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機器人的未來

來源: 人氣: 發表時間:2020-11-21 10:13:02
機器人的未來發展
大熱點領域
一是工業機器人。高附加值的加工裝備、物流倉儲搬運等領域機器人有望迎來大發展,其趨勢是標準化、模塊化、系統化、開放化,并且更加重視相關新材料、智能化示教、應用設計、成套應用工藝等關鍵技術。
二是社交機器人與服務平臺。包括公共服務接待平臺、家庭服務機器人等。“目前,首先關心的是挖掘家庭剛性需求,其次關心是否存在相對集中的通用軟硬件平臺和標準化體系,另外如何利用互聯網、大數據及人工智能技術,使服務機器人方便地應用也是關注焦點。”王田苗分析說。
三是醫用機器人服務,包括預測、遠程、康復等幾個方向。隨著遠程醫療、微創外科及3D打印技術的應用,手術機器人的需求會越來越多,同時中國殘障人數眾多,未來國產康復機器人產業將大有作為。
四是智能交通系統。無人駕駛汽車、無人機系統將走進人們的生活,為人們出行、物流投送等提供便利,這也將是未來汽車巨頭們與物流商爭奪的主要市場。
改變未來
首屆北京市大學生機器人大賽在北京信息科技大學舉行。主持開幕儀式的是一位身形苗條的“女士”,這位“女士”其實是北京信息科技大學的學生設計的機器人,名叫莉莉。她能夠與人進行日常對話交流。
在隨后舉行的比賽中,17所高校99支代表隊的300余名選手帶著他們的機器人得意之作登臺亮相,參與16個項目的角逐。這些機器人,或在音樂聲中能翩翩起舞,或在綠茵場上馳騁,甚至可以插上翅膀,翱翔于天際。正如一名北京工業大學選手在比賽中喊出的口號,“翻滾吧,機器人;翻滾吧,我們的未來。”將來,機器人將成為我們生產、生活中不可或缺的伙伴。
足球機器人
18米長,12米寬的綠茵場,白線劃出中圈、禁區。比賽信號響起,“隊員”進入場地,開球,突破,傳中配合,射門,踢得有模有樣。與普通足球賽不同,這里的“隊員”都是機器人。
記者在場邊注意到,這些足球機器人每個重40公斤,靠兩個吸球器控球運動。裝在底部的四向輪,根據控制核心計算出的軌跡自主移動。獲得進球良機時,機器人帶球進入禁區,射門裝置接收到指令,將球猛烈擊出。
在場邊指揮比賽的北京信息科技大學隊隊長黃斌告訴記者,機器人足球隊的配合比人類球隊默契得多,它們在傳球前,可通過無線電準確地將球的軌跡、力度等信息傳給下一個“球員”,“球員”還能通過全景攝像頭捕捉影像,計算球運動的軌跡,自主跑位接球。機器人球隊的戰術、站位等程序都事先“植入”了機器人球員“大腦”。
與正常足球賽一樣,機器人足球賽也有中場休息時間,此時,作為這些機器人的“教練”和“隊醫”,他們需要趕緊對剛剛經歷過激烈對抗的機器人進行應急維護,以及布置下半場的戰術——必要時進行一些戰術程序的修改,“一旦它們重新上場,那又是它們自己來研判賽場情況,組織進攻與防守了,這跟真實的足球賽一模一樣。”黃斌說。終,北京信息科技大學的足球機器人在決賽中3比0獲勝,奪得。
黃斌2008年考入北京信息科技大學,之后就迷上了足球機器人,“我自己就非常喜歡踢球,后來發現能把自己的一些對足球的想法付諸機器人身上實踐,感覺十分美妙。”黃斌說,迷上了足球機器人后,他和同伴們幾乎將所有的課余時間都花在了組裝機器人,編寫程序上面,“程序非常大,一整場比賽的程序編寫至少需要半年,每次優化動輒耗時一星期。”辛勤的付出帶來了豐碩的回報,黃斌和他的隊員在2010年、2011年連續兩年的機器人足球世界杯中擊敗來自世界各國的強隊,奪得,“誰說中國足球不行,咱的機器人就能拿世界杯。”
蚯蚓機器人:
面對地震廢墟,人員被埋。生命探測儀發現幸存者,但又無法準確定位以便搜救,怎么辦?北京信息科技大學學生趙旭設計的具有完全自主知識產權的“搜救機器人”,將有效解決這一問題。
這臺機器人外觀如同蚯蚓一般,“皮膚”上分布著各種感應原件,可以變形進入各種狹小的空間。機器人裝有帶燈光的攝像頭,在位置不明的地區,他能夠通過攝像頭獲取的畫面迅速建立位置地圖,并實現畫面數據傳輸與自主導航。此外,機器人的“身體”內將裝備超聲波、溫濕度、有害氣體感應器等設備,還能感知生命體征。
“蚯蚓”機器人的大的特點就是進入搜救現場后,即使遭遇突發狀況被攔腰斬斷,它仍能“頑強”前進或者退出,順利完成任務。“我們從蚯蚓身上找到了靈感,把機器人分成三部分,每個部分都裝有傳感器、驅動系統等,這樣在地震、礦難等惡劣條件下,即使機器人一部分被外力破壞,剩余的部分仍可以繼續執行任務。”趙旭一邊介紹,一邊用手做了個蠕動的動作。
