http://kadhoai.com.cn 2026-04-26 17:37:45 來源:解放日報
每(mei)個(ge)人(ren)孩(hai)提(ti)時(shi)代(dai)都(dou)曾(zeng)在(zai)漫(man)畫(hua)書(shu)或(huo)是(shi)電(dian)視(shi)機(ji)中(zhong)看(kan)到(dao)過(guo)一(yi)個(ge)個(ge)精(jing)巧(qiao)靈(ling)活(huo)的(de)機(ji)器(qi)人(ren),也(ye)曾(zeng)夢(meng)想(xiang)著(zhe)有(you)一(yi)天(tian)他(ta)們(men)可(ke)以(yi)跟(gen)我(wo)們(men)一(yi)起(qi)玩(wan)耍(shua),甚(shen)至(zhi)陪(pei)伴(ban)我(wo)們(men)生(sheng)活(huo)。當(dang)然(ran),這(zhe)些(xie)夢(meng)想(xiang)隨(sui)著(zhe)我(wo)們(men)的(de)成(cheng)長(chang)而(er)逐(zhu)漸(jian)塵(chen)封(feng)在(zai)記(ji)憶(yi)中(zhong)。
生命隨著歲月而老去,但人的夢想永遠不會停止。伴隨著一代代人的努力,一個個曾經隻存在於我們腦海裏的機器人正慢慢走進現實“深藍”denggaoxinrengongzhinengjiqirenzaoyizhanxianchuyurenleibuxiangshangxiadezhihui,zidonghuabanyunjiqirenyishigongyelingyubibukeshaodebangshou,haiyoulingqiaobianjiedejiayongjiqirenzhengzouruqianjiawanhu。
下xia麵mian我wo們men就jiu從cong研yan發fa入ru手shou,帶dai您nin看kan看kan從cong實shi驗yan室shi裏li走zou出chu來lai的de上shang海hai機ji器qi人ren,詳xiang細xi介jie紹shao上shang海hai機ji器qi人ren產chan業ye發fa展zhan現xian狀zhuang以yi及ji未wei來lai發fa展zhan趨qu勢shi,希xi望wang能neng勾gou勒le出chu一yi份fen詳xiang盡jin的de上shang海hai機ji器qi人ren地di圖tu。我wo們men可ke能neng會hui談tan到dao一yi些xie技ji術shu問wen題ti,但dan這zhe些xie技ji術shu展zhan示shi的de卻que是shi上shang海hai經jing濟ji未wei來lai的de競jing爭zheng力li。
工業機器人:資格最老,技術最成熟
在上海大眾帕薩特轎車的座椅生產線上,一個個機器人“工人”正緊張地忙碌著。他們舞動著靈巧的“手臂”,將螺母準確且快速地焊接到汽車部件上。
這zhe裏li的de機ji器qi人ren大da部bu分fen都dou由you上shang海hai交jiao大da機ji器qi人ren研yan究jiu所suo研yan發fa。目mu前qian全quan世shi界jie數shu量liang最zui多duo的de機ji器qi人ren,就jiu是shi如ru帕pa薩sa特te生sheng產chan線xian上shang這zhe樣yang的de工gong業ye機ji器qi人ren。它ta們men的de形xing狀zhuang和he動dong作zuo很hen多duo隻zhi是shi模mo仿fang了le人ren的de手shou臂bi。
“上世紀60年代初美國誕生了人類曆史上第一台機器人,就是工業機器人。”上海大學終身教授、上(shang)海(hai)機(ji)器(qi)人(ren)研(yan)究(jiu)所(suo)所(suo)長(chang)方(fang)明(ming)倫(lun)說(shuo),日(ri)本(ben)最(zui)早(zao)實(shi)現(xian)了(le)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)產(chan)業(ye)化(hua)。從(cong)美(mei)國(guo)引(yin)進(jin)機(ji)器(qi)人(ren)技(ji)術(shu),日(ri)本(ben)政(zheng)府(fu)對(dui)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)產(chan)業(ye)和(he)應(ying)用(yong)實(shi)施(shi)了(le)積(ji)極(ji)的(de)扶(fu)植(zhi)政(zheng)策(ce),僅(jin)用(yong)了(le)十(shi)幾(ji)年(nian)時(shi)間(jian),便(bian)實(shi)現(xian)了(le)產(chan)業(ye)化(hua)與(yu)推(tui)廣(guang)應(ying)用(yong)。
