淺談人工智能時代工業(yè)機器人的發(fā)展新趨勢

摘 要：隨著科技和經(jīng)濟的發(fā)展，人工智能時代勢不可擋，工業(yè)生產(chǎn)模式發(fā)生了巨大的變化，工業(yè)機器人得到推廣和應用，逐漸取代人類完成一些工作。工業(yè)機器人具有精度高、速度快、工作強度高等優(yōu)點，應用在企業(yè)中提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率、提高了工作人員的安全性、并且降低人力物力成本。工業(yè)機器人應用到現(xiàn)在制造業(yè)已經(jīng)是大勢所趨，未來會逐漸推廣普及。本文通過對人工智能時代工業(yè)機器人的技術分析以及特點進行闡述，探討了工業(yè)機器人發(fā)展的新趨勢，為工業(yè)智能制造提供了支撐。

關鍵詞：人工智能;工業(yè)機器人;發(fā)展;新趨勢

隨著人工智能時代的到來，互聯(lián)網(wǎng)技術取得飛速的發(fā)展，以大數(shù)據(jù)為核心，為工業(yè)機器人的發(fā)展提供新的技術支持，工業(yè)機器人產(chǎn)品的性能得到很大的提升，有了新的發(fā)展趨勢。工業(yè)機器人朝著操作更加簡單、精準度更高、滿足不同領域應用、更加智能化的方向發(fā)展，并且投入成本更低。工業(yè)機器人的出現(xiàn)，可以代替人類在工廠中完成焊接、搬運、產(chǎn)品檢測等工作，緩解人工勞動強度，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質量，節(jié)約人力成本。本文就人工智能時代工業(yè)機器人的發(fā)展新趨勢進行探討研究。

1、人工智能概述

隨著計算機技術的發(fā)展，人工智能技術也迅速發(fā)展。人工智能是一門新的技術，和計算機聯(lián)系密切，主要是通過計算機來模擬人類的思維過程和智能行為的學科。人工智能是計算機學科的一個分組，同時又是一門交叉的學科，包括數(shù)學、神經(jīng)學、控制學、心理學、社會學等學科。人工智能以人類的行為為研究對象，模擬人類的邏輯推理、分析、判斷以及思考等工作。隨著多年的研究發(fā)展，人工智能技術的應用已經(jīng)逐漸給世界帶來改變，推動著全球高新技術的發(fā)展，改變著人類的生活方式。人工智能技術應用到生產(chǎn)中，可以提高生產(chǎn)效率、降低人力物力等成本，提高生產(chǎn)的精密度，和工業(yè)機器人相結合，將為人力生活方式和企業(yè)生產(chǎn)方式帶來巨大的改變。

2、工業(yè)機器人的構成和類型

工業(yè)機器人是是機器人的一種，主要是面向工業(yè)領域的多關節(jié)機械手或多自由度的機器裝置，它可以自動執(zhí)行工作，靠自身的動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種機器。工業(yè)機器人可以接受人類的指揮，也可以按照預先編好程序控制機器人工作，現(xiàn)代工業(yè)機器人和人工智能技術聯(lián)系密切。工業(yè)機器人的構成主要包括：本體、驅動、控制三個部分。工業(yè)機器人的功能主要有兩大方面，一種機器人模仿人類的手、手臂，主要在工廠中代替人工完成一些流水線的工作;另一種機器人比較智能化，具有仿生學的特征，具有更高的自由度。工業(yè)機器人具有價格較低、方便維修的優(yōu)點，在工廠的應用越來越普及[1]。

3、人工智能時代工業(yè)機器人的技術分析

為了和人工智能時代相適應，未來的工業(yè)機器人需要具有更高的靈敏性和靈活性，從而滿足不同客戶的需求。工業(yè)機器人在滿足基本操作的條件下，還需要和其他智能設備相連接，實現(xiàn)信息網(wǎng)絡的共享，同時利用人工智能算法、云計算和大數(shù)據(jù)來學習。同時還需要一個簡單、安全、友好的人機界面，并且具有可以自己移動的功能。根據(jù)相關數(shù)據(jù)調查結果，全球機器人市場增長非常快，到2020會大幅度增長，其中工業(yè)機器人和服務機器人 增長最快，為了的工業(yè)機器人發(fā)展趨勢就是更智能并且可以和人協(xié)作、互動[2]。

