機器人是“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，其研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標志。近日，聚焦“機器人與智能制造”話題，近百位領(lǐng)域內(nèi)專家、學(xué)者在省自然基金委主辦的第三期燕趙科學(xué)論壇上，分享了機器人技術(shù)研究的最新進展。
“擁抱觸手可及的機器人時代”成為本次論壇主題，這傳遞出專家學(xué)者對機器人技術(shù)將獲得更廣泛應(yīng)用的強烈信心。作為世界第一大工業(yè)機器人消費市場，以及第一大服務(wù)機器人潛在市場，我國機器人技術(shù)創(chuàng)新呈現(xiàn)哪些趨勢、特點?下一代機器人技術(shù)發(fā)展風(fēng)口在何方?燕趙科學(xué)論壇上，專家學(xué)者們展示的新成果、發(fā)表的新觀點，從不同側(cè)面勾畫出中國機器人技術(shù)發(fā)展的未來。
1、機器人應(yīng)用場景不斷豐富
與人們所理解的模糊的“機器人”概念不同，行業(yè)內(nèi)一般將機器人分為工業(yè)機器人、服務(wù)機器人、特種機器人三類。其中，工業(yè)機器人主要從事焊接、搬運、碼垛、包裝等，服務(wù)機器人則在教育、醫(yī)療、物流等領(lǐng)域提供服務(wù)，特種機器人的優(yōu)勢是能在應(yīng)急救援等高危環(huán)境下工作。
論壇期間，由河北工業(yè)大學(xué)張明路教授帶領(lǐng)的“極限環(huán)境服役機器人關(guān)鍵技術(shù)團隊”，向參會的同行業(yè)專家、學(xué)者展示了其最新研究成果——
一個機器人牢牢吸附在石化儲罐的弧形曲面外壁上，前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)，動作十分靈活。隨后，機器人高舉機械臂，噴射出高壓水流，把儲罐上一塊銹蝕的壁面清理得干干凈凈。
隨著我國大型船舶不斷增多、石化儲罐的大量建設(shè)，船舶、儲罐的除銹、噴漆、檢測等維護施工作業(yè)，對人身安全、低成本高效率的要求日趨嚴苛。以往，庫卡機器人，國內(nèi)在該領(lǐng)域內(nèi)的立面維護作業(yè)均是采用人工搭建腳手架的方式進行，不僅效率低、成本高，且對人體健康損害極大。
“經(jīng)過近兩年的技術(shù)攻關(guān)，我們針對遠洋船舶、化工儲罐、風(fēng)電塔筒等大型曲面外壁的防腐檢測作業(yè)需求，通過搭載不同類型機械臂或作業(yè)模塊，已成功研發(fā)出系列除銹機器人、噴漆機器人及相關(guān)配套裝備，庫卡機器人驅(qū)動器維修，實現(xiàn)了對各類工作表面的自動化除銹、檢測、噴漆等作業(yè)，不僅填補了國內(nèi)防腐作業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用機器人的空白，技術(shù)也已達到國際先進水平。”張明路說。
比如除銹機器人，使用大功率高壓水噴頭，可大面積快速清除儲罐銹蝕的表面，每小時清除30至35平方米，是人工工作效率的8倍到10倍;相比人工作業(yè)每小時噴涂面積僅400平方米，噴漆機器人每小時噴涂面積可達1000平方米，且定位精準、漆膜厚度均勻、噴涂質(zhì)量高;而檢測機器人就像“質(zhì)檢員”，可攜帶漆膜厚度與鋼板厚度檢測儀器，工業(yè)機器人維修，檢測儲罐鋼板厚度，保障施工質(zhì)量。
此外，防腐作業(yè)機器人還具有磁力調(diào)節(jié)、變曲率壁面自適應(yīng)、安全防爆和先進控制等核心技術(shù)。有了這些特種機器人，工作人員只需在電腦屏幕前遠程操作即可掌控現(xiàn)場情況，安全、環(huán)保又高效。
近年來，我國特種機器人發(fā)展快速，前不久，中國電子學(xué)會就發(fā)布《2018中國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》稱，當(dāng)前特種機器人已經(jīng)能夠完成定位、導(dǎo)航、避障、跟蹤、場景感知識別、行為預(yù)測等任務(wù)。
但讓老百姓感受更深的，則是身邊各類服務(wù)機器人的“忙碌身影”。掃地機器人、早教機器人、跳舞機器人、康復(fù)機器人……雖然“長相”各異，但借助語音理解、視覺識別等人工智能技術(shù)的嵌入，它們正變得越來越“聰明”，應(yīng)用場景也越來越多元，已經(jīng)成為現(xiàn)代人居家生活的“好玩伴”“好幫手”。
工業(yè)機器人仍是市場的“主角”。據(jù)《2018中國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》提供的數(shù)據(jù)顯示，2018年全球機器人市場規(guī)模將達298.2億美元，其中，工業(yè)機器人占比將近六成。專家表示，汽車制造、金屬制品加工和電子是工業(yè)機器人傳統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，近年來隨著工業(yè)機器人技術(shù)和工藝日趨成熟，其應(yīng)用正逐漸向家具家電、五金衛(wèi)浴、食品飲料等領(lǐng)域延伸。
2、機器人“智商”不斷提高
“機器人技術(shù)涉及工程材料、機械控制、傳感器、自動化、計算機、生命科學(xué)等各個方面。當(dāng)前，機器人基礎(chǔ)與前沿技術(shù)正在迅猛發(fā)展，相關(guān)學(xué)科在相互交流中加速融合。”哈爾濱工業(yè)大學(xué)機器人研究所所長趙杰說。
領(lǐng)域內(nèi)眾多專家認為，未來關(guān)于機器人技術(shù)的創(chuàng)新趨勢，將主要圍繞人機協(xié)作、人工智能和仿生結(jié)構(gòu)三個方面展開。
新松機器人自動化股份有限公司是國內(nèi)機器人產(chǎn)業(yè)的著名公司，前不久，它推出的7自由度協(xié)作機器人受到關(guān)注。它具備更小、更輕、更靈活的構(gòu)造，同時兼有牽引示教、視覺引導(dǎo)、碰撞檢測等功能，讓機器人在布局緊湊、精度要求高的生產(chǎn)線中工作成為可能。