智能機(jī)器人及其發(fā)展趨勢(shì)展望

何桂梅

（國(guó)家電網(wǎng)有限公司客戶服務(wù)中心北方分中心 天津 300309）

1 引言

智能機(jī)器人是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置，智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的主要指標(biāo)。機(jī)器人技術(shù)最早應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，隨著時(shí)間的推移，向著多元化的方向擴(kuò)張，適應(yīng)不同領(lǐng)域需求，逐步形成機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)鏈。只有分析智能機(jī)器人未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，才可以對(duì)各個(gè)領(lǐng)域生產(chǎn)效率提升產(chǎn)生深遠(yuǎn)的意義。

2 智能機(jī)器人的產(chǎn)生

隨著我國(guó)勞動(dòng)力成本快速上漲，人口紅利消失，生產(chǎn)也開(kāi)始向著智能化和精細(xì)化發(fā)展方向延伸，逐步利用機(jī)器人代替人類，完成惡劣環(huán)境下的風(fēng)險(xiǎn)任務(wù)。國(guó)防軍事、未知探索和公共安全等領(lǐng)域，都可以在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，加大機(jī)器人產(chǎn)業(yè)投資的力度。早在2014年，以日本、美國(guó)、英國(guó)為首的國(guó)家，就結(jié)合自己的生產(chǎn)力，就讓全球的工業(yè)機(jī)器人的銷售額增長(zhǎng)了11.5%[1]。在歐洲等地區(qū)，也啟動(dòng)了“SPARC”研發(fā)計(jì)劃，并且投入了較大的資金和精力。智能機(jī)器人在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、軍事等領(lǐng)域都有所應(yīng)用。因此，探究關(guān)鍵部件和核心技術(shù)的發(fā)展，完成機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)更好的交互方式，保證人與機(jī)器之間信息的協(xié)調(diào)性與個(gè)性化發(fā)展方式，具有重要意義。鑒于此，本文探討了智能機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)。

3 智能機(jī)器人概述

按功能分類可以分為一般機(jī)器人和智能機(jī)器人兩種。一般機(jī)器人只有一般編程能力和操作功能。智能機(jī)器人需要具備感覺(jué)要素、運(yùn)動(dòng)要素和思考要素。隨著全球機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，美國(guó) Rethink推出了Baxtei·智能協(xié)作機(jī)器人，不僅可以協(xié)同發(fā)展，并且還可以有效完成各種任務(wù)，并且以新松為首，推出更多柔性多關(guān)節(jié)機(jī)器人。法國(guó)Aldebaran Roboti c公司的教育機(jī)器人Nao，完成與人的交流和表情變化[2]。360公司為兒童打造的360兒童機(jī)器人，不僅可以幫助學(xué)生拍照，還具備教育的主要功能。從家庭、商業(yè)和科研等領(lǐng)域中都可以看到，醫(yī)療外科機(jī)器人的數(shù)量也開(kāi)始逐漸增加。“863”計(jì)劃資助項(xiàng)目中，我國(guó)也以智能化為基礎(chǔ)，建立了微創(chuàng)腹腔外科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)。特種機(jī)器人技術(shù)研究中，關(guān)鍵技術(shù)就是幫助大眾解決一些人類解決困難的作業(yè)。美國(guó)FeconRobotics的戰(zhàn)術(shù)微型機(jī)器人都是在無(wú)噪聲和防水防塵的基礎(chǔ)上建立的。無(wú)人駕駛技術(shù)上，Strategy Analytics正在執(zhí)行中，預(yù)計(jì)2050年可以達(dá)到70000億美元[3]。谷歌較早布局自動(dòng)駕駛，早在2015年的時(shí)候Waymo就呈現(xiàn)到了大家的視野當(dāng)中，還達(dá)到了300萬(wàn)的里程。百度無(wú)人車計(jì)劃也已執(zhí)行多年，研發(fā)出“L4級(jí)無(wú)人駕駛”智能汽車EU26，結(jié)合實(shí)際情況，建立了阿波羅計(jì)劃。智能物流機(jī)器人技術(shù)以智能AGV為代表，保障系統(tǒng)不需人工引導(dǎo)，亞馬遜在各個(gè)倉(cāng)庫(kù)大規(guī)模部署物流機(jī)器人，即可實(shí)現(xiàn)人員揀貨，準(zhǔn)確率可達(dá)到99.999%，天貓、京東、申通等也紛紛嘗試應(yīng)用倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人。

4 智能機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)

4.1 智能機(jī)器人的相關(guān)技術(shù)

