機器人 是一門藝術(shù)

陸昕怡

從想象力天馬行空的《愛，死亡，機器人》到浪漫感人的《機器人總動員》，從《超能陸戰(zhàn)隊》里風(fēng)靡全球的“胖子”大白到多次探討了人工智能的英劇《黑鏡》，隨著各種各樣的機器人形象在藝術(shù)作品中被不斷呈現(xiàn)，人們印象里的機器人已不再冰冷危險，它的模樣和功能都擁有了更多的可能性。

現(xiàn)實也同樣如此，機器人可以叱咤迎風(fēng)，翩翩起舞，翱翔天際;也可以魚翔淺底，自在遨游，悠然嬉戲。人工智能機器人可以擁有扛鼎之力，用它的精準(zhǔn)與速度解決問題;也可以發(fā)揮出自己的各種優(yōu)勢，在與世界冠軍的對決中不落下風(fēng)。還有連續(xù)4年參展進博會的達(dá)芬奇手術(shù)機器人，外科醫(yī)生控制臺、床旁機械臂系統(tǒng)、成像系統(tǒng)精密配合，4個機械臂將外科醫(yī)生手部動作的顫抖等自動濾除并轉(zhuǎn)換成更精準(zhǔn)的動作。今時今日，機器人在我們社會的很多行業(yè)當(dāng)中，都做著超越人類的事情，帶給人們意想不到的驚喜。

置身于最新一輪的科技浪潮之中，信息技術(shù)深度應(yīng)用于各行各業(yè)，深刻地改變了人們的認(rèn)知方式、生活方式和生產(chǎn)方式。對于機器人究竟是什么這個問題，每個人都有自己的答案，在機器人大賽的創(chuàng)業(yè)論壇上，濟南翼菲自動化科技有限公司的創(chuàng)始人張賽給出了他的回答：Robot is an art。ART=AI + Robot + Turnkey solution，這是他作為工業(yè)機器人企業(yè)創(chuàng)始人所選擇的道路。

AI的三個層級

人工智能這一概念在1956年美國達(dá)特茅斯學(xué)院開會研討“如何用機器模擬人的智能”時，作為一門新興學(xué)科的名稱被麥卡錫等學(xué)者正式提出，經(jīng)歷了六十余年的發(fā)展，被分為三個發(fā)展階段：計算智能、感知智能和認(rèn)知智能。

計算智能是計算機快速計算和記憶存儲的能力，它以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以計算手段來建立功能上的聯(lián)系或模型，進而進行問題求解，以實現(xiàn)對智能的模擬和認(rèn)識。無論規(guī)則驅(qū)動或數(shù)據(jù)驅(qū)動，這類以深度學(xué)習(xí)為代表的大數(shù)據(jù)驅(qū)動的人工智能技術(shù)本質(zhì)上是源于計算能力，而這種計算能力正如摩爾定律揭示的那樣，呈指數(shù)爆炸般不斷增長，強大的計算智能成為了機器人技術(shù)的基礎(chǔ)。沒有足夠龐大的計算量，或者無法在方寸之間的芯片上完成一定量級的計算，算法、人工智能等也就無從談起。近十多年以來，大數(shù)據(jù)、大算力、大模型三者結(jié)合，極大地推動了計算智能的工業(yè)化應(yīng)用，人工智能在很多行業(yè)和領(lǐng)域都獲得了巨大成功，甚至達(dá)到了人類所不能及的水平。

感知智能是指通過各種各樣的新型傳感器獲得信息的能力，詳細(xì)來說就是將物理世界的信號通過攝像頭、麥克風(fēng)或者其他傳感器的硬件設(shè)備，借助語音識別、圖像識別等前沿技術(shù)，映射到數(shù)字世界，再將多元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，提升至可認(rèn)知的層次，機器由此具備了視覺、聽覺、觸覺等感知能力，并用人類熟悉的方式去溝通和互動。從各種溫度、速度、濕度這類大家熟悉的傳感器，到現(xiàn)在更新興的深度學(xué)習(xí)、立體視覺、光立體學(xué)等新型傳感器，感知智能早已被應(yīng)用在機器人行業(yè)的各個角落。

當(dāng)機器人有了計算智能，再擁有了向外界探尋的感知智能，加上近年來大數(shù)據(jù)、云計算、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)的蓬勃發(fā)展，人們便開始嘗試將算法技術(shù)應(yīng)用于認(rèn)知智能，從類腦的研究和認(rèn)知科學(xué)中汲取靈感，結(jié)合跨領(lǐng)域的知識圖譜、因果推理、持續(xù)學(xué)習(xí)等，在保持大數(shù)據(jù)智能優(yōu)勢的同時，賦予機器類似人類的常識、認(rèn)識能力、思維邏輯、規(guī)劃和表達(dá)能力等，特別是理解、歸納、推理和應(yīng)用知識的能力，讓機器人實現(xiàn)自主決策?？梢哉f認(rèn)知智能已經(jīng)是人工智能技術(shù)發(fā)展的高級階段。

張賽在探尋工業(yè)機器人的過程中，走的是一條將自主研發(fā)的控制器和算法深度融合的道路，從底層的控制器到上面搭載的軟件和控制算法都由自己的企業(yè)完成，如此就可以實現(xiàn)市面上的通用機器人無法完成的功能，還可以根據(jù)客戶的場景，定制化地為客戶開發(fā)軟件的工藝包。

