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机器人发展至今不足百年,为何突然火了?

   日期:2021-09-09     来源:澎湃新闻    作者:angela     评论:0    
 机器人之父”恩格尔伯格在1959年,制造了人类历史史上第一个工业机器人尤尼梅特,至今已有62年,半个世纪过去了,数次迭代,从最初的工业领域已经慢慢辐射至各行各业,衍生了各种不同功能属性机器人形态,对大众生活有翻天覆地改变,那么自机器人诞生以来,究竟对人民生活带来哪些改变呢?未来的机器人又会将是什么样的形态?
 
机器人发展及分类

 
1959年“机器人之父恩格尔伯格创造出世界上第一个工业级机器人,让科幻变成了现实,用机器人替代人完成特定危险性工作,从此人类历史迎来又一次工业高速发展期,也为开启智能生活奠定一定基础,甚至有网友笑称第四次工业革命可能也是以此拉开序幕,但不管如何,从第一台机器人制造出来,在制造业带来的高效率确实有目共睹。portant;" height="679" alt="" />

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1968年,美国斯坦福国际研究所成功研制出移动式机器人Shakey,它是世界上第一台带有人工智能的机器人,能够自主进行感知、环境建模、行为规划等任务。该机器配有电视摄像机、三角法测距仪、碰撞传感器、驱动电动以及编码器等硬件设备,并由两台计算机通过无线通信系统控制。限于当时的计算水平,Shakey需要相当大的机房支持其进行功能运算,同时规划行动也往往要耗时数小时。
 
几经迭代,机器人形态也越发多样性,从最初的工业机器人形态衍生出各种形态机器人,或根据运用场景不同,研发侧重点也不一样,比如消防机器人、配送机器人、医疗机器人、教育机器人等,也可能因为场景不同,最终形态截然不同如:仿人机器人、仿真机器人、AI机器人,软体机器人等。
 
机器人的细分上,可能很多人都有不一样的见解,但如果真的细分的话,种类上可以分成几十种,比如工业领域的各种机械臂,按照工种不同划分焊接机器人、搬运机器人、装载机器人、喷涂机器人等,针对机器人细分笔者看到相对比较详尽的应该算是机器人大讲堂在2016年的机器人划分。
时隔五年,可能有更多新增的工业机器人,但最终也是根据从事工种进行详细划分,这里笔者就不过多累述了,工业机器人方面大体分布如图。portant;" height="392" alt="" />

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服务机器人划分主要分为两种吧,一个是行业运用,一个则是家用为主,比较常见的应该算是教育类机器人、扫地机器人、物流机器人、迎宾机器人之类的,当然了,最近也看到很多司法机器人、消毒机器人等,都会随着行业发展,出现更多各类机器人。

 
面向特种领域作业的机器人,这一类机器人相对比较少见,主要运用领域的特殊性,其中比较常见的估计也就是安防类的机器人,比如园区巡防机器人。
 
随着这几年的发展,机器人频繁在大众面前曝光,机器人本质上是一种能够半自主或全自主工作的智能机器,频繁曝光也恰恰说明人民对它的运用越来越成熟、依赖;从发展历程分析,机器人发展从工业到行业再到民用个人,从最初的作业环境恶劣替代工作到如今的提升生活品质的智能机器人,半个世纪看似漫长但其实这一速度也可以说十分惊人,不管工业机器人还是服务机器人,都迎来高速的发展。
 
机器人发展是大趋势也是必然
 
机器人发展是大趋势也是必要,主要是两大因素,科技水平的整体提升,另一个则是更深层次的需求骤增(倒逼产业升级);科技水平提升的表现相对明显;机器人是众多科技产物中技术含量最高的,不管是工业机器人还是其他领域机器人,涵盖硬件层面、软件、算法、制造工艺,结构、驱动、感知、环境交互、AI识别、人机交互、控制系统等相关技术,每一个技术均是行业最高科技水平的结晶之作;根据运用场景的不同可能涉及到安全性、精准性、交互性、智能性、灵活性等,每一项严苛要求对应时代科技水平门槛,从初代工业机器人的基础产线作业到现今的精细化的作业具有天翻地覆变化,从最初的基础工种慢慢往更多领域开发,科技水平整体提升能够带动更多的产业升级。