（1）機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。此種方式，是在機(jī)器人臂部的基礎(chǔ)上，合理優(yōu)化措施建設(shè)，關(guān)注不一樣的關(guān)節(jié)，保持自由度數(shù)的發(fā)展。按照關(guān)節(jié)的配置方式，展現(xiàn)不一樣的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)，展示不一樣的類型和方式。在實(shí)施應(yīng)用場(chǎng)景建設(shè)的時(shí)候，需要以擬人化的方式為基礎(chǔ)，整合思維方式，建立臂部、腕部、手部等方位的有效化發(fā)展。（2）驅(qū)動(dòng)裝置。主要是按照控制系統(tǒng)發(fā)出的指令信號(hào)，增加電力驅(qū)動(dòng)裝置的有效建設(shè)和發(fā)展。（3）傳感裝置?？梢苑譃閮?nèi)部信息傳感器和外部信息傳感器兩個(gè)類型，不管是哪一種方式，都可以具備人類的感覺(jué)，加大控制系統(tǒng)的有效建設(shè)與發(fā)展。在多臺(tái)微機(jī)來(lái)分擔(dān)機(jī)器人的控制的視野下，提升管理、通信、運(yùn)動(dòng)等方面的預(yù)算。根據(jù)作業(yè)任務(wù)要求的不同，找到合適的控制點(diǎn)。（4）智能系統(tǒng)。需要在自組織性與自適應(yīng)性的視野下，提高自動(dòng)獲取和應(yīng)用知識(shí)的能力。在知識(shí)處理的系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，建立、維護(hù)與查詢知識(shí)庫(kù)的方法，滿足為搜索、推理和規(guī)劃的發(fā)展方向建設(shè)。（5）智能人機(jī)接口系統(tǒng)。需要與人類交互之后，保持合理的反饋力度，滿足聲、文、圖形及圖像等多元化的視角建設(shè)，引申出更多的思維和內(nèi)容，滿足不通過(guò)客戶的發(fā)展需要，為以后的發(fā)展提供良好的基礎(chǔ)準(zhǔn)備。

4.2 智能機(jī)器人技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

在當(dāng)前歷史發(fā)展的基礎(chǔ)上，需要結(jié)合實(shí)際的發(fā)展需求，加大自主的適應(yīng)能力，向著多元化的關(guān)鍵技術(shù)實(shí)施發(fā)展。多傳感信息耦合技術(shù)在多視角的思維中，需要更加精確地掌握這些信息，保持多傳感器系統(tǒng)的完整性。自主移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航中，需要保持一定的精確性，消除障礙的同時(shí)，也可以保持一定的原則性，在合理的分析中，保持機(jī)器人的速度和精度，擴(kuò)大自然的交流與互動(dòng)。

4.3 智能機(jī)器人的廣泛應(yīng)用

從當(dāng)前的思維邏輯上看，智能機(jī)器人可以結(jié)合不一樣的工作場(chǎng)所，得到有效的細(xì)化和分類。不管是管道、水下，還是空中、地面等位置，都需要加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，在惡劣的環(huán)境中，整合思維基礎(chǔ)，并且加大內(nèi)部的維護(hù)工作。水下機(jī)器人，還可以以海底的開(kāi)發(fā)為基礎(chǔ)，為以后的進(jìn)一步發(fā)展做良好的基礎(chǔ)準(zhǔn)備。通信、氣象、災(zāi)害監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域都可以做到，并且體現(xiàn)了不同的應(yīng)用場(chǎng)景。需要相關(guān)人員，在整合思維下，加大自主服務(wù)的力度，保持良好的應(yīng)用前景。機(jī)器人不僅在形狀上和大眾存在較大的相似性，并且還在功能和感知上存在著很大的友好型的建設(shè)。當(dāng)前，在生物工程、醫(yī)學(xué)工程、微型機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域已經(jīng)使用了納米技術(shù)，并且獲得了較好的應(yīng)用場(chǎng)景[4]。軍用智能機(jī)器人在實(shí)施建設(shè)的歷程中，也開(kāi)始整合基礎(chǔ)，滿足當(dāng)前的思維邏輯，并且可以在偵察、作戰(zhàn)和后勤支援等內(nèi)容的基礎(chǔ)上，提高自主控制能力。不僅可以自主地攻擊敵人，還可以建立有效的防治目標(biāo)。不僅如此，還需要整合現(xiàn)狀，完成室內(nèi)裝修機(jī)器人、擦玻璃機(jī)器人等工作，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘算法，建立實(shí)時(shí)性的信息，解決更為復(fù)雜的問(wèn)題，提高各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

4.4 技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)器人科學(xué)的各種技術(shù)不斷發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了服務(wù)機(jī)器人的全面商業(yè)化。機(jī)器人操作系統(tǒng)是一套開(kāi)放源代碼的代碼集，在不少有名大學(xué)中已經(jīng)得到了有效應(yīng)用。當(dāng)ROS在機(jī)器人的計(jì)算機(jī)上啟動(dòng)的時(shí)候，就可以感知到不一樣的數(shù)據(jù)。微軟的“機(jī)器人視窗”系統(tǒng)為以后的自動(dòng)價(jià)值提供了良好的基礎(chǔ)準(zhǔn)備，體現(xiàn)了較強(qiáng)的上升空間[5]。云端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行有效協(xié)同控制，以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等為基礎(chǔ)解決實(shí)際的問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的進(jìn)步，根據(jù)國(guó)內(nèi)外智能機(jī)器人的發(fā)展，我國(guó)機(jī)器人技術(shù)也需要秉承科學(xué)發(fā)展觀的主要思想，優(yōu)化傳統(tǒng)的方式，最大限度讓智能機(jī)器人走進(jìn)千家萬(wàn)戶，認(rèn)清形勢(shì)、明確發(fā)展目標(biāo)，讓智能機(jī)器人全面為社會(huì)的發(fā)展服務(wù)，順利完成智能機(jī)器人的轉(zhuǎn)型和升級(jí)。