最近几年,随着人工智能、物联网、无人驾驶、智能交通等新技术的兴起,机器人也逐渐开始以各种形式进入人们的日常生活,各种家用机器人、服务机器人层出不穷。家用扫地机器人因为价格适中而最先走进千家万户。家用扫地机器人具有一定的智能,可以自动在房间内完成吸尘、拖地等清理工作。2022年冬奥会上媒体餐厅由机器人完成的全智能炒菜送菜服务就大出了一次风头。情感机器人是近年出现的新类型,以算法技术赋予机器人以“人类的情感”,使之具有表达、识别和理解喜乐哀怒,模仿、延伸和扩展人的情感的能力,可以陪伴儿童和老人。著名的比如索尼公司的Aibo机器狗,还有软银集团的Pepper机器人。

现代机器人是一个由各种高科技子系统集成的复杂系统,一般包含处理器(Processor)、 传 感 器(Sensor)、 控 制 器(Controller)、 执 行 器(Actuator),以及一般装在机器臂(Arm)末端的各种功能套件(Effector)等几个部分。机器人系统复杂,具有跨学科的技术特性,主要包括软件和硬件两大部分,基本囊括机械、电子、控制、制造加工等技术工程大类。最近机器人技术又延伸到了人工智能领域,变得能更自然地和人类交流,移动更灵活,功能越来越多样化,甚至与生物科技、神经科学等新领域相结合。

Rethink Robotics 研发的Baxter蓝领机器人(the Blue-Collar Robot),学术上也称为协作机器人,具有安全廉价、极易编程和互动的特点,可以在制造业流水线上和人协同完成任务,是人类的好帮手。它的出现也意味着传统工业机器人技术发展的多个瓶颈被打破。

为保证工作人员安全,早期的协作机器人没有内在的动力来源,一般的动力是由人类工作者提供的。其功能是以与工作人员合作的方式,通过重定向或转向有效载荷来允许计算机控制运动。进化后的协作机器人则提供了有限的动力,而且添加了多个传感器来监控机器人和合作人员的状态,以保证人员的安全。虽然现阶段离实现具有优秀的通用性、人机友好、价格适中等目标还有非常多的挑战,但是协作机器人力图将人与机器人早期的服务关系变为伙伴关系,开启了机器人研究新的一页。这些研究也从一开始单纯的应用功能叠加,逐渐演化到追求工作关系和结构的改变。人和机器人的团队合作,相比人或者机器人单独工作,能大幅提高工作效率。

以Baxter为例,协作机器人技术的标志是柔性机械臂,具有摄像头、声呐、力反馈、碰撞检测等多种传感器,使人和机器人互动变得更安全。通过操作人员“手把手”的示范教学,降低了任务编程的门槛,使机器人可以更快、更容易地适应新任务,非常适合中小企业小批量生产和不断缩短的产品生产周期。它们的体积也较小,通常可以放在工作台旁边,帮助从业人员完成高度重复性的工作,如采摘、放置、包装、胶合、焊接等。最后,和传统工业机器人相比,协作机器人的价格也更低廉。

协作机器人代表了机器人技术的最新发展趋势,代表了人和机器人之间关系的进化,由工具变成真正的助手。协作机器人市场最近几年也被极度看好。据国际机器人联合会(IFR)的数据显示, 2016年全球工业机器人销量为29.4万台,全球工业机器人保有量为182.8万台。伯克莱资本预测,全球协作机器人市场将从2015的1.16亿美元增长到2025年的115亿美元,主要会被应用在物品挑拣、包装、流水线上的零部件组装、材料整备、操作其他机器等,预计会在中小规模的制造业、医药、电子零部件等领域大规模应用。

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