隨著5G的正式商用，技術高速率、低延遲、高容量的特點使其在數據收集、存儲、處理中擁有突出優(yōu)勢，5G技術突破了傳統(tǒng)通信技術人與人之間點對點的通信模式，大量物聯(lián)網設備和工業(yè)設備成為新的聯(lián)網終端，成為首個為各類傳感器、機器人、自動駕駛車輛、虛擬現實等智能設備服務的網絡，包括從零售到教育，從交通運輸到遠程醫(yī)療，從基礎設施到工業(yè)制造……它正在重新定義信息技術相關行業(yè)，產業(yè)互聯(lián)網新生態(tài)正在加速形成。
5G助推機器人行業(yè)加速
5G技術與網絡正在引發(fā)新的技術革命，它與人工智能、云計算、物聯(lián)網將會構成新的基礎設施，用于收集和處理海量連接產生的龐大數據資源。在網絡基礎設施構建了強有力的平臺之后，將會產生新的海量數據，通過強大的網絡基建，更多的環(huán)境數據、政府及企業(yè)的運營管理數據、個人及家庭活動數據將得以發(fā)掘和輸入，為大數據的發(fā)展提供豐富原料，而在過程中，自動化環(huán)節(jié)及程序將被大量應用，依托于5G技術的探索與應用，機器人正在成為最先爆發(fā)的行業(yè)之一。
機器人是20世紀自動控制領域最顯著的成就之一。目前，全世界有近千萬臺機器人在不斷運行，且每年機器人的銷售仍然保持20%以上的增長率。隨著機器人應用領域和需求范圍的不斷擴大，機器人已從傳統(tǒng)的制造業(yè)進入人類的工作和生活領域，并在結構和形態(tài)的發(fā)展中呈現多樣化，機器人系統(tǒng)逐步向具有更高智能和更密切與人類社會融洽的方向發(fā)展。
智能機器人的出現意味著機器人在人機互動方式的改善、數據獲取與處理能力兩大技術中的突破，而5G技術、大數據與互聯(lián)網、智能材料、仿生、微納、3D 打印、柔性多體動力學、傳感與控制技術等的快速發(fā)展，將進一步加速以合作、融合為特征的新一代智能機器人的發(fā)展。
目前，全球整體機器人市場規(guī)模不斷擴大，業(yè)內人士預測，2025 年機器人市場規(guī)模將達到670億美元。其中，商業(yè)市場增長幅度22.8%，消費市場的增長幅度23%，同時當前的全球機器人市場也正在經歷發(fā)展方向的轉移，由當前以工業(yè)機器人為主逐漸轉向以服務機器人為主。
與此同時，中國是全球機器人需求量、使用量最大的國家，到2020年，中國是機器人數量預計將增長到95萬臺，超過歐洲的61萬臺。同時在智能機器人的技術發(fā)展方面，目前我國機器人的研究有的方面已達到世界先進水平，但與先進的國家相比總體上仍有差距。其中，機器人與人工智能的發(fā)展休戚與共，如：機器翻譯、智能控制、專家系統(tǒng)及語言和圖像理解不僅是人工智能需要研究的重點，同時也是智能機器人得以實現的前提。人工智能將人的智能賦予給其他工具，而機器人則為這樣的智能化提供了容器與載體。
這些技術包括：
l 感知與學習（ Perception and Learning）“感知”是對周圍動態(tài)環(huán)境的意識，機器人的感知通常需要借助各種傳感器的幫助來代替人類的感覺，如視覺、觸覺、聽覺以及動感等。感知技術與智能機器人的地圖構建、運動等功能實現都息息相關，通過感知技術最終達到機器人能夠與人類友好共存?！皩W習”行為則是從感知向認知的跨越，機器人的學習將允許機器人通過學習算法獲取新技能或適應其環(huán)境的技術，包括運動技能、交互技能以及語言技能等；
l 規(guī)劃與決策（ Planning and Decision）這兩項要素是決定機器人在無人操控的狀態(tài)下通過算法得出滿足特定約束條件的最優(yōu)決策能否成功的關鍵。最常見于無人駕駛汽車的導航、自主飛行器或航海探測器的線路規(guī)劃等問題，同時，還可以應用在人形機器人、移動操作平臺甚至多機器人系統(tǒng)等處，在數字動畫角色模擬、人工智能電子游戲、建筑設計、機器人手術以及生物分子研究中都能夠發(fā)揮作用。目前，實現規(guī)劃與決策主要依靠應用算法，理論包括人工勢場法等；
