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席寧:中國機器人大發展需闖“新三關”

2019年08月26日 11:23來源:科技日報

與卓別林《摩登時代》的工業流水線相比,當今機器人發展到了什么階段?未來最值得期待的機器人形態和應用領域是什么?中國機器人產業大發展在哪些方面亟待突破?

在北京舉行的2019世界機器人大會期間,全球著名機器人專家、中國香港大學講座教授席寧接受了科技日報記者的專訪,一一解答了上述問題。

機器人功能:從“替代人”到“拓展人”

機器人形形色色,怎么分類?

對于大會官方報告將機器人分為工業機器人、服務機器人和特種機器人三大類,席寧認為這是“根據機器人應用和功能進行的分類方法,比較科學”;而以動物仿生機器人、人形商用機器人和工具類智能制造機器人進行分類,“有助于對機器人的教育和科普,對公眾來說比較形象”。

拉開機器人歷史的“膠片”,如今的機器人,究竟與卓別林《摩登時代》的第二次工業革命有了哪些本質區別?

席寧說:“最開始機器人發展起來,是希望它能替代人,做人們不愿意做或是重復的工作,但發展到一定程度后,我們發現機器人還能做人們做不了的工作。從替代人的能力,到拓展人的能力,這是一個本質的區別。”

他預測,在此基礎上,機器人與人類各司其職、強強聯合、協同工作,在宏觀和微觀尺度多層面融合,未來會大大擴展機器人的應用范圍。

未來機器人:突破直觀,在微觀尺度范圍工作

機器人在宏觀的汽車裝配、焊接和噴涂等流程中,與人在一個尺度范圍中工作。但隨著納米技術和生物醫學的發展,需要在肉眼看不見的微觀環境中使用機器人。

席寧舉例:“如開發新藥,在研究蛋白質、分子和細胞尺度的實驗中,看不見也摸不到,人來操作很困難,但是微納米機器人在極為微觀的環境中進行探測和工作,拓展了我們的眼睛功能,機器人的應用,也從傳統領域拓展到新領域。”

“要應用在人體中,這類機器人是否需使用全新的材料?”對記者的疑問,席寧回答:“這是一個很好的問題!傳統機器人主要由機電系統組成,包括傳感器等電子元器件,但人和動物是生物系統,除一些機電元器件,還有生物元部件;以前人和機器人合作是在共同完成一件事的任務層次融合,今后,會誕生一類新的‘類生物機器人’,將生物的傳感技能與微型機器人結合起來,增強人體特定機能。”

除像心臟起搏器等已在器官層面融合的產品,分子層面、細胞層面融合的類生命機器人也特別值得期待。席寧理性地看好類生命機器人的前景:“類生命機器人的研究剛剛開始,目前已經取得了一些成果,當然,離實際應用還需要許多努力。”

多學科并進:“老三關”與“新三關”一起闖

機器人與人工智能、智能制造這幾個概念,怎樣區分邊界?

席寧認為,現代科學技術的進步,是跨學科和多學科共同促進和協同發展的結果。“機器人不僅涉及驅動器和傳感器,控制和計算,同時跟材料、算法都有關系,所以沒有必要把界限區分得非常清楚。”

事實也是如此,不管是人工智能還是智能制造,都離不開機器人在執行層面直接開展工作。“從這個意義上講,人工智能和智能制造的發展,既促進機器人的發展,本身也是機器人產業在發展。”

那么,在中國機器人蓬勃發展的路上,哪些方面是亟待突破的難點?

席寧分析:“以工業機器人為例,中國大部分還是采用進口產品,這對國產機器人企業是個挑戰——現在國產機器人因性能、數量和質量等差距,還局限于應用在相對低端的工業。而國產傳統機器人亟待突破的關鍵,始終在于變速器、控制器、傳感器等核心部件”。

同時,席寧認為,還有另外3個新的產業瓶頸,最好一起推進研究和突破——

“一是機器人編程,現在機器人編程方法阻礙了機器人的推廣。

“二是機器人的校正方法,新機器人與現有工廠坐標匹配協同是非常復雜的過程,亟須自主掌握快速簡潔的方法,才能讓未來機器人像電視那樣,一打開包裝就能投入工作。

“三是傳感器結合,傳統機器人多使用位置傳感器,未來要加入視覺傳感器等等,但協同實效還很差。

國外這3個方面也在研究,所以中國跟他們是在同一個起跑線上。所以我們在闖傳統‘老三關’的時候,要同步闖‘新三關’。這樣,中國才有可能在下一個機器人廣泛應用的時代中,走到別人前面。”

“您此前是IEEE機器人學會主席,現在又在深圳建設了一個機器人研究院,是否針對這3個問題進行了研究和實踐?”

“我們確實做了一些工作。”席寧說,比如,有的工程中需要很多高壓輸氣管道,接口內部需要打磨平整,否則焊料積壓容易造成核心部件事故。“以前法國一家公司能做這種打磨機器人,但不賣給中國,企業需要交昂貴的服務費,人家才帶著機器人來提供服務。現在,我們開發的打磨機器人,解決了這個問題。”(記者 房琳琳)

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