人工智能背景下工業(yè)機(jī)器人發(fā)展動(dòng)態(tài)

德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 任 斌

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)已進(jìn)入到人工智能時(shí)代，使得智能機(jī)器人在多個(gè)領(lǐng)域中得到應(yīng)用。特別是在工業(yè)領(lǐng)域之中，合理引入人工智能機(jī)器人不僅能夠優(yōu)化工業(yè)生產(chǎn)模式，還可以完成更高精度的生產(chǎn)任務(wù)，可以說人工智能背景下的工業(yè)機(jī)器人會(huì)成為工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)。因此，本文首先對(duì)工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成以及類型加以明確；其次，對(duì)人工智能背景下工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)研究展開分析；在此基礎(chǔ)上，提出人工智能背景下工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)。

在人工智能技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程中，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也得到了全面的優(yōu)化，而以大數(shù)據(jù)技術(shù)作為核心的工業(yè)機(jī)器人，在整體產(chǎn)品性能方面得到了完善。當(dāng)前的工業(yè)機(jī)器人在具體操作方面逐漸向著便捷化的方向發(fā)展，并且還保留著極高的精準(zhǔn)度，也正是由于這一特點(diǎn)，使其在不同領(lǐng)域中都得到了應(yīng)用。

1 工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成和類型

從工業(yè)機(jī)器人基本構(gòu)成的角度來看，工業(yè)機(jī)器人內(nèi)部可以劃分為三個(gè)主要系統(tǒng)，分別為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、本體以及控制系統(tǒng)。工業(yè)機(jī)器人最基本的功能就是對(duì)人類做出的種種行為進(jìn)行模仿，并且其還應(yīng)當(dāng)具備著較強(qiáng)的智能化標(biāo)準(zhǔn)，使得工業(yè)機(jī)器人能夠在實(shí)際操作中更好地發(fā)揮仿生學(xué)的特征，保證工作的的自由程度。在我國(guó)目前工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程中，大力應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人的主要原因就在于其單機(jī)價(jià)格相對(duì)較低，便于后續(xù)的維護(hù)和修理。

2 人工智能背景下工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)研究

2.1 將電機(jī)和高精度驅(qū)動(dòng)器作為核心

在對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行控制的過程中，電機(jī)和高精度驅(qū)動(dòng)器都能夠發(fā)揮出十分顯著的作用，其可以進(jìn)一步完善控制系統(tǒng)管理方式。同時(shí)，其中具備的快響應(yīng)伺服控制技術(shù)可以高效控制各種技術(shù)，簡(jiǎn)單來說，就是借助干擾觀測(cè)法來建立內(nèi)部預(yù)測(cè)模型，更好的發(fā)揮出閉環(huán)的優(yōu)化作用。由此可以看出，將高精度驅(qū)動(dòng)器或是電機(jī)作為工業(yè)機(jī)器人的核心，能夠全方位的控制工業(yè)機(jī)器人。

2.2 將高精度減速機(jī)作為核心

目前，工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵部位的構(gòu)成主要是高精度減速機(jī)，其中還涉及到了完全不同的技術(shù)形式。首先，在材料成型控制技術(shù)方面必須要進(jìn)行科學(xué)的選擇，特別是在減速機(jī)齒輪自設(shè)的耐磨性以及剛性發(fā)展方面更要保證其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，從根本上提升運(yùn)行精準(zhǔn)度；其次，要選擇好相應(yīng)的加工技術(shù)，在高精度減速機(jī)的實(shí)際應(yīng)用過程中，非標(biāo)特殊軸承也是其中的關(guān)鍵組成部分，具有十分顯著的結(jié)構(gòu)特殊性，這就需要利用高精度減速機(jī)來進(jìn)一步明確工作標(biāo)準(zhǔn)，保證非特殊軸承的穩(wěn)定性。

3 人工智能背景下工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的主要趨勢(shì)

3.1 提升工業(yè)機(jī)器人的穩(wěn)定性

在當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的背景下，越來越多類型的人工智能機(jī)器人在不同的行業(yè)中得到了較為廣泛的應(yīng)用，這也對(duì)各個(gè)工廠的發(fā)展水平提出了更高要求。目前不同種類的工業(yè)機(jī)器人，雖然在購買單價(jià)方面呈現(xiàn)出逐步降低的趨勢(shì)，但在整體性能以及工作穩(wěn)定性方面，都得到了十分顯著的提升。舉例說明，如圖1所示，工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械手就是通過模仿人類手臂性能的方式，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化搬運(yùn)和自動(dòng)化抓取等工作內(nèi)容。在現(xiàn)階段的發(fā)展中，全世界范圍內(nèi)的制造業(yè)及相關(guān)工業(yè)，其在具體的工作環(huán)節(jié)中都加大了對(duì)于工業(yè)機(jī)器人機(jī)械手的應(yīng)用力度，特別是在那些重復(fù)性相對(duì)較高的工作中，機(jī)械手更是能夠在相對(duì)有限的時(shí)間內(nèi)高效完成這些重復(fù)性工作，這也是工業(yè)機(jī)械手的優(yōu)勢(shì)所在。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能技術(shù)全面提升帶來的影響下，工業(yè)機(jī)器人內(nèi)部的故障診斷系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)也得到了較為顯著的提升，這也為工業(yè)機(jī)器人性能的提升奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