 
天宫机械臂便是最为经典案例之一,天宫机械臂是我国目前智能程度最高、规模与技术难度最大、系统最复杂的空间智能制造系统,总重738kg,拥有7个仿真人手臂的自由度,能够完成空间站的在轨组装、在轨维修、从货运飞船里搬运货物、辅助航天员出舱活动、空间站舱体的检查、捕获悬停飞行器等。portant;" height="571" alt="" />

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又比如是医疗机器人相关的手术机器人,涉及到生命安全,机器人的控制系统更需精准无误,容不得丝毫马虎,门槛颇高,但落地使用后绝对是划时代的运用。
 
随着技术水平整体提升,机器人能够做更多的事,从而涉略领域也越来越多,效能提升有目共睹,有利于行业推动,能够释放更多的人力从事其他创造性工种,半个世纪时间,从最初的机器人形态到如今的机器人形态,是大趋势也是必然情况。
 
笔者认为更为迫切的原因则是需求骤增,需求骤增主要分为两种情况,一种是产能需求,人力成本过高,通过工业机器人能够提升产能的同时降低运营成本,且有些领域机器人的产能确实优于人力劳作,也算是一种优胜劣汰。
 
第二个则是部分特殊工种从业人士越来越少,机器人上岗成了一种趋势,比如环卫工种,国内环卫相关作业,基本就业人士平均年龄在45周岁左右,甚至其中40%以上年龄为55周岁以上,年轻一代无人或者较少人员从事相关行业,市容市貌美化得不到保障,从业缺口推动着机器人的不得不上岗,为将这一缺口衔接上,环卫机器人应运而生。
其中给笔者印象比较深刻的则是坎德拉科技旗下的阳光多功能环卫机器人,同类环卫机器人有很多,但是功能单一,而这款多功能环卫机器人则是首开先河采用分体式设计,一机多用,除了清扫街道外,还能够实现垃圾转运等,机器人可实现7*24小时无人值守自动化作业,工作省心省力。除了衔接从业缺口外,也能够给现有从业人员工作量带来一定缓解,如果最终能够实现大车无人驾驶,自动将垃圾运往处理站,实现正在的无人化将算是一个经典案例。
 
环卫从业人员缺口仅仅是当前各行业的典型案例之一,但也侧面反映了人口老龄化这个本质原因,也是十四五规划大力推送机器人产业发展的根本原因,鼓励生育、延迟退休年龄均算解决方案之一,但想要保障生产力的稳定,保障国民生产总值的稳中求升,只能让机器人去填补各个行业的劳动缺口,优化我国制造产业的劳动力结构,这也是保障养老服务体系的重要措施。portant;" height="510" alt="" />

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除了环卫工种外,疫情当前的情况下,消杀类机器人陆续上岗科技抗疫,除了缓解前线压力外,也是一种对前线人员安全的保障,其中能够实现24小时不间断消杀工作,其次是消杀范围覆盖面广,不管是效率还是效果均比人工只高不低。

 


 
不管环卫机器人还是消杀机器人,会相对偏行业范畴,那么不得不提下,前段时间小米科技推出的四足机器人“铁蛋”,外观酷似科幻电影中的机械狗,动作灵敏,该机器人还搭载高精度环境感知系统,全身11个高精度传感器向AI大脑实时传输信息,让它可以感知图像、光线、距离、速度、声音等环境信息,还原更真实的生物反应,目前聚焦消费领域,但其中很多技术与行业也是相通的,也算是本年度新品发布黑科技之一。
 
大趋势并不意味着一帆风顺,机器人发展也有瓶颈期
 
如果说机器人大趋是必然,那么这一过程并非一帆风顺,不管是技术层面还是实际应用,都会面临不同挑战,环境问题、交互问题、发展方向问题、原材料缺失问题、缺少高端人才、缺乏统一标准、秩序混乱、资本干预等,这些都是制约着机器人整体发展的因素。
 