作為機器人本體的Robot

中國的工業(yè)機器人本體發(fā)展非常迅速，從2013年到2019年基本上保持了年均40%的增長速度。2013年以來，中國始終保持著全球最大的工業(yè)機器人市場這一地位。IFR及行業(yè)媒體的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，2018年我國工業(yè)機器人銷量占全球總銷量的36%， 超過北美、日本、韓國占比之和，達(dá)到15.64萬臺，同比增速13.40%。然而，我國的工業(yè)自動化水平相較發(fā)達(dá)國家仍有很大差距，按照機器人使用密度（平均每萬名制造業(yè)工人所使用的工業(yè)機器人數(shù)量）為標(biāo)準(zhǔn)，中國的工業(yè)機器人密度目前為187臺/萬人，與發(fā)達(dá)國家相比還有非常大的差距，這意味著工業(yè)機器人市場前景非常廣闊。

并聯(lián)機器人是比較典型的工業(yè)機器人本體之一，也叫“蜘蛛手”，通常被倒掛在流水線上完成快速分揀、裝箱、搬運等工作，其最大的特點就是速度快，可以達(dá)到人工速度的1.5倍到2倍，能夠?qū)崿F(xiàn)對人工的完美替代，在3C、食品、物流分揀等輕工業(yè)領(lǐng)域被廣泛運用。賽特機器人是一種極坐標(biāo)型機器人，也已經(jīng)被大量應(yīng)用于實際中，擁有描繪復(fù)雜軌跡、曲線的能力，在每一條曲線上都能實現(xiàn)精度達(dá)0.02毫米的重復(fù)定位。六關(guān)節(jié)機器人的各個關(guān)節(jié)的運動都是轉(zhuǎn)動，與人的手臂類似。以日本的發(fā)那科（FANUC）、安川電機（Yaskawa）、瑞士的ABB和德國的庫卡（KUKA）為首的機器人四大家族主要生產(chǎn)大六合機器人，中國則以小六合為主。關(guān)節(jié)機器人已是當(dāng)今工業(yè)領(lǐng)域中最常見的工業(yè)機器人的形態(tài)之一，適合用于諸多工業(yè)領(lǐng)域的機械自動化作業(yè)。手術(shù)機器人通過主從式操作系統(tǒng)達(dá)到及時反饋和實時遙感的效果，實現(xiàn)了機器人控制方法的創(chuàng)新。

解決客戶問題的Turnkey solution

歸根結(jié)底，機器人本體本質(zhì)上是一個核心的生產(chǎn)工具，目的是實現(xiàn)各種各樣的功能。為此，張賽的企業(yè)開發(fā)生產(chǎn)了上百種抓手，用于抓取任何形態(tài)、任何包裝的物品，特種抓手、系列抓手等被廣泛應(yīng)用。這一切都基于Turnkey solution的理念，就是要把最終完整具體的解決方案交給客戶，而不單單只是提供機器人這個工具本身。

在東阿阿膠的車間里，左邊是漂亮干凈的巨大落地窗，里面則是四五十排機器人，它們排列得整整齊齊，正在進行包裝;和路雪的可愛多亦然，機器人取代了身穿保溫服的工人，在低溫環(huán)境中進行裝箱裝盒的工作;潤百顏、華熙生物的玻尿酸次拋原液被生產(chǎn)出來之后，通過機器人進行自動定位、抓取、裝盒、包裝;常見的感冒靈顆粒也是由機器人通過深度學(xué)習(xí)的分割算法，對包裝袋進行識別抓取，再進行拆單、分解、包裝;聯(lián)合利華、歐萊雅的洗發(fā)水由機器人在流水線上進行排列;濕紙巾的塑料蓋通過機器人進行粘貼;在順豐這樣的物流行業(yè)，機器人不光能把箱子分門別類地分揀開，還能避免丟件;在快速更新迭代的3C行業(yè)，生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要大量的機器人，比如手機玻璃的生產(chǎn)經(jīng)歷了40多道不同的工序，都需要通過這些機器人來進行自動抓取、放置、檢驗、打磨、鍍膜等。

上面提到的場景只是一部分，翼菲之所以能深入到各個行業(yè)，用機器人技術(shù)為不同行業(yè)定制個性化的方案，“正是因為它秉持著把機器人當(dāng)作一門藝術(shù)來做的思路，即要從底層開始做，要做機器人的本體，同時還要給客戶提供Turnkey solution，這樣才能夠得到客戶的信任，幫助客戶解決所有的問題?！睆堎愓f。

機器人是一門藝術(shù)，藝術(shù)以人為本、反映人性，人們根據(jù)自己的理解和想象在動漫、電影作品中塑造了各種機器人的模樣，而未來的機器人或許正如我們所想的那樣會越來越接近人，能夠像人類那樣運用邏輯。而到底這個機器人會像霸天虎和威震天那樣，天地不仁，以萬物為芻狗，還是會像擎天柱一樣，帶領(lǐng)人們披荊斬棘、乘風(fēng)破浪，尚未可知。但可以確定的是，科技大潮的到來不以人類的意志為轉(zhuǎn)移，我們要做的就是張開雙手去擁抱機器人，有效利用機器人讓我們的夢想觸手可及。