機器人總動員:瞧瞧它們的新絕活
2023-11-07 18:15:13陽光高考網(wǎng)
大模型增強機器人交互和推理能力,人形雙足機器人、智能仿生機器人等新產(chǎn)品涌現(xiàn),工業(yè)機器人向觀眾展現(xiàn)著驚人臂力和靈敏度……日前,2023世界機器人大會在北京舉行。從栩栩如生的仿真人形機器人、外骨骼穿戴式助行器,到工業(yè)機械臂、外科手術(shù)機器人……大會博覽會期間,全球約160家機器人企業(yè)和科研機構(gòu)的近600款先進技術(shù)和產(chǎn)品參展,其中60款新品是首次亮相。這么多趣味性與科技感十足的機器人同場“炫技”,勾勒出機器人加速走進日常生活的圖景。
融合感知,虛實結(jié)合的智能驅(qū)動
30秒內(nèi)穿戴整齊,輕輕抬腿,就可快速行走,只需彎腰發(fā)力,即可輕松抬起近40千克的重物……如今,在電影中走紅的外骨骼機器人已經(jīng)從科幻世界走進現(xiàn)實,在康養(yǎng)、工業(yè)、消防等多個領(lǐng)域得到應(yīng)用。
黑色酷炫的外觀和便捷的穿戴方式,“白虹3.0”外骨骼機器人以其優(yōu)良助力效果而聞名。“最新款產(chǎn)品,針對康養(yǎng)、消防領(lǐng)域特定需求進行了迭代升級。”中國電科機器人有限公司研發(fā)工程師李昀佶向記者介紹,本著“機器換人”“機器替代人”理念,“白虹”將人體運動狀態(tài)與機器輔助效果緊密結(jié)合,使機械能可精準傳遞到人體髖部、腰部,并起到支撐保護作用,從而輔助人體實現(xiàn)行走、奔跑、上下樓梯和彎腰搬運等肢體運動。
記者在現(xiàn)場看到,當使用者準備做出抬腿動作時,“白虹”能馬上提供動力輔助抬起,當你剛要彎腰起身,它就能敏銳識別動作意圖,背部背桿會有向上的拉拽力幫人抬起腰身,極大緩解使用者的腰部、腿部壓力,達到保護腰部肌肉和關(guān)節(jié)健康的作用,有效降低人體體力消耗,緩解肌體疲勞。
“新版本機體更輕便,體驗更舒適。通過高性能控制算法,‘白虹3.0’可實時檢測人體運動狀態(tài),分析得到人體運動意圖,自動跟隨使用者的腰部、腿部運動,為人體提供有效助力,其‘腰部搬運助力+腿部行走助力’相結(jié)合的功能為業(yè)內(nèi)首創(chuàng)。”李昀佶說。
當前,融合感知、數(shù)字孿生、人工智能、結(jié)構(gòu)仿生等新技術(shù)加速滲透,機器人呈現(xiàn)出虛實融合、智能驅(qū)動、泛在交互等發(fā)展特征。
以今年大會上Festo展出的仿生飛行家族新成員“仿生雨燕”為例,其體內(nèi)有著十分緊湊的構(gòu)造,容納了撲翼機構(gòu)、撲翼控制元件、通信技術(shù)、升降舵和尾翼。在一個非常小的空間內(nèi),安裝了一個無刷式電機、兩個伺服電機、電池、齒輪箱和幾塊電路板。同時,通過超寬帶技術(shù)(UWB)室內(nèi)無線電導(dǎo)向系統(tǒng),主控電腦、無線電模塊和飛行器之間實現(xiàn)交互,仿生雨燕可在定義的空域內(nèi)實現(xiàn)協(xié)調(diào)、自主的群體飛行。
值得注意的是,今年的機器人產(chǎn)品中出現(xiàn)了很多“六軸+附加軸”的機械臂。
在展會現(xiàn)場,一條黑色軌道上,橙色的6軸機械臂正在地軌上運動作業(yè)。這是庫卡工業(yè)機器人直線6軸的新產(chǎn)品KRFORTEC-2ultra和RL4000地軌,庫卡工業(yè)自動化工程負責(zé)人、智能焊接產(chǎn)品經(jīng)理黨園清介紹,它可以應(yīng)用在焊接、涂膠、機械加工、搬運、碼垛等方面,展會上的這款可以搬運480千克重的物品,還可以根據(jù)客戶需求實現(xiàn)最大負載800千克。
黨園清說,工業(yè)機器人對于精度要求非常高,比如庫卡此次展出的六軸焊接機器人,精度已接近于頭發(fā)絲。