圖1 工業(yè)機(jī)械手的基本結(jié)構(gòu)

圖2 工業(yè)機(jī)器人的主要類型

3.2 工業(yè)機(jī)器人向著生物性以及仿生性方向發(fā)展

如圖2所示，工業(yè)機(jī)器人有多種類型。部分特殊的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境會(huì)對(duì)人類的身體健康帶來一些負(fù)面的影響，這也是人類無法在此類工業(yè)環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間工作的主要原因。舉例說明，在半導(dǎo)體工業(yè)當(dāng)中，其中關(guān)鍵的真空室內(nèi)傳輸工作環(huán)節(jié)是很難通過人力所完成的，這也進(jìn)一步體現(xiàn)出真空工業(yè)機(jī)器人在半導(dǎo)體工業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)階段中的作用所在。除此之外，各類水下工作過程中可能面臨的復(fù)雜環(huán)境，也可以通過工業(yè)機(jī)器人來進(jìn)行更好的解決。通過不斷的實(shí)踐和研究可以看出，蛇形仿生工業(yè)機(jī)器人在水下工作中能夠發(fā)揮出更好的作用，這也使得生物性以及仿生性必然會(huì)成為未來工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的關(guān)鍵內(nèi)容和必然趨勢(shì)之一。

3.3 工業(yè)機(jī)器人傳感器融合配置技術(shù)的優(yōu)化

在目前的人工智能背景下，智能化發(fā)展也成為了工業(yè)機(jī)器人未來的發(fā)展方向之一，而怎樣能夠讓工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展，也是我們當(dāng)前面臨的重要研究方向。通過學(xué)習(xí)世界發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)和國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)人員的創(chuàng)新探索，發(fā)現(xiàn)傳感器能夠在智能工業(yè)中起到重要作用。傳感器可以劃分為三維傳感器、視覺傳感器等，并且在智能工業(yè)機(jī)器人中，傳感器仍起到關(guān)鍵作用。在智能工業(yè)機(jī)器人不斷發(fā)展的進(jìn)程中，能夠遠(yuǎn)距離進(jìn)行遙控操作的機(jī)器人，已經(jīng)成為了傳感器配置技術(shù)發(fā)展中提升自身智能化水平的關(guān)鍵所在。因此，在實(shí)際發(fā)展進(jìn)程中，必須要提高對(duì)傳感器融合配置技術(shù)的重視程度，并展開功能更加完善的優(yōu)化改進(jìn)，從而促進(jìn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展。

3.4 有效改進(jìn)工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人最為關(guān)鍵的組成部分，其中涉及到的坐標(biāo)設(shè)置功能、記憶功能以及示教功能，都是工業(yè)機(jī)器人中的關(guān)鍵功能。在當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷完善優(yōu)化的背景下，工業(yè)機(jī)器人內(nèi)部的控制系統(tǒng)也得到了全方位的優(yōu)化發(fā)展。在經(jīng)過相應(yīng)研究后能夠看出，工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)中，具體包括了以下幾個(gè)環(huán)節(jié)，工業(yè)機(jī)器人內(nèi)部的控制器能夠?qū)⒃镜姆忾]式控制器轉(zhuǎn)變?yōu)殚_放式的控制器，簡(jiǎn)單來說，計(jì)算機(jī)對(duì)于工業(yè)機(jī)器人所進(jìn)行的控制也有著統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行限制。這種工作方式要求工業(yè)機(jī)器人的操作人員，只需要理解與機(jī)器人相關(guān)的理論知識(shí)就可以進(jìn)行實(shí)際操作，這也為工業(yè)機(jī)器人后續(xù)的維修管理提供了極大的便利，能夠更好的節(jié)約成本。

結(jié)論：在未來工業(yè)的發(fā)展進(jìn)程中，必須要重視人工智能技術(shù)對(duì)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的促進(jìn)作用，只有這樣才可以更好的對(duì)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行準(zhǔn)確的把握。同時(shí)，在實(shí)際工作中，還應(yīng)當(dāng)在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域中強(qiáng)化仿生學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，通過優(yōu)化系統(tǒng)功能的方式來實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人自身智能化水平的提升，從根本上提升行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化水平，進(jìn)一步發(fā)揮工業(yè)機(jī)器人自身所具備的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提升我國(guó)工業(yè)發(fā)展質(zhì)量。