3.1減速機的精度要求更高

減速機是工業(yè)機器人的關鍵性結構組成，技術要求比較多。第一，為了保證機器人運行的高精度，對減速機的材料成型控制技術要求比較高，特別是對減速齒輪的耐磨性和剛性要求比較高。同時，還要對金相組織、材料化學元素以及各種元素含量進行一個科學的控制。第二，重視加工技術。根據(jù)減速器零件的加工尺寸來確定非標特殊軸承的間隙標準，對工人的技術水平要求更高。

3.2把電機和高精度伺服驅動器作為核心，對工業(yè)機器人實現(xiàn)全方位控制

電機和高精度伺服驅動器在工業(yè)機器人的控制中起著核心的作用，對控制系統(tǒng)管理更加完善，提高瞬間力、功率輸出的標準要求。第一，快響應伺服控制技術可以實現(xiàn)對電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)的控制，采取自動控制系統(tǒng)中的干擾觀測法和前饋補償法來實現(xiàn)對閉環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)化控制。第二，運用在線參數(shù)自整定技術，在線優(yōu)化PID參數(shù)，提高機器人的識別功能。第三，運用在線慣量辨識算法判斷伺服驅動器的實際工作情況，根據(jù)實際工廠的要求，合理調整參數(shù)。

3.3以實時性為要求，強化控制操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性與精確性

目前，機器人運動控制主要是定制的方式，工業(yè)機器人的運動學控制對機器人系統(tǒng)實時性要求比較高，這就需要個操作系統(tǒng)相配合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)準確、穩(wěn)定、實時的傳輸，提高機器人在工廠的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

4、人工智能時代工業(yè)機器人的發(fā)展新趨勢

當今工業(yè)機器人的發(fā)展，朝著更智能化的方向發(fā)展，具體體現(xiàn)在，具有行走能力、感知能力、對工作環(huán)境的適應能力。工業(yè)機器人的發(fā)展新趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

4.1工業(yè)機器人控制系統(tǒng)更加完善，操作更加便捷

工業(yè)機器人內部的核心構成是控制系統(tǒng)，控制機器人的示教、記憶和通信連接。隨著計算機技術的不斷發(fā)展，機器人控制系統(tǒng)的水平不斷提高，由傳統(tǒng)的封閉式變?yōu)殚_放式 ，使工業(yè)機器人控制系統(tǒng)逐漸有一個統(tǒng)一的標準。同時，工業(yè)機器人的操作也變得更加便捷，只需要操作人員進行簡單的學習就可以對機器人進行操作，不需要投入大量的人力物力進行培訓，使得對機器人的維護和管理也變得更方便。

4.2工業(yè)機器人整體性能不斷增強，使用范圍更廣

機器人的應用領域越來越廣，工廠中焊接機器人、醫(yī)院中醫(yī)用機器人、餐廳中服務機器人、家庭中娛樂機器人、掃地機器人等，機器人的應用越來越普及，智能化程度越來越高。隨著技術水平的提高，機器人的成本逐漸下降，但是性能卻越來越高，功能越來越強大。比如，工業(yè)制造業(yè)、包裝業(yè)中機器人的機械手，模仿人類的手和手臂，可以在準備而迅速的

完成抓取和搬運的工作，實現(xiàn)工廠的自動化同，同時，機器人可以在一定時間內不停的重復同一個工作，這也是工業(yè)機器人的優(yōu)勢。工業(yè)機器人和仿真軟件相結合，建立模型，仿真模擬真實的場景，不斷調試，增強工廠的智能化和自動化水平，提高機器人的整體性能和可靠性，應用范圍更廣。

4.3工業(yè)機器人朝著生物性和仿生性的方向發(fā)展

一些工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境條件惡劣，不適合人長時間工作，甚至會對工作人員的身體健康不利，造成一些操作無法完成，這也是工業(yè)機器人可以在工業(yè)中得到推廣的一個主要原因之一。

