盡管Robot(機(jī)器人)這個(gè)詞語直到1921年才由捷克劇作家雷爾·恰佩克首創(chuàng),但人類對(duì)于機(jī)器人的夢(mèng)想?yún)s已經(jīng)延續(xù)了數(shù)千年。早在古希臘古羅馬的神話當(dāng)中,就有冶煉之神用黃金制造機(jī)械仆人的故事;《論衡》中也有記載魯班曾為其母親巧工制作過一臺(tái)木車馬,“機(jī)關(guān)具備,一驅(qū)不還”。而到了現(xiàn)代,人類對(duì)于機(jī)器人的向往,從機(jī)器人頻繁出現(xiàn)在科幻小說和電影中已不難看出。
科技的進(jìn)步讓機(jī)器人不僅僅停留在科幻故事里,它正在一步步走近我們。2007年,比爾·蓋茨為《科學(xué)美國人》雜志撰寫了一篇題為《未來家家都有機(jī)器人》的文章,其中預(yù)言,機(jī)器人將成為由PC控制的外接設(shè)備,功能高度專業(yè)化,深入千家萬戶,外貌或許跟科幻作品中的機(jī)器人大相徑庭,“隨著這些裝置的價(jià)格逐漸降低,達(dá)到普通消費(fèi)者能夠承受的水平,它們極有可能使人類社會(huì)生活的方方面面包括工作、交流、學(xué)習(xí)及娛樂等,影響之深遠(yuǎn)絲毫不遜于過去30年間PC給我們帶來的改變。”
日前舉行的廣州車展上,本田汽車展示的全新一代ASIMO機(jī)器人搶盡風(fēng)頭,能跳躍,會(huì)奔跑,吸引了無數(shù)觀眾的目光。這款搭載全新自律控制技術(shù)的機(jī)器人,可以根據(jù)類似人類視覺、聽覺、觸覺等各類傳感器獲取的信息進(jìn)行綜合判斷,由此推斷周圍的狀況并決定自身的對(duì)應(yīng)行動(dòng)。
上周拉開帷幕的第六屆廣東工業(yè)設(shè)計(jì)活動(dòng)周上也展示了一款兒童智能護(hù)理機(jī)器人,這款卡通兒童機(jī)器人平時(shí)可以陪孩子玩鬧,夜晚還可以監(jiān)護(hù)孩子的睡眠情況,及時(shí)向另一個(gè)房間的父母報(bào)告,家長(zhǎng)不在家時(shí),還能通過臉部的顯示屏進(jìn)行可視對(duì)話。
會(huì)說話、能感知的的機(jī)器人世界,正逐漸揭開它神秘的面紗。
1
能打掃
現(xiàn)實(shí)中,人們已經(jīng)享受到部分智能家用機(jī)器人給生活帶來的便利,它能判斷路線和需要打掃的地方,自動(dòng)檢測(cè)地面清潔程度,選擇最佳清潔模式,能辨臺(tái)階或樓梯,遇到家具還會(huì)自動(dòng)避讓,快沒電了就自動(dòng)返回充電座充電
公元2035年,智能型機(jī)器人已被人類廣泛利用,送快遞、遛狗、打掃衛(wèi)生……作為最好的生產(chǎn)工具和人類伙伴,機(jī)器人在各個(gè)領(lǐng)域扮演著日益重要的角色,并且毫無怨言,它們中的很多甚至已經(jīng)成為了家庭成員之一。
這是2004年上映的電影《我,機(jī)器人》里描繪的場(chǎng)景?,F(xiàn)實(shí)中,人們已經(jīng)可以享受到部分智能家用機(jī)器人給生活帶來的便利。家住番禺的張唯是個(gè)大腹便便的孕婦,但她每天仍可以獨(dú)立搞定家中的清潔工作,秘訣就是有清潔機(jī)器人做幫手。與科幻作品中的機(jī)器人形象不同,張唯使用的這款清潔機(jī)器人呈圓盤形,不用遙控,它就可以憑借自己小小的個(gè)頭把房間地面打掃得干干凈凈。
原來,這類機(jī)器人安裝有攝像頭傳感器或紅外線感應(yīng)器,探知速度、移動(dòng)距離、角度等信息,利用CPU處理數(shù)據(jù),對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分析,判斷路線和需要打掃的地方,能夠自動(dòng)檢測(cè)地面清潔程度,選擇最佳清潔模式,能辨臺(tái)階或樓梯,遇到家具還會(huì)自動(dòng)避讓,快沒電了就自動(dòng)返回充電座充電,外出前還可以預(yù)約指定時(shí)間工作。
科技部服務(wù)機(jī)器人專項(xiàng)專家歐勇盛博士介紹,清潔類機(jī)器人是目前最常見的家用機(jī)器人品類,包括掃地機(jī)器人、除草機(jī)器人、泳池清潔機(jī)器人等,這類機(jī)器人的技術(shù)和市場(chǎng)都比較成熟。
