6 y9 p$ M5 ~+ c$ z* z& O+ I, j下一代工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展瓶頸主要表現(xiàn)為以下兩個(gè)層面。 & Q& K/ x& |1 _ * T# |% \- T6 b技術(shù)層面9 C5 k, `3 U& a8 v y4 Y
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盡管機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了近60年,但其一直未能脫離基于預(yù)編程/遙操作的自動(dòng)化機(jī)器范疇,F(xiàn)有的機(jī)器人系統(tǒng)要滿足新興制造業(yè)面臨著巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。 $ v1 I1 O+ ?7 X" z : g" m- L- ~, J$ N# J, r2 N
第一,感知與決策,F(xiàn)有機(jī)器人適用于靜態(tài)、結(jié)構(gòu)化、確定性的無(wú)人環(huán)境中完成固定時(shí)序、重復(fù)性作業(yè)。新一代工業(yè)機(jī)器人需要在自然(非人工)、不可預(yù)知、復(fù)雜的有人環(huán)境中完成動(dòng)態(tài)可變的作業(yè),對(duì)機(jī)器人的傳感、認(rèn)知及規(guī)劃決策能力提出挑戰(zhàn)。 6 W1 E$ i6 c8 l' q x: o( o2 X " F* E% \& {! ^5 d: j0 O第二,靈巧作業(yè)。現(xiàn)有工業(yè)機(jī)器人主要針對(duì)剛性單一對(duì)象,完成簡(jiǎn)單的抓取移動(dòng)等操作。新一代工業(yè)機(jī)器人作業(yè)/服務(wù)對(duì)象拓展到復(fù)雜組合體、軟性物體甚至生物活體,操作復(fù)雜度更高,技巧性更強(qiáng),動(dòng)態(tài)及不確定性更明顯,對(duì)機(jī)器人的材料、驅(qū)動(dòng)、控制及學(xué)習(xí)能力提出挑戰(zhàn)。 & ?! A" v% |* R: a! k* r 8 T6 n. m* c m+ V2 H/ X第三,人機(jī)共融,F(xiàn)有工業(yè)機(jī)器人在物理空間上基本與人隔離,由專業(yè)技術(shù)人員操作。新一代工業(yè)機(jī)器人將深度融入人類生產(chǎn)及生活。人類與機(jī)器共享空間、物理接觸。安全及良好的交互體驗(yàn)至關(guān)重要,對(duì)機(jī)器人與人的雙向信息交流、協(xié)同感知、智能融合及行為合作能力提出挑戰(zhàn)。 6 ~1 J5 e' ^6 z3 g& y6 z / ?3 ], H8 R& B8 r7 h 產(chǎn)業(yè)層面 ) C/ s, v- X2 }, n( \, U# w2 \0 _, B( _ $ ^9 I, S* @3 A; e0 o% z8 H我國(guó)制造業(yè)每萬(wàn)名產(chǎn)業(yè)工人所擁有的工業(yè)機(jī)器人數(shù)量遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家,不足國(guó)際平均水平的一半,距制造業(yè)強(qiáng)國(guó)尚有近10倍的增長(zhǎng)空間。6 r" ?) J' v0 m
4 |2 z/ @: Z. R4 g- p汽車行業(yè)將不再是工業(yè)機(jī)器人的最大需求行業(yè),而電子制造行業(yè)、食品藥品行業(yè)等多個(gè)行業(yè)將很快成為工業(yè)機(jī)器人需求的領(lǐng)跑者。4 _! F5 U R! Z6 S
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以電子、生活消費(fèi)類產(chǎn)品為代表的、在制造產(chǎn)業(yè)鏈條中的低技術(shù)含量、低產(chǎn)品附加值的制造產(chǎn)業(yè)從業(yè)人數(shù)眾多,但傳統(tǒng)機(jī)器人在該領(lǐng)域所能替代人的比例不足20%。" x" a! p) i# k/ z/ B y0 j
% d# ]1 s. \4 w$ \6 A下一代工業(yè)機(jī)器人在產(chǎn)業(yè)上的需求巨大,但面臨著成本高昂等巨大挑戰(zhàn)。一方面,關(guān)鍵核心零部件和大量機(jī)器人專用傳感器依賴進(jìn)口,下一代工業(yè)機(jī)器人與目前工業(yè)機(jī)器人同樣面臨成本居高不下的困境。 T; H8 f1 l/ d
( L8 x! |) A7 q4 q4 g另一方面,大量勞動(dòng)密集型制造企業(yè)更加關(guān)注投資回報(bào)周期,而下一代工業(yè)機(jī)器人多以雙臂為主、成本更高,這也制約了下一代工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)批量應(yīng)用。 * m9 ]; E* P: B6 R4 b# m& i/ t # V7 ~& I) y) N3 C2 t9 R4、四項(xiàng)建議 8 F0 x7 C& y0 A [, W ; B5 o0 ~$ R! H1 C, F% F3 d
第一,以國(guó)家科技計(jì)劃為依托,開展系統(tǒng)謀劃,做好頂層設(shè)計(jì)。 0 a6 q* ^9 @: U& `$ n + J- Z0 j& o, q- l1 i. o- [
我國(guó)應(yīng)牢牢把握需求牽引,以功能演示與示范應(yīng)用為抓手,針對(duì)未來(lái)制造業(yè)新的需求,研究機(jī)器人本質(zhì)安全、情境認(rèn)知、任務(wù)合作、行為輔助、智能融合等共性核心技術(shù)和新興交叉技術(shù)帶給機(jī)器人的變革性技術(shù),開展下一代機(jī)器人的核心技術(shù)儲(chǔ)備,引領(lǐng)市場(chǎng)需求需要,探索以人工智能為基礎(chǔ)的新的基礎(chǔ)研究。 & n' O& y. w9 |! U }* W7 `" O g& o( I. N0 `- V0 G
關(guān)鍵技術(shù)的突破要跳出固有思維,更加注重基礎(chǔ)研究和學(xué)科交叉,建立新的觀念。* H' t& Y# W3 {* S1 g
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第二,整合協(xié)同創(chuàng)新資源,完善創(chuàng)新機(jī)制,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人可持續(xù)發(fā)展。& m; I4 w7 ?5 g1 A