各行各業(yè)大顯身手

 

　　在新松機器人的調試裝配車間，最早可追溯到上世紀90年代的“老大哥”——汽車底盤合裝機器人，托舉起汽車底盤的前橋和后橋，緊密追隨吊裝車身完成動態(tài)安裝。與此同時，剛剛發(fā)布的“新朋友”星衛(wèi)來工業(yè)清潔機器人，在移動機器人控制系統(tǒng)的指揮下靈活避障，還能“禮讓”與它發(fā)生干涉的其他機器人。

 

　　工業(yè)機器人是智能制造的基石。2021年，我國工業(yè)機器人產量達36.6萬臺，比2015年增長了10倍，應用覆蓋國民經濟60個行業(yè)大類、168個行業(yè)中類，穩(wěn)居全球第一大工業(yè)機器人市場。2021年我國制造業(yè)機器人密度達到每萬人超300臺，比2012年增長約13倍。

 

　　在3月2日舉辦的北京2022年冬殘奧會火種匯集暨火炬?zhèn)鬟f起跑儀式中，身披“鋼鐵戰(zhàn)衣”的火種匯集選手邵海朋吸引了現(xiàn)場媒體和觀眾的注意。邵海朋曾因高空墜落導致截癱，只能借助輪椅出行。在外骨骼機器人的輔助下，邵海朋不僅能夠獨立行走，還打破了穿戴外骨骼機器人行走馬拉松的世界紀錄。在3月4日北京首鋼園區(qū)的冬殘奧火炬?zhèn)鬟f中，“全國三八紅旗手”楊淑亭也通過外骨骼機器人實現(xiàn)行走，傳遞了當日上午的第二棒火炬。

 

　　據(jù)悉，這些外骨骼機器人由大艾機器人提供。

 

　　“邵海朋穿戴的是大艾新一代AI外骨骼機器人，其關鍵技術在于傳感器優(yōu)化分布及多傳感器信息融合技術基礎上開發(fā)的AI算法和傳感網絡技術，實時判斷使用者的運動意圖，識別多部位的細節(jié)變化并做出步態(tài)反應，輔助使用者‘隨心而動’，實現(xiàn)快走、慢走任意切換。該技術還可以根據(jù)地面特征和周邊地形環(huán)境變化，提供匹配使用者自身能力的運動助力，幫助使用者調整肌肉發(fā)力和掌控步態(tài)姿勢，實現(xiàn)上下樓梯、上下坡等較為復雜的動作。”大艾機器人董事長、北京航空航天大學教授帥梅向《中國電子報》記者指出。

 

圖為大艾機器人的外骨骼機器人產品

 

　　在人力成本逐步提升的背景下，機器人的發(fā)展勢頭也從制造業(yè)蔓延到社會經濟的方方面面。通過“機器人+醫(yī)療”“機器人+物流”“機器人+商用”“機器人+農業(yè)”“機器人+建筑”“機器人+制造”“機器人+礦山”等，機器人已成為助推各行各業(yè)數(shù)字化升級的重要作用。

 

　　在千行百業(yè)落地開花的同時，服務機器人也在走入尋常百姓家。美的AI創(chuàng)新中心推出的家用服務機器人，可以接入IoT設備成為智能家居中控，并提供日程提醒等助理服務和投影等娛樂服務。深圳市人工智能行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，中國家庭服務機器人的市場規(guī)模已經從2013年的9.6億元成長至2020年的114.6億元，復合年增長率達42.5%。

 

　　中國家庭服務機器人市場規(guī)模情況

 

數(shù)據(jù)來源：深圳市人工智能行業(yè)協(xié)會

 

　　“我國走出了一條以‘機器人+應用’深耕優(yōu)勢行業(yè)，帶動技術突破、迭代升級產品、提升產業(yè)規(guī)模的創(chuàng)新發(fā)展路徑。”國家智能制造專家咨詢委員會專家委員、國家智能制造標準化專家咨詢組專家成員郝玉成向《中國電子報》表示：“從最初開發(fā)應用的掃地機器人，到現(xiàn)在機器人在餐飲、教育、醫(yī)療、物流等領域廣泛應用，我國的服務機器人產業(yè)蓬勃發(fā)展，不僅改善和提高著我們的生活質量，未來的前景更加令人期待。”

 

　　產業(yè)鏈條加速完善

 

　　目前，我國基本形成了從零部件到整機再到集成應用的全產業(yè)鏈體系，整機研發(fā)及批量制造能力不斷增強，產業(yè)鏈應變能力和協(xié)同發(fā)展能力持續(xù)提升。

 

　　“機器人的研發(fā)、制造、應用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標志。我國機器人產業(yè)技術水平進一步提升，技術研發(fā)從最初的機器人的單項技術攻關到現(xiàn)在系統(tǒng)技術的突破，在精密減速器、智能控制器、實時操作系統(tǒng)等核心技術研發(fā)上取得了重要進展。”郝玉成說。

 

　　賽迪顧問智能裝備產業(yè)研究中心總經理張凌燕向記者指出，在關鍵零部件及軟件領域，我國諧波減速器的制造技術實現(xiàn)突破、總產能快速增長，控制器、伺服驅動系統(tǒng)等多種產品性能不斷優(yōu)化。在本體制造環(huán)節(jié)，我國大負載多關節(jié)工業(yè)機器人性能持續(xù)提高，協(xié)作機器人等產品實現(xiàn)了從“跟跑”到“領跑”的突破，家用服務機器人產品增勢強勁，骨科手術機器人等醫(yī)療機器人加快臨床應用，礦業(yè)機器人、危險環(huán)境作業(yè)機器人等產品開發(fā)走在世界前列。在系統(tǒng)集成領域，我國工業(yè)機器人系統(tǒng)集成產品不斷深入細分場景，有力地支撐了工業(yè)經濟的快速發(fā)展。