l 動力學與控制（ Dynamics and Control）機器人動力學是對機器人結構的力和運動之間關系與平衡進行的研究，主要通過分析機器人的動力學特性來建造模型、研究算法以決定機器人處理對物體的動態(tài)響應方式。而機器人控制技術，指的是為使機器人完成各種任務和動作所執(zhí)行的各種控制手段，既包括各種硬件系統(tǒng)，又包括各種軟件系統(tǒng)。隨著計算機運算能力大大提高且成本不斷下降，計算機實時控制方案/控制系統(tǒng)的設計已越來越重要，并成為提高機器人性能的關鍵因素；
l 人機交互（ Interaction ）人機交互是開發(fā)合適的算法并指導機器人設計，以使人與機器人之間更自然、高效地共處。隨著高速處理芯片、多媒體技術及互聯(lián)網的飛速發(fā)展與普及，這一技術關注的重點也由計算機的反饋轉向以人為中心。經過基本交互、圖形式交互、語音式交互和感應式交互（體感交互）4個階段，未來，交互方式將成為先前各種技術的結合，包括即時動態(tài)捕捉、圖像識別、語音識別、VR等技術，最終衍生出多樣化的交互形式，而機器人有望在未來成為體感交互的載體。
機器人的應用落地
近年來，機器人行業(yè)發(fā)展迅速并已廣泛應用于各個領域尤其是工業(yè)領域，據IFR（國際機器人聯(lián)合會）的數據及預測，全球范圍內工業(yè)機器人在未來3年將持續(xù)保持15%以上的增長，而中國的增速相對更高，平均增速在20-25%之間。
以物流機器人為例，作為工業(yè)機器人的一個應用細分，這類機器人主要應用于流通環(huán)節(jié)，從電商發(fā)展之前的基本空白，至如今主流電商倉庫基本實現半自動化乃至全自動化，數十年間物流機器人支持的自動化系統(tǒng)也正從電商向非電商領域延伸。如，在倉庫作業(yè)場景中， AGV（自動引導運輸車）是認知度最高、最為常見的倉庫內機器人，各類基于AGV小車的衍生產品：叉車AGV、搬運AGV、托盤AGV、翻蓋AGV（分揀AGV）等，承包了倉庫內與物品移動相關的各類作業(yè)場景。除了AGV，還有基于高密存儲貨架的穿梭車、各類協(xié)作機器人、并聯(lián)機器人，也在不同的場景發(fā)揮著重要作用……程序化、智能化的機器人系統(tǒng)為物流作業(yè)帶來了顯著的效益提升。
除了工業(yè)領域，智能機器人在其他領域的存在感同樣強烈。
在無人駕駛領域，無人駕駛汽車利用車載傳感器來感知車輛周圍環(huán)境，并根據感知所獲得的道路、車輛位置和障礙物信息，控制車輛的轉向和速度，從而使車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛，是集自動控制、體系結構、人工智能、視覺計算等眾多技術于一體。
在室內服務領域，人類服務的特種機器人能夠代替人完成家庭服務工作，包括行進裝置、感知裝置、接收裝置、發(fā)送裝置、控制裝置、執(zhí)行裝置、存儲裝置、交互裝置等，這些感知裝置將在家庭居住環(huán)境內感知到的信息傳送給控制裝置，控制裝置指令執(zhí)行裝置做出響應，并進行防盜監(jiān)測、安全檢查、清潔衛(wèi)生、物品搬運、家電控制、家庭娛樂、病況監(jiān)視、兒童教育、報時催醒及家用統(tǒng)計等工作。IFR的統(tǒng)計表明，2020年這一市場將快速增長至69億美元，2016-2020年的平均增速高達 27.9%
另外，在一些極端環(huán)境中，機器人可以代替人類在極端環(huán)境中工作，比如極寒環(huán)境、深海環(huán)境、核污染地域、極端天氣等。探測機器人要能保證探測的范圍足夠廣，對復雜的外形環(huán)境要有很好的適應性和通過性，具有穩(wěn)定高速高效的行駛能力，并有一定的避障能力、爬坡越障能力和耐磨損能力等。有觀點表面，人工智能機器人可能是未來太空探索的引領者。
機器人未來的發(fā)展有趨勢顯現：軟硬融合、虛實融合和人機融合。軟硬融合是指機器人軟件比硬件更為重要，因為人工智能技術體現在軟件上，數字化車間的軌跡規(guī)劃、車間布局及自動化上料等都需要軟硬件相結合。虛實融合是指通過大量仿真、虛擬現實，能夠把虛擬現實與車間的實際加工過程有機結合起來。人機融合是指人、機器和機器人這三者的有機融合。
在這過程中，機器人與5G等新一代通信技術的協(xié)同發(fā)展已經成為重中之重。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