據介紹,這個“蚯蚓”搜救機器人未來將十分小巧,它隨時出沒在災難救援、管道檢測、水質監測、衛生防疫等重要現場,服務于災害救援以及公共安全。J067 胡鐵湘 攝J125
旋翼機器人:航拍可監控交通流量
就在“莉莉”主持首屆北京市大學生機器人大賽開幕式時,一架六旋翼飛行器騰空而起,飛至開幕儀式現場上空。飛行器搭載的攝像機啟動,拍攝開幕式的盛況。畫面可以實時傳回至地面的接收裝置。“這是具有飛行功能的攝像機器人。”北京信息科技大學社團理事會會長唐榮寬自豪地說。
記者在現場看到,這架會飛的機器人共有6組直徑約30厘米的水平螺旋槳,底部有兩個拱形的支架,上面裝有可俯仰的攝像云臺。控制部件四周,均勻地伸出了6個碳纖維臂桿,用來控制那6組配有無刷電機帶動的螺旋槳。
唐榮寬介紹,這臺機器人造價達6.5萬元,2分鐘即可升空至300米的高度,并滯空10至15分鐘。機器人可攜帶2.5公斤的攝影器材,拍攝的畫面通過無線傳輸回地面。除了使用遙控器操作,飛行機器人還可以通過GPS導航,自主飛行到目標區域完成拍攝任務。據了解,機器人的控制軟件均為在校大學生編寫。而為了保持拍攝畫面的穩定,唐榮寬和同伴們還給飛行器安裝了減震云臺,并且在結構平衡上也進行了減震處理,“六個旋翼同時轉動,可以保證飛行器水平飛行,同時加上減震云臺的作用,四級風干擾下,飛行機器人可以正常開展工作。”唐榮寬說。
北京大學智能科學系的研究者曉宇表示,這樣的旋翼機器人飛行器今后在道路交通流量、賽事活動等方面的監控中發揮重要作用。相比固定翼飛機或者直升機,它占用的人力、物力成本更少;飛行高度更低,噪音更小,拍攝得到的畫面、聲音質量就更高,“尤其是現在北京經常遭遇道路擁堵,旋翼機器人飛行器加裝軟件后,可以快速分析路況,給周邊駕車者提供即時的繞行指南。”
專家
羅慶生北京理工大學教授
國內機器人研究領域專家
發展機器人需要寬口徑人才
這屆機器人大賽的規格水平比較高,學生們通過程序編程,使得機器人達到了比較高的運行水平。尤其是在創意機器人大賽中,涌現出許多有創意的作品,如北京理工大學的“管道”機器人、“千足蟲”等。
這些年我國機器人研制水平快速發展,主要就得益于大學里培養了大量機器人研究人才。工業的發展關鍵還是靠人才。人才上去了,機器人水平才能上去。高校應該大力開展課外創新,讓學生把所學知識有機串聯投入實際應用。這對學生的創新意識的形成,以及成長成才都有幫助。
另外,這屆大賽也暴露出部分學生的知識面比較局限,對于機器人涉及到的各種生物學、力學、電學等多個學科的融會貫通能力較弱。我想這也應該引起高校的重視,在招生、培養人才時應該拓寬口徑,專業培養更加靈活。我國發展機器人,需要寬口徑知識背景、強能力、高素質的人才。
日本機器人
美國戰斗機器狗BIGDOG
名古屋市商業設計研究所推出了新款機器人“網絡兔子”。它的兩只耳朵可以變換許多姿態,會根據人的聲音作出反應。“網絡兔子”通過無線通信與家里的電腦相連,如果有電子郵件它會朗讀給人聽,也可以播放網絡電臺的節目。有趣的是不同的“網絡兔子”還能夠“結婚”、“分手”,通過網絡連接讓其中一個“網絡兔子”的雙耳做出一個動作,它遠方的“伴侶”也會接著做出同樣的動作。
三菱重工業公司的保姆機器人“若丸”連續幾年都是各種機器人展上的明星,在本次展會上它依然吸引著眾人的目光。“若丸”能在早晨來到主人床邊,報告當天的天氣或新聞頭條。它還能記住主人的生日,或是提醒主人的結婚紀念日。
日本產業技術綜合研究所制造的用于陪伴老人和小孩的機器人“Paro”、本田公司的“阿西莫”雙足步行機器人也繼續受到關注。
阿西莫說,本田公司開發的雙腳步行機器人,于2000年11月在橫濱國際和平會議中心舉行的機器人展示會上亮相。2006年12月,本田公司曾改進過“阿西莫”的性能,增加了它的關節和馬達,使其可以以每小時6公里的速度小跑,而且將其身高也由初的1.2米提高到1.3米。
美國戰斗機械狗研制成功
網上引發轟動美國官方公布了一段關于軍用機械狗的錄像,視頻中機械狗展示了它驚人的活動能力和適應性,一舉在互聯網上造成轟動。研發公司稱經過測試,這個機械狗能在戰場上為士兵運送彈藥、食物和其他物品。

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