 

　　據(jù)悉，目前機器人行業(yè)內已經有101家專精特新“小巨人”企業(yè)，主營業(yè)務涵蓋伺服電機、減速機、控制器、傳感器等關鍵零部件，工業(yè)軟件、機器視覺、系統(tǒng)集成等軟件技術，機器人整機等產業(yè)鏈關鍵環(huán)節(jié)。

 

　　與此同時，中國企業(yè)加快“走出去”步伐，積極進行全球化布局，合作建立研發(fā)中心，減速器、伺服電機等核心零部件企業(yè)成功進入國際頭部企業(yè)供應鏈體系，合作廣度和深度不斷拓展。

 

　　技術創(chuàng)新勇立潮頭

 

　　在央視2021牛年春晚的舞臺上，身披中國紅和金色祥云紋路的“拓荒牛”機器人迎歌起舞，與演員共同帶來創(chuàng)意表演《牛起來》。據(jù)悉，“拓荒牛”由優(yōu)必選科技研發(fā)。早在2016年，優(yōu)必選研發(fā)的540臺Alpha 1S機器人在春晚登臺齊舞，這些雙足仿人形機器人擁有16個關節(jié)自由度，機器人之間的同步誤差達到毫秒級別的處理能力，在靈活模仿人類肢體動作的同時保持了動作的整齊劃一。相比身長39.8厘米的Alpha 1S，“拓荒牛”本體站立身高83cm、重60kg，最大負重達到15kg。為滿足春晚表演需要，優(yōu)必選團隊攻克了力控關節(jié)、運動控制算法、自主定位導航算法等技術，并基于自主研發(fā)的高精度高帶寬伺服驅動器和高性能實時控制器，讓“拓荒牛”的頭部、四足、尾巴足夠靈活，呈現(xiàn)出科技感十足的表演。

 

　　近年來，在產、學、研、用的協(xié)同攻關下，我國機器人產業(yè)在關鍵核心技術上持續(xù)取得進展，信息感知與導航、多任務規(guī)劃與智能控制等共性技術取得突破，仿生感知與認知、電子皮膚等前沿技術取得部分原創(chuàng)性成果。

 

　　在強化研發(fā)和創(chuàng)新能力的過程中，國內機器人企業(yè)及機構也從多學科交叉和多技術融合的角度，持續(xù)推動機器人產業(yè)的產業(yè)轉型升級和跨越式發(fā)展。

 

　　隨著智能化水平的提升與行業(yè)應用的不斷深入，機器人越來越強調多學科的結合。中國工程院院士趙春江表示，農業(yè)機器人不是農業(yè)的問題，也不單純是工業(yè)問題，而是多學科交叉的問題，包括材料問題、計算科學、智能科學、農業(yè)科學等。國內企業(yè)在推出、迭代機器人產品的過程中，也越來越注重多學科協(xié)同的創(chuàng)新研發(fā)。

 

　　以大艾機器人為例，帥梅向記者表示，下肢外骨骼康復機器人涉及人體生物力學、人體工程學等眾多學科，涵蓋傳感、控制、機械動力、人機交互、工業(yè)設計等領域。“由于下肢外骨骼機器人機械的復雜性、原材料、設備廣譜性、驅動關節(jié)、訓練模式、AI傳感關鍵技術創(chuàng)新等因素，導致外骨骼機器人研發(fā)投入成本高昂，目前我們通過優(yōu)化供應鏈和產品工藝攻克技術成本，依托于自主研發(fā)的獨家技術，通過一種獨特的機械傳動方式的傳動鏈設計，現(xiàn)已將制造成本降低了十倍左右。”帥梅說。

 

　　新一代信息技術與機器人深度融合，讓機器人在更多場景、更大范圍顯身手。北京積水潭醫(yī)院遠程實施“5G+骨科手術機器人”全膝關節(jié)置換手術，為遠在1000公里外的患者完成了全膝關節(jié)置換。南京江北新區(qū)研創(chuàng)園企業(yè)超級隊長聯(lián)合南機智農研究院研發(fā)的“5G+AR”科技智能消殺機器人，讓操作者“身臨其境”地遠程控制移動、自動噴灑消毒，實現(xiàn)遠程安全作業(yè)……

 

　　“北京冬奧會誕生了很多優(yōu)秀的技術融合應用案例，例如以AI技術為主導的各式服務機器人廣泛應用在冰壺比賽、手語轉播、智慧餐廳等公共服務場景，覆蓋從防疫巡檢、賽事服務到日常生活的‘閉環(huán)’，在世界舞臺展現(xiàn)出我國機器人產業(yè)發(fā)展的豐碩成果。”張凌燕說。

 

　　“機器人產業(yè)發(fā)展越來越顯示出戰(zhàn)略新興產業(yè)的特征。市場更加青睞有前景的智能機器人、服務機器人、特殊機器人‘賽道’，機器人行業(yè)內的專精特新‘小巨人’企業(yè)，將以新模式、新業(yè)態(tài)，加快我國機器人新產業(yè)的高質量發(fā)展。”郝玉成說。