上海是中國最早開始研發工業機器人的地方。 1985年5月9日,上海機器人研究所在上海工業大學(上海大學的前身之一)成立。在第二天的《解放日報》頭版上還刊登了這條消息。報道寫道:在(zai)新(xin)成(cheng)立(li)的(de)機(ji)器(qi)人(ren)研(yan)究(jiu)所(suo)的(de)實(shi)驗(yan)室(shi)裏(li),人(ren)們(men)觀(guan)看(kan)了(le)從(cong)日(ri)本(ben)引(yin)進(jin)的(de)兩(liang)台(tai)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)操(cao)作(zuo)表(biao)演(yan)。一(yi)台(tai)機(ji)器(qi)人(ren)正(zheng)抓(zhua)著(zhe)毛(mao)筆(bi)蘸(zhan)墨(mo)汁(zhi)寫(xie)大(da)楷(kai),另(ling)一(yi)台(tai)在(zai)抓(zhua)一(yi)件(jian)工(gong)具(ju)。
親身參與上海機器人研究所成立的方明倫還記得,當時研究所最重要的任務就是率先研製出上海的工業機器人樣機。
不久之後,中國首批工業機器人便在上海誕生了。上海交大研發出了“上海1號”與“上海3號”,一個是焊接機器人,一個是噴漆機器人;上海機器人研究所研發出了“上海2號”與“上海5號”,一個是通用工業機器人,一個是澆注工業機器人;上海科學技術大學(上海大學前身之一)研發出“上海4號”,是橋架式機器人。
如今在上海交大與上海大學的實驗室裏,還保留著這些中國最早機器人原型。記者在上海大學的實驗室見到了“上海2號”:黃色的身體,最原始的機械手臂,通過操作依然可以靈巧地搬運貨物、焊接等。據說,“上海2號”曾為桑塔納轎車焊接過零部件。焊接質量之高,讓當時在現場參觀的法國專家讚不絕口。
經過20多年的發展,上海研發的工業機器人能做的事情更多了,焊接、噴塗、搬運、裝配、切割等都是“小菜一碟”。
“工業機器人資格最老,技術水平已經非常成熟了。”上海交大機械與動力工程學院副院長、上海交大機器人研究所所長朱向陽教授說。如今,工業機器人被廣泛應用於汽車以及汽車零部件製造業、機械加工行業、電子電氣行業、橡膠及塑料工業、食品工業、wuliudengzhuduolingyuzhong。anzhaorenmengeitamenshixianbianzhihaodechengxu,yisibugoudigongzuo,tamenbupapilao,yebuhuixiangrenyinjingshenpifahuoqingxubodongerchuchacuo。
家用機器人:總有一天會走進生活
感覺悶了,讓機器人唱段小曲兒聽聽!
在上海市機械自動化及機器人重點實驗室裏,一個身穿戲服、塗著花臉的機器人踱著台步,走到台前,有板有眼地給記者唱起京戲來。
【背景】
“第三次工業革命”即將來臨!
英國知名雜誌《經濟學人》日前發表的《第三次工業革命》一文提出:一係列新技術的發明和運用,讓製造業數字化革命正在我們身邊發生軟件更加智能、機器人更加巧手、網絡服務更加便捷。這一數字化革命將引領第三次工業革命。
yuyiwanglicigongyegemingyiyang,disancigongyegemingyehuiduizhizaoyedefazhandailaijudayingxiang,tajianggaibianzhizaoshangpindefangshi。jinhouzhizaoyejingzhenglidegaodijiangbuzaiqujueyu“成本”而是取決於“技術”。
對於製造業大國中國,第三次工業革命意味著更多挑戰與機遇。 《第三次工業革命》一文作者保羅·maijilishuo,lishidechelunjihuhuidaoleyuandian,henjiuyiqianbeizhongguodengxinxingguojiaqiangzoudegangwei,kenengyouyaozhongxinhuidaofadaguojiashouzhong。danruguozhongguozaibenshijishangbanyeshixianduidisancigongyegemingjichusheshidegoujian,kenenghuichengweixiayicigongyegemingdelingjunren。
上海始終站在中國經濟改革的前沿。如何迎接第三次工業革命帶來的挑戰與機遇,應該成為上海重點研究的課題。