我們也可以把掃地機(jī)器人看作是一種搭載了交互技術(shù)的智能吸塵器,這種智能交互技術(shù)也被運(yùn)用在了目前市面上大熱的智能電視上,人們可以用語音、手勢(shì)與電視進(jìn)行互動(dòng),而其他家電品類也在積極開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品,比如,格蘭仕新一代搭載了交互性智能機(jī)器人系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、單體家電語音控制技術(shù)的微波爐和空調(diào)就已經(jīng)初具家用機(jī)器人的雛形。
另一類產(chǎn)品已經(jīng)成型的家用機(jī)器人是用于娛樂目的的小型機(jī)器人,如聊天機(jī)器人。在國內(nèi),騰訊早在2010年就和中科院合作開發(fā)了結(jié)合即時(shí)通訊技術(shù)和機(jī)器人智能技術(shù)的“小Q”。不過歐勇盛表示,“一方面市場(chǎng)宣傳還不夠,很多人還不知道有這類產(chǎn)品;另一方面成本還沒降下來,市場(chǎng)也在選擇。”他預(yù)計(jì)未來2—3年,這類機(jī)器人會(huì)有較大發(fā)展。
2
學(xué)思考
讓這個(gè)機(jī)器的“大腦”能像人一樣思考并非易事,它涉及到語義分析和理解、知識(shí)構(gòu)建和自學(xué)習(xí)能力、大數(shù)據(jù)處理和挖掘等前沿技術(shù)領(lǐng)域,并需要整合多種信息承載形式(如文字、語音、體感等)的通信和識(shí)別等能力
在醫(yī)院的手術(shù)臺(tái)前,機(jī)器人正在為病人做開顱手術(shù);在月球表面,機(jī)器人正在代替人類采集礦石標(biāo)本……這些并非是科學(xué)幻想,而是正在或?qū)⒁絹淼默F(xiàn)實(shí)。
與清潔機(jī)器人、娛樂機(jī)器人相比,具有更高智能水平、能夠完成較復(fù)雜任務(wù)的智能服務(wù)機(jī)器人更接近人們?cè)诳苹米髌分薪佑|的機(jī)器人形象,它們能夠照顧孩子、看護(hù)老人、操作家電,樣樣在行。
智能型機(jī)器人是最復(fù)雜的機(jī)器人,也是人類最渴望能夠早日制造出來的機(jī)器朋友。然而要制造出一臺(tái)智能機(jī)器人并不容易,僅僅是讓機(jī)器模擬人類的行走動(dòng)作,科學(xué)家們就要付出數(shù)十甚至上百年的努力。
松下曾在2010年為“老人的看護(hù)”開發(fā)了一款“洗發(fā)機(jī)器人”,可以自動(dòng)完成從涂抹洗發(fā)水、按摩到用清水洗凈頭發(fā)的全過程。今年4月,松下宣布為這個(gè)“洗發(fā)機(jī)器人”增加頭皮護(hù)理功能,并將其推廣到普通理發(fā)店中試用。8月,科沃斯在廣州發(fā)布了一款我國自主研發(fā)生產(chǎn)的“人形”機(jī)器人,用戶可通過手機(jī)操控,實(shí)現(xiàn)與家里實(shí)時(shí)的視頻語音互動(dòng),通過智能外設(shè)管理遠(yuǎn)程操控家用電器、煙塵報(bào)警系統(tǒng)和人體感應(yīng)外設(shè),確保家中有人來訪時(shí)第一時(shí)間用短信通知主人,還可根據(jù)客戶需求,從互聯(lián)網(wǎng)抓取相關(guān)信息,播放新聞、天氣、音樂、戲曲等。
不過這類服務(wù)機(jī)器人多數(shù)還停留在試驗(yàn)或者測(cè)試階段,極少進(jìn)入商品化銷售。歐勇盛介紹,這類機(jī)器人的技術(shù)瓶頸還沒有完全突破,而這至少還需要5年的時(shí)間。
目前,家用機(jī)器人已經(jīng)成為機(jī)器人發(fā)展的重要方向,國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)研究報(bào)告顯示,個(gè)人和家庭機(jī)器人市場(chǎng)正在迅速增長(zhǎng),2015年將成為機(jī)器人產(chǎn)業(yè)中的第二大部分,市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到150億美元。《國家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》也已將智能服務(wù)機(jī)器人列為四大優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域之一。
