機器人總動員:瞧瞧它們的新絕活
大模型增強機器人交互和推理能力,人形雙足機器人、智能仿生機器人等新產(chan) 品湧現,工業(ye) 機器人向觀眾(zhong) 展現著驚人臂力和靈敏度……日前,2023世界機器人大會(hui) 在北京舉(ju) 行。從(cong) 栩栩如生的仿真人形機器人、外骨骼穿戴式助行器,到工業(ye) 機械臂、外科手術機器人……大會(hui) 博覽會(hui) 期間,全球約160家機器人企業(ye) 和科研機構的近600款先進技術和產(chan) 品參展,其中60款新品是首次亮相。這麽(me) 多趣味性與(yu) 科技感十足的機器人同場“炫技”,勾勒出機器人加速走進日常生活的圖景。
融合感知,虛實結合的智能驅動
30秒內(nei) 穿戴整齊,輕輕抬腿,就可快速行走,隻需彎腰發力,即可輕鬆抬起近40千克的重物……如今,在電影中走紅的外骨骼機器人已經從(cong) 科幻世界走進現實,在康養(yang) 、工業(ye) 、消防等多個(ge) 領域得到應用。
黑色酷炫的外觀和便捷的穿戴方式,“白虹3.0”外骨骼機器人以其優(you) 良助力效果而聞名。“最新款產(chan) 品,針對康養(yang) 、消防領域特定需求進行了迭代升級。”中國電科機器人有限公司研發工程師李昀佶向記者介紹,本著“機器換人”“機器替代人”理念,“白虹”將人體(ti) 運動狀態與(yu) 機器輔助效果緊密結合,使機械能可精準傳(chuan) 遞到人體(ti) 髖部、腰部,並起到支撐保護作用,從(cong) 而輔助人體(ti) 實現行走、奔跑、上下樓梯和彎腰搬運等肢體(ti) 運動。
記者在現場看到,當使用者準備做出抬腿動作時,“白虹”能馬上提供動力輔助抬起,當你剛要彎腰起身,它就能敏銳識別動作意圖,背部背杆會(hui) 有向上的拉拽力幫人抬起腰身,極大緩解使用者的腰部、腿部壓力,達到保護腰部肌肉和關(guan) 節健康的作用,有效降低人體(ti) 體(ti) 力消耗,緩解肌體(ti) 疲勞。
“新版本機體(ti) 更輕便,體(ti) 驗更舒適。通過高性能控製算法,‘白虹3.0’可實時檢測人體(ti) 運動狀態,分析得到人體(ti) 運動意圖,自動跟隨使用者的腰部、腿部運動,為(wei) 人體(ti) 提供有效助力,其‘腰部搬運助力+腿部行走助力’相結合的功能為(wei) 業(ye) 內(nei) 首創。”李昀佶說。
當前,融合感知、數字孿生、人工智能、結構仿生等新技術加速滲透,機器人呈現出虛實融合、智能驅動、泛在交互等發展特征。
以今年大會(hui) 上Festo展出的仿生飛行家族新成員“仿生雨燕”為(wei) 例,其體(ti) 內(nei) 有著十分緊湊的構造,容納了撲翼機構、撲翼控製元件、通信技術、升降舵和尾翼。在一個(ge) 非常小的空間內(nei) ,安裝了一個(ge) 無刷式電機、兩(liang) 個(ge) 伺服電機、電池、齒輪箱和幾塊電路板。同時,通過超寬帶技術(UWB)室內(nei) 無線電導向係統,主控電腦、無線電模塊和飛行器之間實現交互,仿生雨燕可在定義(yi) 的空域內(nei) 實現協調、自主的群體(ti) 飛行。
值得注意的是,今年的機器人產(chan) 品中出現了很多“六軸+附加軸”的機械臂。
在展會(hui) 現場,一條黑色軌道上,橙色的6軸機械臂正在地軌上運動作業(ye) 。這是庫卡工業(ye) 機器人直線6軸的新產(chan) 品KR FORTEC-2 ultra和RL4000地軌,庫卡工業(ye) 自動化工程負責人、智能焊接產(chan) 品經理黨(dang) 園清介紹,它可以應用在焊接、塗膠、機械加工、搬運、碼垛等方麵,展會(hui) 上的這款可以搬運480千克重的物品,還可以根據客戶需求實現最大負載800千克。
