个关键点(diǎn),在感知层(céng)面主要涉及语(yǔ)言识别(bié)、物(wù)理识别;在(zài)认知层面主(zhǔ)要涉及(jí)语(yǔ)意理解、情感分(fèn)析、决策层具备多模态(tài)交互(hù)等;在执行层面主要(yào)涉及步态控制(zhì)、步态(tài)识别和(hé)交互等。
“未来机器人(rén)发展一(yī)定是网(wǎng)络化、自主化、协(xié)作化、灵(líng)巧化的(de)。同(tóng)时,机器人一定是要有一个好的发展规(guī)划、创(chuàng)新(xīn)的(de)环境和(hé)下一代机器人的(de)标准和技术。”王耀南说,最关(guān)键还要有(yǒu)产(chǎn)业队(duì)伍(wǔ)人才(cái),这个(gè)人(rén)才(cái)队伍需(xū)要将技工、工(gōng)程师、科学家(jiā)融合在一(yī)起。