“目前家用機(jī)器人智能化水平還比較低,動(dòng)手能力雖強(qiáng),但思考能力差。此外語言、手勢(shì)等交互能力有待提升,還需增強(qiáng)體驗(yàn)性。”歐勇盛認(rèn)為,家用機(jī)器人在智能化和人機(jī)交互方面有待進(jìn)一步提高。
3
能力強(qiáng)
隨著計(jì)算機(jī)、人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展,智能機(jī)器人已經(jīng)在工業(yè)制造、信息產(chǎn)業(yè)、醫(yī)療設(shè)備、交通等眾多領(lǐng)域中普及,成為了推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要力量。目前工業(yè)領(lǐng)域的一個(gè)現(xiàn)狀是,機(jī)器人已成為先進(jìn)科技應(yīng)用的先導(dǎo)
不僅是在家庭領(lǐng)域,機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。
1959年,美國人英格伯格和德沃爾制造出了世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。這臺(tái)機(jī)器人外形像一個(gè)坦克的炮塔,基座上有一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的大機(jī)械臂,大臂上又伸出一個(gè)可以伸縮和轉(zhuǎn)動(dòng)的小機(jī)械臂,能進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的操作,代替人做一些諸如抓放零件的工作。這被認(rèn)為是第一個(gè)真正意義上的機(jī)器人。
隨著計(jì)算機(jī)、人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展,智能機(jī)器人已經(jīng)在工業(yè)制造、信息產(chǎn)業(yè)、醫(yī)療設(shè)備、交通等眾多領(lǐng)域中普及,成為了推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要力量。
廣州車展上,本田汽車帶來的全新一代ASIMO機(jī)器人能夠自由、連續(xù)地完成步行、高速奔跑、逆向奔跑、單腿跳躍、雙腿跳躍等活動(dòng),即使在崎嶇路面上仍可保持穩(wěn)定姿勢(shì)順利行走。“這些動(dòng)作都是ASIMO在沒有人操作的情況下,自己完成的。”本田汽車的技術(shù)人員介紹說,ASIMO可根據(jù)類似人類視覺、聽覺、觸覺等各類傳感器獲取的信息進(jìn)行綜合判斷,由此推斷周圍的狀況并決定自身的對(duì)應(yīng)行動(dòng)。
ASIMO能夠達(dá)到如此高的智能程度,全因它搭載了全新自律控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)了從“自動(dòng)機(jī)器”到“自律機(jī)器”的進(jìn)化。
目前工業(yè)領(lǐng)域的一個(gè)現(xiàn)狀是,機(jī)器人已成為先進(jìn)科技應(yīng)用的先導(dǎo)。在汽車制造領(lǐng)域,機(jī)器人更是得到廣泛的應(yīng)用。
中國已連續(xù)3年成為全球最大汽車產(chǎn)銷國,目前國內(nèi)已有多家乘用車企業(yè)的年產(chǎn)銷規(guī)模達(dá)到100萬輛以上。在這樣巨大的生產(chǎn)規(guī)模下,為保證汽車制造的效率和質(zhì)量精確度,汽車生產(chǎn)線上出現(xiàn)了越來越多的機(jī)器人工作崗位。
記者從廣汽菲亞特乘用車公司了解到,該公司的整車生產(chǎn)基地里,焊裝車間內(nèi)就有232臺(tái)高集成焊裝機(jī)器人參與工作,它們將車間自動(dòng)化率提高到65%;在總拼工位上,18臺(tái)新一代機(jī)器人同時(shí)工作,完成一臺(tái)車身的焊接只需92秒。而將于明年投產(chǎn)的一汽-大眾佛山工廠,自動(dòng)化程度更是達(dá)到70%,生產(chǎn)節(jié)拍可達(dá)到60秒,即每60秒鐘就能生產(chǎn)一輛汽車。
4
應(yīng)用廣