黨(dang) 園清說,工業(ye) 機器人對於(yu) 精度要求非常高,比如庫卡此次展出的六軸焊接機器人,精度已接近於(yu) 頭發絲(si) 。
人形機器人,“忽如一夜春風來”
如果將機器人融入我們(men) 的生活,人形機器人就是一個(ge) 最好的選擇。
“君不見黃河之水天上來,奔流到海不複回。”“無邊落木蕭蕭下,不盡長江滾滾來。”
一走進博覽會(hui) 場館,就傳(chuan) 來這一聲聲高昂的吟誦聲。循聲望去,原來是仿生人形機器人“李白”和“杜甫”在把酒吟詩。一旁,幾張機器臉配合TOF深度攝像頭,還可以捕捉和再現幾乎所有的人類微表情。
“好詩!太白兄!”一旁的杜甫正伏案書(shu) 寫(xie) ,時而眉頭緊鎖、時而閉眼搖頭,每一個(ge) 神態動作都順滑自然。據工作人員介紹,杜甫和李白是今年的新麵孔,這兩(liang) 個(ge) 智能仿生機器人可以彼此互動,更具趣味性。
“我們(men) 今年帶來了自主研發的超級電機,也就是機器人的可動關(guan) 節,又叫柔性執行器。它能更柔和地展示出機器人的動作,讓機器人的動作更像人。我們(men) 還在去年的基礎上將機器人的皮膚進一步升級,讓它在觸覺和視覺上更像人,真假難辨。”EX機器人集團研發工程師西爾告訴記者,仿生人形機器人最符合人們(men) 對機器人的印象,它不僅(jin) 擁有人類的外形,還可以模仿人類的語言、動作和習(xi) 慣。
為(wei) 什麽(me) 要將機器人做得如此逼真?“我們(men) 工作生活中使用的大多數工具都是根據人來設計的,如果一個(ge) 機器人有著跟人一樣的身體(ti) 結構和行為(wei) 方式,它們(men) 就可以更自然地使用工具完成各類工作。”在西爾看來,人形機器人在外表、動作、認知等方麵更接近於(yu) 人類,這方便其打破機器人應用場景的壁壘,走向通用智能。
事實上,人形機器人是集機械、材料、電子、控製、智能、仿生等多學科交叉的產(chan) 物,產(chan) 業(ye) 帶動性強,但技術難度也高,尤其需要軟硬件上的結合。
在現場,優(you) 必選科技的Walker X、熊貓機器人優(you) 悠等大型人形機器人再次集體(ti) 亮相,為(wei) 現場觀眾(zhong) 還原展示了大運會(hui) 閉幕式現場的騎平衡車。
“我們(men) 的‘人形機器人智能多模態交互係統’,是集人機交互、指令理解、自主規劃、任務執行等技術於(yu) 一體(ti) 的智能係統。”據工作人員介紹,該係統接入AI大模型後,利用優(you) 必選大型人形機器人自帶的視覺、語音、3D深度、壓力等異構多源傳(chuan) 感器獲得的多模態數據進行融合感知,不僅(jin) 可以明顯提升人形機器人在實際應用場景下的自主決(jue) 策能力,還能依靠自身的視覺感知係統構建其所處環境的3D語義(yi) 環境地圖,並且通過多輪交互的方式準確提煉對話中的人類語義(yi) 信息,自主生成可執行的擬人化任務指令流,讓人形機器人合理並準確地執行任務。
“AI大模型、具身智能等技術與(yu) 機器人的有機結合,讓我們(men) 看到了很多雙足行走的機器人,看到了與(yu) 人皮膚很像的機器人。未來擬人類的機器人可能將是產(chan) 業(ye) 風口和發展方向。”對於(yu) 人形機器人的發展,中國電子學會(hui) 副秘書(shu) 長梁靚感覺“一開始爬坡很慢,突然間開始加速”。
行走速度最快可以達到每小時6千米的“悟空”,通過融合腿足運動技術與(yu) 環境感知技術,實現了機器人的三維環境地圖構建和自主動態導航;全身超過60個(ge) 智能柔性關(guan) 節的“七仙女”,是一款真正能實現陪護功能的雙足保姆機器人;“多拉”的背後,是視觸覺雙模態模型與(yu) 模仿學習(xi) 機能,這使得它能夠更快速地適應不同的環境和任務……
不得不說,技術交叉融合趨勢愈發明顯:人形機器人“忽如一夜春風來”!
