自從阿爾法狗戰(zhàn)勝李世石之后,人工智能成了全世界熱議的焦點(diǎn),似乎人工智能變得無所不能。不久前,馬斯克在迪拜世界政府首腦會(huì)議上更是發(fā)出“人應(yīng)該與機(jī)器結(jié)合,變成半機(jī)器人”的驚世言論。
21 世紀(jì)以后,人類開始步入老齡化社會(huì),發(fā)展“仿人機(jī)器人”可以彌補(bǔ)勞動(dòng)力的不足,此外,也能為養(yǎng)老服務(wù)、家庭服務(wù)提供支持。到目前為止,“仿生機(jī)器人”已經(jīng)經(jīng)歷了三個(gè)階段,正向第四階段邁進(jìn)。
近日,MORDY這款逆天機(jī)器人成為機(jī)器人研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。MORDY仿生機(jī)器人來自INNFOS公司,這是一家由三個(gè)不同年齡,不同專業(yè),不同工作經(jīng)歷的人創(chuàng)立的公司。得益于伺服電機(jī)系統(tǒng)等技術(shù)的不斷革新,INNFOS在仿生機(jī)器人方面的研究工作已經(jīng)取得了有效的成果。
當(dāng)仿生機(jī)器人遇到人工智能
仿生機(jī)器人學(xué)是機(jī)器人研究中一個(gè)熱門的領(lǐng)域。人們?cè)噲D從動(dòng)物身上獲取靈感,并運(yùn)用到機(jī)器人身上,使它們可以運(yùn)用于戶外,比如服務(wù)用機(jī)器人、搜救機(jī)器人等,它們可以應(yīng)對(duì)一些復(fù)雜的地形場(chǎng)景。
仿生機(jī)器人誕生到發(fā)展短短數(shù)十年,積累的研究成果已經(jīng)非常豐碩,開辟了機(jī)器人領(lǐng)域獨(dú)特的技術(shù)和研究方法。目前,日本、美國(guó)、韓國(guó)、歐洲是全球工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)的傳統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo)者,但近年來全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局不斷發(fā)生變化,日益崛起的中國(guó)機(jī)器人公司進(jìn)軍機(jī)器人市場(chǎng),正逐漸形成機(jī)器人領(lǐng)域新的競(jìng)爭(zhēng)格局。
機(jī)器人是按照科學(xué)家預(yù)先寫好的一段代碼運(yùn)行,電機(jī)受代碼控制,代碼怎么寫,機(jī)器人就怎么動(dòng),這被認(rèn)為是機(jī)器人和人類的最大區(qū)別之一。不過,隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展,背靠著大數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí),現(xiàn)在更類似于人類的機(jī)器人也屢見不鮮,比如INNFOS公司的MORDY就是一個(gè)例子。
經(jīng)過五代技術(shù)積累,從舵機(jī)連線到純電機(jī)驅(qū)動(dòng),INNFOS單只機(jī)械手臂已經(jīng)達(dá)到17個(gè)自由度,配合具有深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電機(jī)控制算法,MORDY的手部動(dòng)作將實(shí)現(xiàn)智能動(dòng)作學(xué)習(xí),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能力反饋和動(dòng)作判斷。另外,還可以配合VR技術(shù),觀察機(jī)器人動(dòng)態(tài),并與之進(jìn)行交流互動(dòng),實(shí)現(xiàn)“高智商”機(jī)器人。
可見,這個(gè)團(tuán)隊(duì)在這個(gè)方向上又邁了一大步。
仿生機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)突破,應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)怎樣的跨越?
仿生機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)突破,主要在于其運(yùn)動(dòng)的“心臟“:伺服電機(jī)系統(tǒng)。機(jī)器人在運(yùn)行過程中,是通過伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)多自由度的運(yùn)動(dòng)的。如果對(duì)機(jī)器人運(yùn)行的動(dòng)作速度、精度要求高的話,實(shí)際就是要求伺服電機(jī)的響應(yīng)速度、控制精度要足夠高。
在機(jī)器人實(shí)際運(yùn)行時(shí),往往伺服電機(jī)是處于各種加減速、正反轉(zhuǎn)狀態(tài),那就對(duì)伺服電機(jī)的短時(shí)過載能力、慣量適應(yīng)范圍、頻率響應(yīng)帶寬、轉(zhuǎn)速/扭矩響應(yīng)時(shí)間提出了很高的要求。
與工業(yè)機(jī)械臂不同,仿生機(jī)器人需要把各種復(fù)雜的電路與驅(qū)動(dòng)元件集成在一個(gè)與人體相似大小的空間里,甚至更小,而現(xiàn)在世界上主流市場(chǎng)還是工業(yè)用電機(jī)及配套系統(tǒng),在沒有形成規(guī)模市場(chǎng)的情況下,大的電機(jī)廠商也不會(huì)針對(duì)仿生機(jī)器人專門設(shè)計(jì)配套解決方案。為了解決這個(gè)問題,INNFOS率先開發(fā)具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),促使中國(guó)早日擺脫仿生機(jī)器人技術(shù)方面的限制。
除此之外,在仿生機(jī)器人方面我們需要提高自主創(chuàng)新能力、利用科技提高效率降低成本、進(jìn)行進(jìn)一步行業(yè)規(guī)范,依托人工智能發(fā)展趨勢(shì),逐漸提高品牌的認(rèn)可度。
仿生機(jī)器人尚處初級(jí)階段,但未來可期
由于學(xué)科的交叉性,“仿生”機(jī)器人仍然存在諸多問題。要讓機(jī)器人實(shí)現(xiàn)科幻電影里的行動(dòng)恐怕還尚早。例如加州大學(xué)伯克利分校最近利用深度學(xué)習(xí)使得人形機(jī)器人可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的積木對(duì)接工作,但仍然受限于物體、環(huán)境以及任務(wù)的復(fù)雜程度。
在國(guó)外,很多仿生機(jī)器人企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自主核心算法,并且擁有自己的核心元件。但對(duì)于國(guó)內(nèi)的企業(yè)來說,首先,大量的資金和人才就成為了很大的限制,其次,中國(guó)在工業(yè)設(shè)計(jì)和品牌建設(shè)方面的能力仍然有待加強(qiáng)。
盡管如此,人工智能經(jīng)過不斷發(fā)展,已經(jīng)不再僅限于底層的算法了。如電機(jī)的智能運(yùn)動(dòng)控制以替代目前流行的經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論,還有機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)解算中。INNFOS在運(yùn)動(dòng)控制和新型伺服系統(tǒng)技術(shù)上已經(jīng)做了突破性的研究,并試圖將深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法應(yīng)用于電機(jī)控制,從而使機(jī)器人的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)具有學(xué)習(xí)能力。
這些都意味著一個(gè)新的時(shí)代的來臨。