人形機器人,“忽如一夜春風(fēng)來”
如果將機器人融入我們的生活,人形機器人就是一個最好的選擇。
“君不見黃河之水天上來,奔流到海不復(fù)回。”“無邊落木蕭蕭下,不盡長江滾滾來。”
一走進博覽會場館,就傳來這一聲聲高昂的吟誦聲。循聲望去,原來是仿生人形機器人“李白”和“杜甫”在把酒吟詩。一旁,幾張機器臉配合TOF深度攝像頭,還可以捕捉和再現(xiàn)幾乎所有的人類微表情。
“好詩!太白兄!”一旁的杜甫正伏案書寫,時而眉頭緊鎖、時而閉眼搖頭,每一個神態(tài)動作都順滑自然。據(jù)工作人員介紹,杜甫和李白是今年的新面孔,這兩個智能仿生機器人可以彼此互動,更具趣味性。
“我們今年帶來了自主研發(fā)的超級電機,也就是機器人的可動關(guān)節(jié),又叫柔性執(zhí)行器。它能更柔和地展示出機器人的動作,讓機器人的動作更像人。我們還在去年的基礎(chǔ)上將機器人的皮膚進一步升級,讓它在觸覺和視覺上更像人,真假難辨。”EX機器人集團研發(fā)工程師西爾告訴記者,仿生人形機器人最符合人們對機器人的印象,它不僅擁有人類的外形,還可以模仿人類的語言、動作和習(xí)慣。
為什么要將機器人做得如此逼真?“我們工作生活中使用的大多數(shù)工具都是根據(jù)人來設(shè)計的,如果一個機器人有著跟人一樣的身體結(jié)構(gòu)和行為方式,它們就可以更自然地使用工具完成各類工作。”在西爾看來,人形機器人在外表、動作、認知等方面更接近于人類,這方便其打破機器人應(yīng)用場景的壁壘,走向通用智能。
事實上,人形機器人是集機械、材料、電子、控制、智能、仿生等多學(xué)科交叉的產(chǎn)物,產(chǎn)業(yè)帶動性強,但技術(shù)難度也高,尤其需要軟硬件上的結(jié)合。
在現(xiàn)場,優(yōu)必選科技的WalkerX、熊貓機器人優(yōu)悠等大型人形機器人再次集體亮相,為現(xiàn)場觀眾還原展示了大運會閉幕式現(xiàn)場的騎平衡車。
“我們的‘人形機器人智能多模態(tài)交互系統(tǒng)’,是集人機交互、指令理解、自主規(guī)劃、任務(wù)執(zhí)行等技術(shù)于一體的智能系統(tǒng)。”據(jù)工作人員介紹,該系統(tǒng)接入AI大模型后,利用優(yōu)必選大型人形機器人自帶的視覺、語音、3D深度、壓力等異構(gòu)多源傳感器獲得的多模態(tài)數(shù)據(jù)進行融合感知,不僅可以明顯提升人形機器人在實際應(yīng)用場景下的自主決策能力,還能依靠自身的視覺感知系統(tǒng)構(gòu)建其所處環(huán)境的3D語義環(huán)境地圖,并且通過多輪交互的方式準確提煉對話中的人類語義信息,自主生成可執(zhí)行的擬人化任務(wù)指令流,讓人形機器人合理并準確地執(zhí)行任務(wù)。
“AI大模型、具身智能等技術(shù)與機器人的有機結(jié)合,讓我們看到了很多雙足行走的機器人,看到了與人皮膚很像的機器人。未來擬人類的機器人可能將是產(chǎn)業(yè)風(fēng)口和發(fā)展方向。”對于人形機器人的發(fā)展,中國電子學(xué)會副秘書長梁靚感覺“一開始爬坡很慢,突然間開始加速”。
行走速度最快可以達到每小時6千米的“悟空”,通過融合腿足運動技術(shù)與環(huán)境感知技術(shù),實現(xiàn)了機器人的三維環(huán)境地圖構(gòu)建和自主動態(tài)導(dǎo)航;全身超過60個智能柔性關(guān)節(jié)的“七仙女”,是一款真正能實現(xiàn)陪護功能的雙足保姆機器人;“多拉”的背后,是視觸覺雙模態(tài)模型與模仿學(xué)習(xí)機能,這使得它能夠更快速地適應(yīng)不同的環(huán)境和任務(wù)……
不得不說,技術(shù)交叉融合趨勢愈發(fā)明顯:人形機器人“忽如一夜春風(fēng)來”!
