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機器人并非無所不能 專家:要通過技術迭代讓它更聰明

時間:2021-09-13

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導語:在2021世界機器人大會展館中,記者看到一個協作機器人在展臺演示著草莓采摘的過程。據介紹,新西蘭已經有這樣的協作機器人“走進”果園,幫助果農采摘獼猴桃。

       在2021世界機器人大會展館中,記者看到一個協作機器人在展臺演示著草莓采摘的過程。據介紹,新西蘭已經有這樣的協作機器人“走進”果園,幫助果農采摘獼猴桃。

  那么,相比于展館中草莓模型的硬度、大小和位置較為固定,在真實的果園場景中,面對形狀、大小、生熟程度均不盡相同的獼猴桃,機器人是如何判斷哪些可以摘、哪些還不能摘;哪些需要輕拿輕放、哪些需要“用力”摘下?

  據展臺工作人員介紹,這是因為讓協作機器人搭載了工業相機,從而判斷果實的大小、形狀、成熟程度等,通過算法優化實現自動化的采摘。

  實際上,隨著機器人技術的迭代,機器人不再只是工廠里的“龐然大物”,而是逐漸成為人們身邊的“靈活助手”。展館內還有不少同類機器人,或單臂操作、或雙臂協同,順利地進行著抓取雞蛋、分揀快遞、遞送水瓶、咖啡拉花、寫“?!弊帧浾吡私獾?,這些機器人目前的“本職工作”多為汽車、3C等領域的生產制造,從類別上都屬于協作機器人,由傳統工業機器人迭代而來。

  何為協作機器人?湖南瑞森可機器人科技有限公司副總裁楊帥在接受央廣網記者采訪時指出,“在學術研究層面,能夠與人協作、與環境交互的機器人叫作共融機器人,在產業應用中被稱為協作機器人,其實都是強調機器人的交互能力?!?/p>

  清華大學計算機科學與技術系教授孫富春也對央廣網記者表示,“人和機器共融,就像兩個人之間的協作,如果兩個人想法、思路不統一,都很難合作。而機器和人之間的協同,則需要在人和機器在感知和通信方面進行協調,這就需要通過AI算法來完成?!?/p>

  “比如,戴假肢的人希望假肢真正成為其身體不可或缺的一部分,要能感受到假肢的觸覺,可以通過神經接口實現。即通過人體神經和假肢機電信號連接起來,在神經解碼后,把大腦指令傳輸給機械假肢,假肢感應后也將觸覺信號通過神經接口傳回大腦?!睂O富春告訴記者,另一方法是跨模態觸發,也就是讓機器人基于對大量物體的形態、觸覺等進行特征交叉學習,在其“大腦”中建立聯系。

  “比如我們聞到紅燒肉的香味就會想到紅燒肉,那是因為我們曾經吃過紅燒肉,對紅燒肉的形狀、味道等有過認知基礎?!睂O富春表示,對于機器人來說,也需要通過算法學習變得“更聰明”。

  據了解,孫富春教授團隊研制的咽拭子采集機器人、五指靈巧手、病房巡檢機器人、移動雙臂機器人等參加了此次展覽。其中,咽拭子自主采集機器人系統采用力反饋及柔順控制策略,保證采集動作的安全性;結合深度神經網絡設計了咽部區域識別算法及運動路徑自主規劃算法,讓采集更加準確;整機采集時間低于1分鐘每人,完成2-3個護士的工作量,采樣高效且有效性超過94%。同時,該系統中咽拭子自動裝卸,智能語音提示、系統錯誤報警等功能讓使用更加便捷;全新咬口器設計,擬人化動作擦拭,保證采集動作的可靠性。據悉,目前該系統已經在蘇州方艙醫院、南通疾控中心等多地進行了實際測試。

  為什么說協作機器人是工業機器人的迭代升級?楊帥告訴記者,傳統的工業機器人往往被安裝在防護圍欄里工作,不能與人直接接觸,且需要專業人員對其進行編程,一般人無法操作和使用。因此,要讓機器人對人類所處的環境能夠“隨機應變”,從而更好地輔助人類,就需要機器人具備對環境的自主感知能力和與環境的實時交互能力。在這種背景下,協作機器人應運而生。

  以瑞森可在本次大會中展示的Baxter雙臂協作機器人為例,據介紹,其采用柔性關節技術,并且內置視覺、力覺等多種傳感器,使它能夠安全地與人和環境進行交互。同時,通過采用普通人就能使用的牽引式示教方式,讓人在幾分鐘之內就可以教會該款機器人執行一個任務。

  楊帥表示,協作機器人目前主要應用在工業領域,以彌補傳統工業機器人的不足,但近年來越來越多的協作機器人開始應用到制造業之外的領域,包括醫療、物流、安防、零售等?!皡f作機器人大大擴展了工業機器人的應用能力和邊界,未來的機器人也一定都是這種能夠人機協作、安全交互的機器人,這是必然的趨勢?!?/p>

  《2020年協作機器人產業發展藍皮書》顯示,2019年中國協作機器人銷量占比5.36%,同比上升1.32個百分點,預計到2020年中國協作機器人銷量占比有望達到6.5%以上,2021年有望達到7.5%以上。

  中國工程院院士王耀南就機器人給出了一個簡單的定義:“無論是工業機器人、服務機器人還是特種機器人,簡單來說,機器人就是一體化的機械裝置,近幾年增加了機器人的感知、對話、決策、控制等功能,讓機器人更加智能?!?/p>

  同時,王耀南對機器人的未來趨勢指出,未來在學術界、工業界以及產業界要求最多的服務機器人,更多的要向3.0協作機器人發展,要讓機器人的認知學習、人機交互、語義分析,尤其是自然語言的理解,因為人要和機器協作必然要了解機器語言。“機器人的發展過程是不斷迭代,通過技術的迭代創新,讓機器人變得更加聰明、更加有效、更加可靠、更加為人類帶來更好的服務。”

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