在傳統(tǒng)的印象中，工業(yè)機(jī)器人一般都是外表堅(jiān)硬、外形粗壯的龐然大物，它們沒(méi)有思想和感覺(jué)，因此無(wú)法和人類一起“愉快”地工作。如今伴隨著協(xié)同作業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)，這一現(xiàn)象正在發(fā)生改變。

 

　　從2015年工博會(huì)上的機(jī)器人展上可以看到，不少工業(yè)機(jī)器人都走出了“玻璃罩”，可以和人近距離親密接觸。abb、kuka、川崎機(jī)器人……都計(jì)劃在今年開(kāi)始推出能與人協(xié)同工作的機(jī)器人。

 

　　與機(jī)器人一起工作

 

　　在四大機(jī)器人公司之一的abb展臺(tái)，記者親身體驗(yàn)了一次如何與機(jī)器人yumi協(xié)同作業(yè)。

 

　　舉個(gè)例子，讓機(jī)器人遞給你一支筆要分幾步？

 

　　答案總共分五步。首先是定位。要找到目標(biāo)的具體位置需要縮小范圍，將機(jī)械手臂定位在目標(biāo)物品（也就是筆）的上方。其次是精準(zhǔn)拾起，這一步需要機(jī)械臂接觸臺(tái)面。再次是用前端夾緊目標(biāo)物體。接著，將機(jī)器人手臂向上移動(dòng)，與人保持合適距離。最后，讓機(jī)器人松開(kāi)筆。

 

　　不過(guò)，如何來(lái)保證與人協(xié)作的安全性呢？

 

　　abb工程有限公司機(jī)器人部小機(jī)器人全球產(chǎn)品經(jīng)理菲利普告訴記者，“我們把機(jī)器人安置在排球中，然后觀察機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)排球被彈出的距離，我們會(huì)通過(guò)特別的設(shè)計(jì)把傷害降到最低”。另外，yumi擁有一副輕量化的鎂鋁合金骨架以及被軟性材料包裹的塑料外殼，能夠很好地吸收外部的沖擊，在幾毫秒內(nèi)暫停運(yùn)動(dòng)以避免傷害。

 

　　菲利普提到有四個(gè)技術(shù)可以保護(hù)人的安全。比如安全制動(dòng)與手動(dòng)控制、要給機(jī)器安排合適的速度和區(qū)隔，運(yùn)動(dòng)的速度越快，就越需要人與機(jī)器人相隔較遠(yuǎn)的距離，同時(shí)對(duì)機(jī)器人的設(shè)置要進(jìn)行功率和力的控制，以及劃分人與機(jī)器的共享區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)機(jī)器能夠感知到人并將速度和功率放緩，而在純機(jī)器工作的區(qū)域內(nèi)則可以快速進(jìn)行工作。

 

　　中外差距幾何

 

　　發(fā)那科在中國(guó)地區(qū)首次發(fā)布的協(xié)作機(jī)器人cr-35ia是個(gè)“力量型”選手，其手腕部最大負(fù)載達(dá)到35kg。這款機(jī)器人綠色的罩殼可以緩和沖擊力，接觸到人時(shí)，就會(huì)立刻安全地自動(dòng)停止。

 

　　kuka推出的lbriiwa機(jī)器人是一個(gè)靈敏的集合體，可以在不同區(qū)域內(nèi)進(jìn)行速度和力量的切換。為了確保這種復(fù)位精度，需要馬達(dá)和減速器的密切配合滿足機(jī)器人的最佳速度和人機(jī)協(xié)作相結(jié)合。

 

　　不過(guò)，這并非外國(guó)的專長(zhǎng)。菲利普在聊起他的中國(guó)同行時(shí)表示：“我認(rèn)為他們?cè)谑袌?chǎng)上做得也很好，反應(yīng)速度越來(lái)越快，質(zhì)量也越來(lái)越好。”

 

　　這次，新松機(jī)器人在工博會(huì)上就首次推出了7軸的柔性多關(guān)節(jié)機(jī)器人。其展示的方法也十分特別：由武術(shù)表演家和機(jī)械舞舞者進(jìn)行了太極推手和舞蹈互動(dòng)。當(dāng)然，展示之外，它也滿足精密裝配、產(chǎn)品包裝、打磨、檢測(cè)、機(jī)床上下料等工業(yè)操作需要。

 

　　中科新松有限公司副總裁楊躒告訴記者，人機(jī)互動(dòng)的技術(shù)難點(diǎn)在于“能夠遇到障礙物時(shí)及時(shí)停下來(lái)，這是以前傳統(tǒng)機(jī)器人做不到的”，還有“對(duì)環(huán)境進(jìn)行感知和預(yù)判”。而這要?dú)w功于特別的柔順力系統(tǒng)，即對(duì)用力進(jìn)行主導(dǎo)的控制有位置感知，能進(jìn)行人機(jī)協(xié)作，一旦察覺(jué)力量變化，機(jī)器人會(huì)馬上停止工作。

 

　　目前，中國(guó)已成為全球最大、增長(zhǎng)最快的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)。2014年，中國(guó)市場(chǎng)的工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)量超過(guò)5.7萬(wàn)臺(tái)，同比勁增56%，占全球銷(xiāo)量的25%。但從工業(yè)機(jī)器人使用密度來(lái)看，中國(guó)市場(chǎng)仍然擁有巨大的發(fā)展?jié)摿?。?guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2014年我國(guó)每萬(wàn)名產(chǎn)業(yè)工人所擁有的機(jī)器人數(shù)量?jī)H有36臺(tái)，低于世界平均水平（66臺(tái)），更是遠(yuǎn)低于自動(dòng)化程度較高的韓國(guó)（478臺(tái)）、日本（314臺(tái)）和德國(guó)（292臺(tái)）。

 

　　關(guān)于機(jī)器人和人的協(xié)同，楊躒很認(rèn)同中國(guó)工程院院士蔣新松的觀點(diǎn)：柔性與人工智能會(huì)決定機(jī)器人發(fā)展的總趨勢(shì)，也是機(jī)器人發(fā)展的必由之路。

 

　　蔣新松被譽(yù)為“中國(guó)機(jī)器人之父”。他在1996年11月發(fā)表的論文《未來(lái)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展方向的探討》中提到“在高級(jí)機(jī)器人的人機(jī)遙控和監(jiān)控中，人主要的工作是對(duì)機(jī)器人所處的環(huán)境進(jìn)行分析及判斷，根據(jù)給定的命令，以人機(jī)交互的方式作出決策及制定機(jī)器人的行動(dòng)規(guī)劃”。而在論文發(fā)表近二十年后，這些構(gòu)想終于真的要成為現(xiàn)實(shí)。