縱觀日本機(jī)器人技術(shù)發(fā)展里程

朱婷婷

【摘要】日本是世界公認(rèn)的機(jī)器人大國，從傳統(tǒng)的帶機(jī)關(guān)的人偶，到現(xiàn)代的高仿真的機(jī)器人—現(xiàn)代的清掃機(jī)器人、伙伴機(jī)器人、護(hù)理機(jī)器人，還有人們熟悉的動漫作品中的機(jī)器人角色，都標(biāo)志著日本科技的發(fā)展。并且曾在于2007年10月在日本東京舉行的日本“大機(jī)器人展”的會場上被展出，形形色色的機(jī)器人展品向人們講述了日本機(jī)器人的過去、現(xiàn)在和未來。

【關(guān)鍵詞】機(jī)器人技術(shù) 發(fā)展

日本是世界公認(rèn)的機(jī)器人大國，而其機(jī)器人技術(shù)的基礎(chǔ)或許正是傳統(tǒng)的機(jī)關(guān)人偶制作技藝。2007年在東京上野的日本國立科學(xué)博物館中舉辦的“大機(jī)器人展”的展品中，“送茶人偶”和“射箭童子”等就是機(jī)關(guān)人偶的杰作。在展示過程中，高約45厘米的“送茶人偶”身著色彩鮮艷的日本傳統(tǒng)服飾，雙手端一個托盤，只要在托盤中放上茶碗，人偶就會移動到客人面前，一旦把茶碗取走，人偶會自動停止，客人喝完茶把空茶碗放回托盤，人偶會轉(zhuǎn)身移動回原處?！吧浼印迸c“送茶人偶”同樣以齒輪和發(fā)條為動力。端坐在臺子上的童子能把擺在面前的箭依次搭到弓弦上，射到數(shù)米外的地方。此外，由于本次展出的現(xiàn)代機(jī)器人更重視實用，因此曾入圍日本2006年度機(jī)器人大獎賽優(yōu)秀獎的清掃機(jī)器人更加引人注目。用于給上肢行動不便的病人喂飯的護(hù)理機(jī)器人“我的勺子”，機(jī)器人家庭保姆“若丸”等。在“阿西莫館”，本田公司的雙腳步行機(jī)器人“阿西莫”以舞臺表演的形式，向觀眾描繪未來社會人與機(jī)器人的和諧生活。

當(dāng)然，作為世界公認(rèn)的機(jī)器人大國，日本在機(jī)器人研發(fā)方面也不斷的取得了新的成果。2007年研發(fā)出的世界最小機(jī)器人（身高16.5厘米）—迷你機(jī)器人i-索寶（i-SOBOT）就是其中一例。這種機(jī)器人身高只有16.5厘米、體重僅有350克，但能在90種不同背景音樂的伴奏下行走、跳舞，還能聽懂10個語言命令、完成200多種動作、說出約180個短語！它曾在上海新國際博覽中心舉行的第六屆中國國際玩具展上首次亮相，由日本某玩具公司研制、東莞某玩具公司生產(chǎn)。據(jù)悉，這款機(jī)器人玩具不久前已成功獲頒“世界上最小的量產(chǎn)化人形步行機(jī)器人”的吉尼斯紀(jì)錄證書。據(jù)現(xiàn)場工作人員介紹，這個小小的機(jī)器人身上有17個世界上最小的伺服器，可以控制機(jī)器人的各個“關(guān)節(jié)”靈活轉(zhuǎn)動，并做出多達(dá)200種的復(fù)雜動作。雖然機(jī)器人的體積小到只能安裝三節(jié)7號電池，但由于采用了集堿性電池和充電電池優(yōu)點于一身的新一代GP超霸環(huán)保鎳氫電池，該機(jī)器人即使活蹦亂跳一個小時也不會停止。

同年，日本理化研究所和名古屋大學(xué)宣布，兩家機(jī)構(gòu)聯(lián)合開發(fā)出可以給醫(yī)生遞手術(shù)鉗的機(jī)器人，它可以分辨醫(yī)生發(fā)出的指示并準(zhǔn)確向醫(yī)生傳遞和收回手術(shù)鉗。據(jù)媒體報道，兩家機(jī)構(gòu)在新聞公報中說，這款機(jī)器人主要由一個懸掛手術(shù)鉗的可旋轉(zhuǎn)支架和傳遞鉗子的機(jī)器人手臂組成。支架最多可懸掛20把手術(shù)鉗，每把手術(shù)鉗都貼有條形碼。手術(shù)前需要在系統(tǒng)中登錄手術(shù)中所有要用到的鉗子。手術(shù)開始后，佩戴耳機(jī)和麥克風(fēng)的醫(yī)生報出所需手術(shù)鉗的名稱，在系統(tǒng)監(jiān)視器顯示的畫面中，選中的手術(shù)鉗就會被打上標(biāo)記，如果醫(yī)生確定是自己想要的鉗子，只要給出肯定回答，支架就會把選中的鉗子轉(zhuǎn)到機(jī)器人手臂能夠取得鉗子的角度，接著機(jī)器人取出手術(shù)鉗遞給醫(yī)生。使用完畢后，醫(yī)生只需將手術(shù)鉗放到機(jī)器人的托盤里，機(jī)器人會把鉗子重新放回支架。這時，系統(tǒng)會再次讀一遍條形碼，確認(rèn)鉗子是否回到了支架上原來的位置。新聞公報說，手術(shù)鉗是手術(shù)中必需的工具，在手術(shù)中給主刀醫(yī)生正確地遞手術(shù)鉗需要具備專業(yè)知識的醫(yī)生或護(hù)士才能勝任。但是，目前世界范圍內(nèi)護(hù)士緊缺，這款機(jī)器人可以幫助緩解護(hù)士人才不足的問題。研究人員計劃今后在動物實驗的基礎(chǔ)上盡早將這款機(jī)器人投入實用。

