仿生：開啟智能機(jī)器人的下一個(gè)“黃金時(shí)代”

 

　　仿生機(jī)器人相較于其他移動(dòng)機(jī)器人，具有更大的適應(yīng)性和靈活性，更適合在人類生活、工作的環(huán)境中與人類協(xié)同作業(yè)，或代替人類工作。得益于人機(jī)交互、軟體機(jī)器人控制、機(jī)器人生物行走等新型技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前世界范圍內(nèi)仿生機(jī)器人的研究工作已經(jīng)取得了一定成果。具體來看，仿生機(jī)器人主要分為以下兩大類：

 

　　首先是仿人機(jī)器人。這類機(jī)器人是指模仿人類形態(tài)、運(yùn)動(dòng)、感知和交互功能的機(jī)器人系統(tǒng)。研究人員通過研發(fā)，最終希望仿生機(jī)器人可在危險(xiǎn)環(huán)境下代替人進(jìn)行工作，或在日常生活中為人提供服務(wù)。例如波士頓動(dòng)力公司開發(fā)的液壓驅(qū)動(dòng)雙足步行機(jī)器人Atlas、我國哈爾濱工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)等研制開發(fā)的雙足步行機(jī)器人等。

仿生機(jī)器人

 

　　其次是仿動(dòng)物機(jī)器人。這類仿生機(jī)器人一般都是模仿自然界中的哺乳動(dòng)物、昆蟲、兩棲動(dòng)物等制造的，適合在野外、災(zāi)害現(xiàn)場等特殊環(huán)境下進(jìn)行運(yùn)輸、救援作業(yè)。在這一領(lǐng)域中，小編不得不單獨(dú)提一提我國重點(diǎn)研究的仿魚機(jī)器人。研究仿生機(jī)器魚可以極大提升水下機(jī)器人的效率、性能和復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)能力，代替人類完成長期水下監(jiān)控和作業(yè)。例如北京航空航天大學(xué)研制的SPC系列仿魚機(jī)器人，該型機(jī)器人在水下考古、環(huán)境監(jiān)控中進(jìn)行了應(yīng)用示范。

仿生機(jī)器魚

 

　　據(jù)小編了解，針對不同應(yīng)用需求，國內(nèi)外學(xué)者開發(fā)了各種不同類型的仿生機(jī)器人。其中最令小編嘆服的是德國著名的氣動(dòng)元件和系統(tǒng)的制造商Festo，該公司每年都會推出一些令人嘆為觀止的仿生機(jī)器人。例如連同類都分辨不出真假的的機(jī)器鳥SmartBird，應(yīng)用于海底勘探的仿生水母AquaJelly，全球第一個(gè)能夠模擬飛行狀態(tài)的仿生蜻蜓機(jī)器人BionicOpter以及藝術(shù)品般的蝴蝶仿生機(jī)器人eMotion。

仿生蝴蝶

 

　　雖然現(xiàn)下已經(jīng)有以上那么多的仿生機(jī)器人產(chǎn)品問世，但這些產(chǎn)品中不難看出，各國對于仿生機(jī)器人的研究都還處于初級階段。但如此居高不下的研究熱情也從另一個(gè)方面展現(xiàn)出了仿生機(jī)器人不俗的市場前景。據(jù)麥肯錫預(yù)測，到2025年，全球醫(yī)療、增強(qiáng)人體機(jī)能、個(gè)人和家庭服務(wù)、商業(yè)服務(wù)機(jī)器人規(guī)模化應(yīng)用的潛在經(jīng)濟(jì)影響每年將達(dá)到1.1萬億至3.3萬億美元。

 

　　如此豐厚的市場價(jià)值，當(dāng)然會引起許多國家對仿生機(jī)器人的重視，其中還有不少國家制定了相關(guān)發(fā)展戰(zhàn)略。日本算是其中布局仿生機(jī)器人領(lǐng)域最為積極的。早在2015年1月日本就發(fā)布《機(jī)器人新戰(zhàn)略》。韓國也先后出臺了《智能機(jī)器人促進(jìn)法》、《智能機(jī)器人基本計(jì)劃》、《服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略》，并于2014年8月，發(fā)布了第二個(gè)智能機(jī)器人開發(fā)5年計(jì)劃。而我國的仿生機(jī)器人研究雖然已取得了不少成就，但要趕超那些在仿生機(jī)器人領(lǐng)域深耕多年的國家，就必須解決以下幾個(gè)問題：

 

　　首先是整體技術(shù)水平有待提高。在整體功能、穩(wěn)定性和可靠性方面，我國與日本相比還存在差距，本體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、控制等關(guān)鍵技術(shù)也有待提高。

 

　　其次是精密減速器、伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)器等核心關(guān)鍵零部件長期依賴進(jìn)口，亟須突破。這也是我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的通病，不僅是仿生機(jī)器人領(lǐng)域，其它機(jī)器人領(lǐng)域亦然。

 

　　最后是企業(yè)參與度低。我國仿人機(jī)器人的研發(fā)，大都集中在高?；蜓芯繖C(jī)構(gòu)，而各機(jī)器人企業(yè)真正研究仿生機(jī)器人的寥寥無幾。

 

　　全球仿人機(jī)器人大都處于研發(fā)階段，初步實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。對我國而言，這是一個(gè)良好機(jī)遇，必須把握住仿人機(jī)器人產(chǎn)業(yè)處于起步階段這一契機(jī)，出臺發(fā)展戰(zhàn)略，加大技術(shù)研發(fā)力度，建立共享研究平臺，鼓勵(lì)企業(yè)與機(jī)器人產(chǎn)業(yè)融合，加強(qiáng)相關(guān)人才儲備，最終搶占這一前沿科技的制高點(diǎn)。