中国机器人现状:核心技术缺失 与人共融成突破点 - 全文

日期:  2024-06-04   作者: 维修案例

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  工信部赛迪研究院公布的报告亦指出,在政策扶持和人力成本倒逼下,预计中国机器人产业2012年到2022年十年间的增长率为年均23%至36%,潜在市场规模达千亿元级别,尤其是中国。

  国际机器人联合会发布的“2014年世界机器人统计报告”中称,2017年中国生产中使用的机器人总量将由现有的16.2万单位增加到42.8万。而北美地区预计总使用量为29.2万单位、欧洲最大的五个经济体为34.3万单位,中国将变成全球工业机器人第一使用大国。

  其一是行为合作的机器人机构与本体技术。传统机器人的关节,一般为刚性机构,由这种刚性传动构成的机器人系统在与人合作时存在严重的安全风险隐患,因此,研发具有本质安全性的柔性机构是保证人-机器人合作首先需考虑的问题;同时,利用新的轻型材料代替现有的机器人钢铁结构,也是提升机器人本体性能和与人共融时安全性的关键技术。此外,现有机器人系统的驱动方式,多采用电机、液压等方式,驱动效率低,这就需要探索全新的驱动机理,发展高效安全的驱动装置。该部分的具体技术瓶颈包括:灵活操作机构与控制、新型类肌肉驱动与本体材料、柔性驱动与控制、新传感机理与器件等。

  其二是机器人对环境、以及人行为的感知与理解技术。机器人理解环境、理解合作者意图与需要,支撑安全、协同、互助工作。为实现机器人与人在同一物理空间安全共存、紧密合作,机器人需要具备对人机共享环境、以及合作者需求的实时/准确感知、建模与理解的能力,从而为协同行为与决策提供相关依据。这其中,标识物辅助的人的行为判断、非结构/动态环境的数学描述与理解、多感知信息的融合理解、仿生视觉感知与认知等均是其面临的挑战性技术。

  其三是人机互助优化决策与自主学习技术。突破机器人只能在人为设定任务框架下进行决策的局限,实现机器人知识经验的积累、智能发育。这方面的研究,包括三方面技术难题:基于人脑智力形成及发育机理的类人智能行为建模;知识的获取、表示与抽象方法,以及可实现知识存储、更新及在线检索的智能发育模型及自主学习技术;面向与人共融机器人平台的自主知识获取,及人机智能行为协同与决策等实用化技术。

  其四是行为方式与安全机制技术。解决机器人在人机共享环境下的安全自主行为方式问题。与人共融的新一代机器人,需要工作在日常的、非结构化的、动态的环境中,此时机器人自主行为能力低下的问题日渐突出。因此,基于对合作者需求、操作对象、所处环境的态势认知,研究包括安全行为的实时(重)规划、确保人机物安全的刚-柔智能切换控制等自主行为技术,构建人机协同时的安全机制,对于发展新一代与人共融机器人的行为能力和安全性具备极其重大的作用。

  其五是人机自然交互技术。研究多模态人-机自然交互方法与技术,突破机器人只能利用专用设备做人机交互的局限。具体包括:非编程的、人-机器人直接示教技术,基于语音指令集及机器人自主识别的语音交互技术,基于手势/姿态指令集及机器人自主识别的视觉交互技术,生-机-电融合交互技术,以及人机多层次指令融合技术。

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