“機器人+”,行業(yè)應(yīng)用加速拓展
走進“機器人+制造業(yè)”展區(qū),新松白車身點焊機器人工作站吸引了記者的注意,只見4臺兩米多高的大型工業(yè)機械臂,同步搖頭、轉(zhuǎn)身,正在白色的汽車骨架上“戳戳點點”,高精度、高節(jié)拍地自主完成汽車點焊動作。
“汽車點焊是工業(yè)機器人的高端應(yīng)用領(lǐng)域,其難點在于機器人控制系統(tǒng)定位精度和點焊效率。”據(jù)沈陽新松機器人自動化股份有限公司行業(yè)經(jīng)理馬騁介紹,工作站使用的新一代工業(yè)機器人采用公司自研的控制和軟件系統(tǒng),焊接效率高達2.2秒/點,達到行業(yè)領(lǐng)先水平,并可滿足鋼點焊、鋁點焊等多種焊接工藝。
“目前,已有近百臺點焊機器人進入國內(nèi)多家汽車主機廠,被廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)車企,在新能源汽車廠商中也有使用。”馬騁說。
隨著工業(yè)機器人應(yīng)用場景不斷拓寬,生產(chǎn)環(huán)境對機器人的體積、重量、靈活度提出了更高的要求。工業(yè)機器人正向著小型化、輕型化、柔性化的方向發(fā)展,“人機協(xié)作”成為工業(yè)機器人研發(fā)的重要方向之一。
機械臂夾取蘋果輕輕擰動,模仿果農(nóng)采摘的手法,蘋果便被輕松摘下,放入傳送帶……國家農(nóng)業(yè)智能裝備工程技術(shù)研究中心展示的AutoPicker多臂蘋果采摘機器人,專為矮化密植果園設(shè)計,每小時可采摘400~550個果子,整合了采果、納果、儲果三大功能,實現(xiàn)全程自動化采收。
6個工業(yè)機器人、9個工藝流程,安川首鋼的新能源電池盒機器人智能生產(chǎn)線正快速工作,所有工業(yè)流程配備數(shù)字孿生系統(tǒng),可實現(xiàn)虛實聯(lián)動,讓管理者隨時掌握生產(chǎn)線狀態(tài)。
如今,制造業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域遍布機器人身影。創(chuàng)新技術(shù)迭代加速,應(yīng)用領(lǐng)域不斷細分,是本屆機器人大會帶給記者的直觀感受。
記者從2023世界機器人大會了解到,我國工業(yè)機器人銷量已占全球的一半以上,連續(xù)10年居世界首位。此外,我國工業(yè)機器人的智能化趨勢日益明顯,據(jù)專業(yè)測評顯示,國內(nèi)人工智能大模型在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,已在部分行業(yè)實現(xiàn)國際趕超。但也要看到,我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍面臨技術(shù)積累不足、高端供給缺乏等問題,需要進一步推動機器人產(chǎn)業(yè)邁向中高端。
今年年初,工信部等17部門聯(lián)合印發(fā)的《“機器人+”應(yīng)用行動實施方案》提出,到2025年,制造業(yè)機器人密度較2020年實現(xiàn)翻番,服務(wù)機器人、特種機器人行業(yè)應(yīng)用深度和廣度顯著提升。
“各類創(chuàng)新主體的產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)步提升,創(chuàng)新鏈條不斷完善,有力促進了機器人產(chǎn)業(yè)向高端化升級。”工信部副部長辛國斌在大會上表示,中國不僅連續(xù)多年穩(wěn)居全球最大的機器人市場,還在技術(shù)創(chuàng)新、高端制造、集成應(yīng)用中發(fā)揮越來越重要的作用,機器人產(chǎn)業(yè)正逐步逼近變革躍升的臨界點,蘊含著澎湃的發(fā)展動能。
“我國擁有全球最大的機器人市場,最豐富的應(yīng)用場景,有條件、有能力把握住變革機遇,為全球發(fā)展貢獻更多方案和智慧。”辛國斌表示,下一步,工信部將大力推動機器人產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。一是堅持應(yīng)用牽引,深入推進“機器人+應(yīng)用行動”,加快成熟場景推廣,鼓勵新興領(lǐng)域先行探索。二是堅持創(chuàng)新驅(qū)動,建立用戶單位和機器人企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新機制,帶動一批高端整機關(guān)鍵零部件和工業(yè)軟件創(chuàng)新突破。三是堅持融通發(fā)展,堅定企業(yè)發(fā)展信心,激發(fā)企業(yè)創(chuàng)新活力,加強央地協(xié)同,共同培育世界級機器人產(chǎn)業(yè)集群和應(yīng)用示范基地。
展望未來,中國電子學(xué)會副理事長兼秘書長陳英說,高端化、智能化和生態(tài)構(gòu)建是中國機器人產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的關(guān)鍵詞。新技術(shù)加快融合創(chuàng)新突破,機器人應(yīng)用場景持續(xù)擴展,大模型將成為機器人的智能大腦,機器人將助推行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,機器人生態(tài)加速共融共生。
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