中國這幾年的機器人發展取得了很大的進展,但未來的發展可能還要去挖掘怎么去創新。蘇州大學機電工程學院院長孫立寧教授,他在第九屆中國國際機器人高峰論壇帶來的報告是“多學科融合助力機器人技術創新與發展”從機器人和科學研究的角度帶來了他的思考。
他提出,智能制造的體系下,實際上機器人的發展是智能制造裝備的一個重要的單元,但實際上智能裝備加上智能產品就描繪了未來的智慧生產和智能制造,庫卡機器人,生產和生活方式會發生很大的變化,也能進而產生技術創新、產品創新。
機器人也跟5G、互聯網、人工智能的關系又非常密切,他認為,從智能制造的角度,一定不能拋開其他學科的發展,多學科交叉是機器人研發和創新的一個重要的思路。同時他舉例道,智能化的發展主要是在傳感器工業機器人的發展,在商超和在車間里面的應用操作,再就是人機協作這一點大家得到了認證,最終機器人的目標是追求網絡化,因此他提出,工業機器人的智能化,因此無論在部件、本體和應用以及在相關的技術上,其實都還有進一步的研究價值。
從機器人基礎研究方面,例如如何達到高速、高精、重載的性能,他指出,目前我們的設計還沒有過關,設計學在其中也能起到至關重要的作用。同時,KUKA機器人維修,材料的發展也會促進核心零部件發展、本體技術能夠更輕量化、更高性能。
從機器人發展的角度,機器人發展越來越向3C領域代替人工,他舉了一個例子:比如說我們在做香腸包裝分撿上,沒有任何技術含量有人就可以,但是人不夠了怎么辦?因此想到了機器人,想到了一個很好的配置,用并聯,并聯的好處就是速度快,但是載荷小,正好適合抓這種東西。它由于又是動態環境不規則的,于是那肯定想到了視覺,視覺要快、要準,所以對視覺的閉環系統。而這樣的應用場景在未來的3C領域,像電器零部件、牙膏牙刷以及其他的藥品方面會得到很好的應用,這是工業機器人在交叉拓展應用上的小案例。
孫立寧教授提到,在汽車領域實際上還有很多的環節并沒有完全自動化。目前在包括電焊、噴漆方面的應用,在車門的安裝裝配和噴漆檢測等。而智能制造的概念就是在生產的過程當中,對加工本身的裝備以及加工質量進行檢測,這樣形成了一個閉環系統,過去更多的是開環系統。
他又舉例道多機器人的概念,像車門的安裝一般來說是人進行的,但因為車門很大,人安裝尺寸精度很差,而且剛度很弱,但又很難用單一機器來裝,于是為了保證機器人的坐標跟車的坐標以及跟部件形狀的關系,從配置上形成了三層機構,在天棚上、地面、底下都有機器人,進行立體的作業。
其次,他補充,在學科交叉下,機器人單一工藝上變為多工藝。過去流水的時候把工藝分開,現在在一個工作站里面有可以做很多相關的工作,包括搬運以外,機器人可以實現到車里面去進行鉚接或者是加工。在焊接的動作,人也可以進行協同,在加工的過程當中,機器人把車門通過一個現場檢測得到了車門的精準坐標,這是個非常重要的技術,也是多學科交融發展帶來的成果。
目前服務機器人逐漸加入家庭領域、進入人的領域,多個行業隨之會得到改變和發展。孫立寧教授提到,目前實現家庭的生活包括孩子的教育,以掃地機器人為代表的家政,包括我們國家老年化的出現,老年人的洗澡,包括大小便和家庭的陪護方面很有需求,像教育、康復、老年陪伴、家庭保姆這些方面,多個行業的機器人應用都有很好的產業價值。包括健康,人做的所有一切事情都是為了生活,健康也是很重要的,當前技術的發展跟過去的模式不一樣的,當前健康的模式也向智能化、網絡化、精準個性化發展。
因此從裝備來看,人的檢測永遠是第一位的,第二是微創手術達芬奇,第三個是遠程醫療,第四個是移動醫療,各種發展使人帶動了便攜的系統。最后一個發展是康復,人的視網膜、牙齒等等都是造出來的,然后機器人跟生命體結合,使人類健康,包括我們國家有殘疾人、老年人,助老助殘就發展起來了,這些就是交叉學科促進行業的一部分代表。
在醫療板塊他提出了賣了4千多套一套2千多萬,但仍因為醫療水平能因此提升而供不應求的達芬奇的例子。他進一步指出,從服務業態來看,現在中國的家政很復雜,高端機器人不可能達到便宜,但是服務又要求像智能一樣,所以未來服務得像博士一樣聰明,像家電一樣便宜,怎么便宜?
孫立寧教授認為互聯網對于未來的服務界,使得智能化、低成本找到了很好的空間。而他也提到,目前人工智能非常火熱,但是它很重要的載體是機器人,也讓機器人能夠在工業和各種場景下更加智能,在非常多的場景下,機器人和傳統行業都是相互交融和融合促進的。
他提到上個月在蘇州做了一個大事,他們團隊、還有北京的劉教授在聯通總部,實現了第一個5G環境下的多點、多器官手術。北京一個專家、蘇州一個專家,同時控制機器人,然后對兩頭豬進行手術,過去手術只敢動一個器官,這次兩個器官,一個心臟,一個是肝臟,再次拉動了在5G環境下對于高端醫用裝備的可行性,也得到了社會各界的認可。他指出,其意義在于將來醫生包括北京的專家可以同時控制好幾臺機器人,同時很多醫生可以操作一個機器人,這種遠程醫療技術解決了高端醫生的資源。
談到學術的問題,孫教授提到生命科學技術和納米結合具有非同一般的重要性,表現在通過生物學的原理來發展機器人,例如目前的機器人大狗也離不開這種生命科學的原理。同時他指出,自然界給了我們很多的啟迪,機器人大狗就來自于機構仿生和功能仿生,他認為,或許未來也能夠利用生物學的原理,在感知方面進行創新。
他又提到了雙輪機器人,認為這也是人工智能、機械技術等高度融合。“人工智能技術能夠對機器人技術產生很重要的結果。這些技術不一定要到我們的家庭里去,這些技術能夠對未來裝備提升有很大的作用。”他這樣闡述了其重要性。