无人驾驶技术便是其中最为典型案例,无法在无人驾驶状态在开放式道路行驶,不单体现了算法层面的不足,也有对环境复杂程度、硬件控制系统等方面存在不足,比如车规级芯片技术与车规级算法的融合,从以上方面都可以看出目前的辅助驾驶技术尚不成熟,除了本身需要的技术相关的硬件条件外,大环境的复杂也是制约无人驾驶技术发展的一个原因,走什么路线、怎么走都需要依托在大数据的路径内,仅依靠卫星定位及传感器等做避障相关,应对大环境的路况变化稍显不足,得不到及时反馈,那么就容易出现各种问题,单靠CPU反应相对说还不够成熟,离真正的无人驾驶还需时间和相关实践测试。
 
另外则是产品研发与实际运用问题,以小米“铁蛋”为例,外观炫酷,科技感很足,但可落地场景尚不明确,如果仅满足于机器人表演、娱乐范畴稍有大题小用之嫌,而且造价不菲,受众有限,当然技术整合方面实力强劲毋容置疑,虽只是小米科技的首款机器人工程探索版本,但也看到无限可能,如科幻电影版,在特殊场合运用这样的四足机器人,作为巡检、安防之类的商业化落地相对会更有意义!
 
最后就是类似资本干预,原材料缺失、行业标准化之类的原因,都会在机器人发展过程形成不同影响,甚至让很多优秀创意胎死腹中。
 
破局之战·民用落地推动产业优化
 
机器人发展瓶颈依旧存在,大趋势下,并非停滞不前,无人驾驶技术开放式环境运营尚未成熟,但移动机器人市场前景宏大,技术层面的应用则可以转战其他领域,比如通过半开放式环境,建模建图,做到园区内的家用、迎宾、物流配送、巡检相关,这便衍生了现在的迎宾机器人、配送机器人及巡视机器人、扫地机器人等,这些场景的落地实践满足当前需求,也能推动产业优化。
 
当然了,这一类机器人的目前使用效果也存在不足之处,机器人的功能属性较为单一,某型号机器人更多的是在单一领域作业,如:巡检机器人只能做到指定区域的巡视相关工作,消毒机器人只能从事消毒工作等;其二就是机器人室内外衔接问题,目前国内极少机器人公司能够满足室内外无缝衔接的,空间上的限制也是需要攻破的难点之一;其三则是环境建图问题,半开放式环境通过雷达、红外、激光等各类传感器都能够实现较为精准虚拟地图,但环境存在部分干扰因素,脱离卫星定位相关技术支撑下,仍然存在不足。

 
笔者前文提到的坎德拉科技是目前笔者了解能够做到室内外无缝衔接的首家机器人解决方案商,通过多系列机器人相互联动,解决室内外空间限制,能够精准实现多个场景需求,其中包含烛光系列多功能机器人、医疗机器人、阳光多功能环卫机器人、阳光多功能物流机器人等,通过多系列多型号机器人产品线,打造了一套适用于室内外机器人解决方案,分体式设计方案,一机多用或将成为这一类服务机器人发展的方向之一。
 
其次就是通过现有技术,深入各种特种作业场景的机器人运用,不管消杀类机器人,还是消防、救援、安防巡查等领域机器人也越发智能及多功能,对于机器人发展现状都有积极的推动作用,对于突破瓶颈至关重要。
 
工业机器人的发展已经有几十年的技术积累和落地实践,整体发展可以说在稳健发展中,只要不断提升效率、精准度、可靠性、简化操作,降低维修成本,未来能够涉略的领域将会刚广阔,可以说是一种变革性的颠覆。
 
国家十四五规划大力推动机器人产业发展,在大趋势的推动下,机器人产业发展将迎来一个至关重要的转折点,不管是场景落地应用,还是技术难点攻关,而且国有自主化技术也迎来一个爆发期。民用场景的落地也将推动机器人产业快速发展。
 
结语
 
科幻电影机器人形态或许离我们还有段距离,但全民开启机器人协作场景已经悄然而至,不管是工业级机器人的运用还是服务机器人场景化落地,都已经步入一个快速发展期,对于很对机器人产业企业来说这是一次前所未有的机遇,对于大众生活也将发生颠覆性变化,一个全新的机器人时代、智能化时代即将到来,你准备好了吗?
 
 
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