此外，日本早稻田大學(xué)和朝日大學(xué)合作研制出一款新型機(jī)器人，專門從事面部按摩，其動作有如訓(xùn)練有素的專業(yè)人員的動作。這款機(jī)器人呈箱子狀，長60厘米，寬48厘米，高78厘米，重63千克，機(jī)器人兩側(cè)各有一條手臂。工作時，機(jī)器人先用計算機(jī)斷層掃描儀和核磁共振成像儀掃描人的面部，再根據(jù)圖像分析結(jié)果決定按摩動作。研究人員在發(fā)表的新聞公報中說，由于這款機(jī)器人是用于面部按摩，所以它的手臂動作的精確程度比身體用按摩機(jī)的精確程度高。機(jī)器人內(nèi)部安裝有力量傳感器，傳感器隨時測定施加到臉部的力量，保證手臂用力恰到好處，不傷及面部。機(jī)器人“手指尖”的制作原料是陶瓷、硅和木材等。

在日本，機(jī)器人已經(jīng)逐漸滲入各個產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，醫(yī)學(xué)、電子產(chǎn)業(yè)、工業(yè)，其中以對工業(yè)的影響最為顯著。亦有“機(jī)器人支撐起日本工業(yè)”的說法。在早期的報道中一位日本朋友曾告訴記者，當(dāng)年的鐵臂阿童木其實就是日本人最早設(shè)想的機(jī)器人模式：能飛而富有正義感，有鐵骨更有柔情。日本人對機(jī)器人的向往催生了日本發(fā)達(dá)的機(jī)器人工業(yè)。再加上日本人務(wù)實、肯干，很快，各種真的機(jī)器人就應(yīng)運而生了，并且漸漸地成為了日本人生活中不可或缺的一個重要組成部分。

近年來，日本社會老齡化和少子化問題越來越嚴(yán)重，但機(jī)器人的普遍應(yīng)用卻在一定程度上緩解了生產(chǎn)線人手不足的問題。走進(jìn)日本大型工廠，記者發(fā)現(xiàn)很多工序其實都是由機(jī)械手來完成的，以自動控制為主的機(jī)械化是支撐當(dāng)代日本經(jīng)濟(jì)的主力軍，而成規(guī)模的流水線大生產(chǎn)，實際上也正是機(jī)器人在日本最主要同時也是最重要的應(yīng)用形式。

記者曾經(jīng)采訪過著名的雅馬哈樂器公司。走進(jìn)車間，偶爾才會看到正在工作的工人，但幾乎所有的工業(yè)流程都由全自動化的生產(chǎn)線完成了。而著名的空調(diào)制造企業(yè)大創(chuàng)、豐田汽車等，最重要的生產(chǎn)崗位也清一色全部由產(chǎn)業(yè)機(jī)器人占領(lǐng)。

記者曾經(jīng)詢問過工廠的技術(shù)工人，為什么這么喜歡用產(chǎn)業(yè)機(jī)器人？工人們告訴記者，人工操作容易出現(xiàn)失誤，而機(jī)械手或者是機(jī)器人的精密度則要高出許多?！霸僬f，現(xiàn)在日本人口少，要想大規(guī)模生產(chǎn)，滿足世界對日本產(chǎn)品的需要，現(xiàn)有人力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。”一位工人說?，F(xiàn)在，日本各制造企業(yè)都不同程度地面臨人員老化問題，各家工廠都很難招到足夠的年輕員工。即使采用高度的機(jī)械自動化生產(chǎn)，有時仍難以滿足生產(chǎn)的需要。日本在生產(chǎn)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用機(jī)器人，除了對機(jī)器人的偏愛，其實也有不得已的苦衷。

由此可見，日本雖是世界機(jī)器人大國，但過度依賴機(jī)器人也可能會對社會發(fā)展產(chǎn)生負(fù)面影響。日本機(jī)器人產(chǎn)業(yè)還會帶給我們什么驚喜呢？讓我們拭目以待。