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中国自动化学会副理事长于海斌:机器人是未来万物互联的智能终端

2019-04-23 15:25
来源: 亿欧网

4月19-20日,由中国自动化学会以及绍兴市柯桥区人民政府主办的2019国家机器人发展论坛暨2019年RoboCup机器人世界杯中国赛在浙江绍兴轻纺城国际会展中心举行。本次论坛和大赛聚焦多类智能机器人的发展、应用与创新,旨在推动机器人在智能制造、智慧生活、智能产业和国防安全等领域的深入应用。

在19日上午的主论坛上,中国科学院沈阳自动化研究所研究员、中国自动化学会副理事长于海斌,发表了题为《机器人互联网》的报告。报告分为五个方面:首先,回顾了机器人的发展历史;接着指出机器人的互联协作将会是未来趋势;随后,针对互联协作,介绍了具体领域的应用,即机器人互联网;最后,指出了机器人互联网所面临的挑战。

机器人是颠覆性技术,经济潜力巨大

根据国际机器人联合会(IFR)的统计报告,工业机器人2013年全球销售量约17.9万台,需求达到了历史最高点,同比增长12%;其中,在中国销售量约3.7万台,销售量全球排名第一,同比增长60%。中国成为最大的机器人消费国。据Allied市场研究公司最新报告,全球工业机器人市场从2013年到2020年期间将以5.4%的复合年增长率发展,到2020年其销售额将达到411.7亿美元。近年来,机器人技术的研究和应用已从工业领域快速扩展到航空航天、国防军事、国家安全、医疗康复、社会服务等其他领域。

2013年,麦肯锡全球研究所发布的《引领全球经济变革的颠覆性技术》报告,将先进机器人列入物联网、云技术、下一代基因技术、3D打印、新材料、可再生能源等12项颠覆性技术中的第5项。预计到2025年,机器人每年将为全球带来1.7至4.5万亿美元的经济规模。作为衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志,机器人产业发展越来越受到世界各国的高度关注,主要经济体纷纷将发展机器人产业上升为国家战略,并以此作为保持和重获制造业竞争优势的重要手段。

机器人:未来万物互联的智能终端

于海斌认为,像机器人这样一个万亿美元的市场,日后一定会走进我们生活的各个方面。但是机器人每到一个新的环境,要做到与环境融合,依旧是面临很大的挑战,机器人对环境和非结构环境的认知能力还有很大的提升空间。所以,在机器人编程、环境感知和人机交互方面都有这样的一些挑战。

从机器人发展的五十年历程来看,从第一台工业机器人的出现,到大批量进入制造业进行多样化地应用,之后再进入家庭,呈现的是爆发性地增长。但是这些机器人都是机器人的单体,并没有和基础设施连起来。于海斌说:“我们想一下,改造人类社会的东西在信息时代哪一样如果能够做到家喻户晓、路人皆知但不和基础设施连起来?汽车到处都有,它有一个强大的基础设施支撑,手机现在无处不在,它有一个强大的网络基础设施支撑。”因此,在未来,机器人作为智能终端,与基础设施相连,将会是未来的发展趋势。

机器人互联网:水平与纵向交叉融合

机器人互联网是在互联网机器人的基础上,从机器人应用和推广或者技术需求的角度来提这件事情的,所以核心的问题是“两个互联”:一个是水平的互联,一个是纵向的互联。

水平的互联就是机器人和机器人之间的协作。机床和机器人有挺大的区别,机器人能够移动和自主认知环境,机床联网运动控制的时候对几个轴之间的协同精度要求非常高,但毕竟是在一个半径下。如果机器人要在跨地域或者可移动的未知环境下做到协同的话,现在的实时性根本满足不了要求,因为两个协同保证精度才能搞出一个确定的轨迹。

机器人互联网的概念,它的内涵应该是实现机器、人、物理过程、信息和人之间的一种横向和纵向加起来的两个融合。另一个方面的概念是要有一个支撑平台。于海斌表示:“我们是基于已有的技术,但是要对现有的技术进行改造和提升,特别是在现在5G已经到来,5G和4G最大的区别是在面向各个领域定制了自己的很多标准和要求。”机器人互联网从网络角度来看是借助机器人促进信息物理深度融合,从机器人的角度来看是借助互联网的资源扩充本身的能力。

面临挑战:无缝集成和计算领域任重而道远

机器人互联网目前的应用落地依然存在许多挑战,重点体现在这样几个方面:第一是无缝集成,基础技术有挑战,如何构建机器人无线协作网络,满足高速互联、高并发接入、高精度时间同步的要求,特别是在离散制造业。于海斌表示,离散制造目前的指标很难达到,即使达到了这样的指标,离散制造的指标拿到机器人的高速高密度运动的环境下还不能完全满足要求。

在计算方面,首先,计算任务迁移到云端,难以满足实时性要求。另外,本地的资源受限,无法处理那么多复杂的计算。因此,如何为机器人高效互联协作提供边缘计算资源,成为了下一步工作重点。

对于未来发展,于海斌表示:“机器人要能够更广泛普及地走到未来,我们在基础设施、基础平台上还是面临许多挑战。当然,这个平台的背景下也蕴含着非常多的基础问题,总之,我们要与信息技术深度融合。尽管机器人有它自己的特点,但我们要为机器人这件事情作出一点自己的贡献。”

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