機(jī)器人的大量應(yīng)用,實(shí)際上是一筆“經(jīng)濟(jì)賬”。自動(dòng)化設(shè)備一次性投入高,但隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和人工成本的增長(zhǎng),從長(zhǎng)時(shí)間看,應(yīng)用機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)比大量應(yīng)用人工更低的成本,因此成為更有優(yōu)勢(shì)的經(jīng)營策略
在汽車生產(chǎn)線上,機(jī)器人都干了些什么活?汽車業(yè)內(nèi)資深“海歸派”、上汽通用五菱乘用車平臺(tái)高級(jí)總監(jiān)錢寧向記者介紹說:“機(jī)器人就是來干體力活的。”
機(jī)器人要干的“體力活”包括車身沖壓、焊接,材料的搬運(yùn)等,這些工序有的重復(fù)性很高;有的要求的精確度很高;還有些容易傷害人的身體健康以及帶有其他危險(xiǎn)性,在這種情況下,只有機(jī)器人可以“奮不顧身”地近距離作業(yè)。
例如,目前一些汽車廠使用先進(jìn)的激光焊接技術(shù),由于激光會(huì)對(duì)人體造成傷害,所以需要在密封的車間里由機(jī)器人完成,工人只需要在車間外操控和察看電腦程序。整個(gè)工位看起來靜悄悄的,卻在進(jìn)行著技術(shù)含量極高的一道工序。機(jī)器手一刷而過就完成焊接,比人工點(diǎn)焊省略掉很多焊點(diǎn),因此效率也要高得多。
不過,機(jī)器人也有干精細(xì)活的時(shí)候,并且是人工所不能代替的,這主要體現(xiàn)在汽車關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)制造上。例如,現(xiàn)在汽車的智能化功能都是通過計(jì)算機(jī)芯片來感應(yīng)實(shí)現(xiàn)的,而生產(chǎn)計(jì)算機(jī)芯片,就必須由機(jī)器人來完成。在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的制造工序中,也需要機(jī)器人的參與。相比整車組裝,機(jī)器人在汽車關(guān)鍵零部件制造的微觀領(lǐng)域中,作用更為突出。
“勞斯萊斯到目前為止,還是純手工組裝生產(chǎn)的,但它的電腦芯片,必定是機(jī)器人制造的。”錢寧說。
問題是,世界最頂級(jí)的豪華汽車勞斯萊斯,為什么一直是手工制造?
“勞斯萊斯再過一百年,估計(jì)也還是人工制造,因?yàn)樗漠a(chǎn)量實(shí)在是太少了,建設(shè)自動(dòng)化生產(chǎn)線不劃算。”錢寧介紹說,在汽車制造中,設(shè)備的先進(jìn)性不完全代表工藝的先進(jìn)性,在效率上也是如此。
由于自動(dòng)化程度的提高,汽車生產(chǎn)節(jié)拍可以快至60秒。但早在一百年前,引發(fā)汽車大眾化風(fēng)潮的“福特T型車”,就實(shí)現(xiàn)了40多秒的生產(chǎn)節(jié)拍,前提是生產(chǎn)線應(yīng)用了密集的人工。同樣,人工如果經(jīng)過精細(xì)的培訓(xùn)和管理,也完全可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的品質(zhì)精確度。
因此,機(jī)器人的大量應(yīng)用,實(shí)際上是一筆“經(jīng)濟(jì)賬”。自動(dòng)化設(shè)備一次性投入高,但隨著汽車廠生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和人工成本的增長(zhǎng),從長(zhǎng)時(shí)間看,應(yīng)用機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)比大量應(yīng)用人工更低的成本,因此成為更有優(yōu)勢(shì)的經(jīng)營策略。用機(jī)器人代替更多人工工序,也是汽車制造行業(yè)的大勢(shì)所趨。
不僅是汽車制造業(yè),電子產(chǎn)品制造業(yè)也是如此。今年的早些時(shí)候,全球最大的電子產(chǎn)業(yè)制造商富士康發(fā)布消息稱,計(jì)劃在未來3年內(nèi)用機(jī)器人來取代100萬名工人,現(xiàn)在富士康的這項(xiàng)計(jì)劃已開始初步實(shí)施。據(jù)報(bào)道,第一批的1萬個(gè)富士康機(jī)器人已經(jīng)到位,而富士康的目標(biāo)是在今年年底前投用富士康機(jī)器人2萬個(gè)。