“機器人+”,行業(ye) 應用加速拓展
走進“機器人+製造業(ye) ”展區,新鬆白車身點焊機器人工作站吸引了記者的注意,隻見4台兩(liang) 米多高的大型工業(ye) 機械臂,同步搖頭、轉身,正在白色的汽車骨架上“戳戳點點”,高精度、高節拍地自主完成汽車點焊動作。
“汽車點焊是工業(ye) 機器人的高端應用領域,其難點在於(yu) 機器人控製係統定位精度和點焊效率。”據沈陽新鬆機器人自動化股份有限公司行業(ye) 經理馬騁介紹,工作站使用的新一代工業(ye) 機器人采用公司自研的控製和軟件係統,焊接效率高達2.2秒/點,達到行業(ye) 領先水平,並可滿足鋼點焊、鋁點焊等多種焊接工藝。
“目前,已有近百台點焊機器人進入國內(nei) 多家汽車主機廠,被廣泛應用於(yu) 傳(chuan) 統車企,在新能源汽車廠商中也有使用。”馬騁說。
隨著工業(ye) 機器人應用場景不斷拓寬,生產(chan) 環境對機器人的體(ti) 積、重量、靈活度提出了更高的要求。工業(ye) 機器人正向著小型化、輕型化、柔性化的方向發展,“人機協作”成為(wei) 工業(ye) 機器人研發的重要方向之一。
機械臂夾取蘋果輕輕擰動,模仿果農(nong) 采摘的手法,蘋果便被輕鬆摘下,放入傳(chuan) 送帶……國家農(nong) 業(ye) 智能裝備工程技術研究中心展示的AutoPicker多臂蘋果采摘機器人,專(zhuan) 為(wei) 矮化密植果園設計,每小時可采摘400~550個(ge) 果子,整合了采果、納果、儲(chu) 果三大功能,實現全程自動化采收。
6個(ge) 工業(ye) 機器人、9個(ge) 工藝流程,安川首鋼的新能源電池盒機器人智能生產(chan) 線正快速工作,所有工業(ye) 流程配備數字孿生係統,可實現虛實聯動,讓管理者隨時掌握生產(chan) 線狀態。
如今,製造業(ye) 、農(nong) 業(ye) 、商業(ye) 等應用領域遍布機器人身影。創新技術迭代加速,應用領域不斷細分,是本屆機器人大會(hui) 帶給記者的直觀感受。
記者從(cong) 2023世界機器人大會(hui) 了解到,我國工業(ye) 機器人銷量已占全球的一半以上,連續10年居世界首位。此外,我國工業(ye) 機器人的智能化趨勢日益明顯,據專(zhuan) 業(ye) 測評顯示,國內(nei) 人工智能大模型在工業(ye) 應用領域,已在部分行業(ye) 實現國際趕超。但也要看到,我國機器人產(chan) 業(ye) 發展仍麵臨(lin) 技術積累不足、高端供給缺乏等問題,需要進一步推動機器人產(chan) 業(ye) 邁向中高端。
今年年初,工信部等17部門聯合印發的《“機器人+”應用行動實施方案》提出,到2025年,製造業(ye) 機器人密度較2020年實現翻番,服務機器人、特種機器人行業(ye) 應用深度和廣度顯著提升。
“各類創新主體(ti) 的產(chan) 出質量穩步提升,創新鏈條不斷完善,有力促進了機器人產(chan) 業(ye) 向高端化升級。”工信部副部長辛國斌在大會(hui) 上表示,中國不僅(jin) 連續多年穩居全球最大的機器人市場,還在技術創新、高端製造、集成應用中發揮越來越重要的作用,機器人產(chan) 業(ye) 正逐步逼近變革躍升的臨(lin) 界點,蘊含著澎湃的發展動能。
“我國擁有全球最大的機器人市場,最豐(feng) 富的應用場景,有條件、有能力把握住變革機遇,為(wei) 全球發展貢獻更多方案和智慧。”辛國斌表示,下一步,工信部將大力推動機器人產(chan) 業(ye) 高質量發展。一是堅持應用牽引,深入推進“機器人+應用行動”,加快成熟場景推廣,鼓勵新興(xing) 領域先行探索。二是堅持創新驅動,建立用戶單位和機器人企業(ye) 協同創新機製,帶動一批高端整機關(guan) 鍵零部件和工業(ye) 軟件創新突破。三是堅持融通發展,堅定企業(ye) 發展信心,激發企業(ye) 創新活力,加強央地協同,共同培育世界級機器人產(chan) 業(ye) 集群和應用示範基地。
展望未來,中國電子學會(hui) 副理事長兼秘書(shu) 長陳英說,高端化、智能化和生態構建是中國機器人產(chan) 業(ye) 未來發展的關(guan) 鍵詞。新技術加快融合創新突破,機器人應用場景持續擴展,大模型將成為(wei) 機器人的智能大腦,機器人將助推行業(ye) 數字化轉型,機器人生態加速共融共生。
(記者 崔興(xing) 毅)
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