比如，變電站的自動巡檢機器人，可以代替工作人員完成巡檢工作，不僅可以在惡劣天氣下工作，還可以完成一些復雜危險的巡檢工作，并且對檢測結果進行判斷，從而避免人工依靠經(jīng)驗而誤判造成損失，大大提高了檢測的準確性和安全性，提高了檢測的效率。另外，在水下操作中的蛇形機器人、仿生魚機器人等，都設計外形比較逼真，受到許多關注。在工業(yè)機器人的發(fā)展中，生物性和仿生性是備受關注的一個特性，并且也得到了穩(wěn)定的發(fā)展，可以實現(xiàn)對人類行為的模仿或者代替，成為新時代工業(yè)機器人的一個發(fā)展趨勢[3]。

4.4工業(yè)機器人融合傳感器技術，具有人類的思維和神經(jīng)

人工智能時代的工業(yè)機器人更具有智能化，除了可以模仿人類的動作外，還具有更高層次的模仿，具有人類的思維和神經(jīng)。傳感器的出現(xiàn)，實現(xiàn)不同功能的傳感器和工業(yè)機器人相融合，使工業(yè)機器人實現(xiàn)視覺、聽覺、觸覺等不同功能，使工業(yè)機器人更智能化。例如，變電站中自動巡檢機器人，采用多傳感器融合的技術，內部搭載視覺傳感器、超聲波傳感器、速度傳感器、溫度傳感器，在視覺傳感器的配合下，機器人可以判斷設備是否存在漏油、裂痕、異常聲響等信息;在超聲波傳感器配合下，機器人可以判斷離障礙物的距離信息;在速度傳感器作用下，機器人可以判斷左右輪的速度，從而實現(xiàn)轉彎;在溫度傳感器配合下，機器人可以判斷設備溫度是否過高。 另外，遠距離遙控機器人是傳感器技術發(fā)展的一個新的標識，在機器人未來發(fā)展中，不斷優(yōu)化和提升，會得到推廣和英語。

5、我國工業(yè)機器人發(fā)展中存在不足

我國工業(yè)機器人發(fā)展迅速，但是仍有一點不足之處。首先，我國工業(yè)機器人起步比較晚，但是發(fā)展迅速，資金投入有點欠缺，正處于不斷摸索前進的階段。其次，我國的生產(chǎn)技術仍然需要提高，關鍵零部件技術研發(fā)能力相對薄弱，工業(yè)機器人內部許多關鍵零部件需要進口，這就增加了成本，并且不利于研發(fā)的積極性提高。最后，我國對工業(yè)機器人的研發(fā)和資金投入還沒有達到一定的規(guī)模，沒有達到標準化的生產(chǎn)，短時間內推廣和應用還有一定的阻力。

6、結束語

工業(yè)機器人是多門學科相互融合的情況下產(chǎn)生的，對工業(yè)發(fā)展有很重要的作用，不僅給現(xiàn)在一些工廠出現(xiàn)招工難的情況解決了難題，而且大大提高企業(yè)生產(chǎn)效率，節(jié)約生產(chǎn)成本。隨著科技和經(jīng)濟的發(fā)展，人工智能時代的到來，工業(yè)機器人生產(chǎn)成本逐漸降低，性能逐漸提高，仿生學工業(yè)機器人的應用逐漸提高，工業(yè)機器人有了新的發(fā)展趨勢，更智能化，同時推進工廠的自動化水平提高和智能化水平提高。隨著工業(yè)機器人的應用越來越廣，在人工智能時代定可以創(chuàng)造更大的價值。

參考文獻：

[1]牛麗.人工智能時代工業(yè)機器人的發(fā)展趨勢探討[J].智庫時代，2018（48）：165+168.

[2]柴彥玲.人工智能時代工業(yè)機器人的發(fā)展趨勢[J].科技創(chuàng)新與應用，2018（30）：80-81.

[3]石征，吳難.淺析人工智能背景下機器人的發(fā)展前景和趨勢[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2018（06）：84-85.

作者簡介：

楊惠（1989—），女，漢族，河南省三門峽市人，助教，碩士研究生，三門峽職業(yè)技術學院，研究方向：智能控制。