其實,第三次工業革命最核心的就是 “人工智能數字製造技術”,erzheyijishuzuijizhongdetixianbianshijiqiren。dangqian,yijiqirenweidaibiaodezhinengzhizaomoshizhengzaiquanqiufanweineixingcheng。shanghaizuoweizhongguozuizaokaizhanjiqirenyanjiudedifang,yeshizhongguozuizhuyaodejiqirenchanyejijuquzhiyi,jiqirenchanyeliyingchengweishanghaiyingjiedisancigongyegemingdeqierukou。
【機器人ABC】
機(ji)器(qi)人(ren)是(shi)具(ju)有(you)人(ren)體(ti)部(bu)分(fen)器(qi)官(guan)功(gong)能(neng)的(de)自(zi)動(dong)機(ji)器(qi)。它(ta)的(de)外(wai)形(xing)可(ke)以(yi)是(shi)多(duo)種(zhong)多(duo)樣(yang)的(de),可(ke)以(yi)像(xiang)人(ren)一(yi)樣(yang)或(huo)像(xiang)人(ren)的(de)某(mou)一(yi)部(bu)分(fen),也(ye)可(ke)以(yi)按(an)照(zhao)它(ta)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)功(gong)能(neng),不(bu)拘(ju)一(yi)格(ge)地(di)設(she)計(ji)成(cheng)各(ge)種(zhong)形(xing)狀(zhuang),隻(zhi)要(yao)這(zhe)種(zhong)構(gou)造(zao)能(neng)充(chong)分(fen)發(fa)揮(hui)其(qi)應(ying)有(you)的(de)性(xing)能(neng)並(bing)易(yi)於(yu)製(zhi)造(zao)。
按照應用領域和技術特點,機器人分為工業機器人與服務機器人。
工業機器人是應用於生產製造領域的機器人,是製造業智能化的核心部分。
服務機器人又分為專用與家用兩種。專用機器人是專門從事軍事、公共安全、勘探、航空與醫療等的機器人,也叫特種機器人。家用機器人主要指康複、家務及娛樂機器人,具有醫療、助老助殘、教育和娛樂等功能。
權威聲音:上海機器人產業發展選擇什麼路徑
《上海市科學和技術發展“十二五”規劃》提到:發展智能機器人。 “重點研究智能機器人機構設計、製造工藝、智能控製和人機交互等共性技術,攻克機器人建模、感知、多機器人協調等核心技術;自主研發機器人本體、精密減速器、伺服驅動器和電機、嵌入式控製器等核心零部件,形成機器人成套設計、應用能力和模塊化功能部件生產能力,實現六自由度高速輕載和重載工業機器人、特種機器人以及服務機器人產業化。推進智能機器人區域性研發中心、製造中心建設。 ”
《上海中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》提到:發展服務機器人。 “建立開放式智能服務機器人平台,攻克相關的核心基礎技術、單元技術和係統集成技術,開發滿足不同需求的各類服務機器人,製造滿足家用、教育、助老助殘、醫療、反恐、救災等需要的產品,形成係列化型號,並在世博會上展示重點產品。 ”
一yi個ge產chan業ye能neng否fou發fa展zhan起qi來lai,關guan鍵jian在zai於yu路lu徑jing選xuan擇ze。作zuo為wei中zhong國guo最zui早zao開kai展zhan機ji器qi人ren研yan究jiu的de地di方fang,也ye是shi中zhong國guo最zui主zhu要yao的de機ji器qi人ren產chan業ye集ji聚ju區qu之zhi一yi,上shang海hai的de機ji器qi人ren產chan業ye發fa展zhan路lu徑jing應ying該gai如ru何he選xuan擇ze呢ne?
其實,在《上海市科學和技術發展 “十二五”規劃》與《上海中長期科學和技 術 發 展 規 劃 綱 要(2006-2020年)》中,已經相對明確地指出了上海機器人的發展路徑:一是攻克智能機器人涉及的核心技術難題;二是重點發展服務機器人。
上海市科委總工程師陳傑解釋說:上海已經成為中國最大的機器人產業集聚區,世界四大機器人巨頭不約而同地將中國總部設在上海,本土機器人企業不斷湧現、高速成長,人才團隊、技術儲備和產業配套條件初具規模。當然我們也清醒地認識到,中國的機器人研發起步相對較晚,但整體研發實力距離日本、meiguoyuouzhouguojiahaiyouhendachaju,qianyanjishuheguanjianjishumofangjiaoduo,quefachuangyilinianheyuanchuangxingchengguo,suirannenggoushixianxitongjicheng,zaiguanjianlingbujianyukekaoxingfangmianyuguowaiyouxiangdangchaju。zaichuantongdegongyejiqirenlingyu,riben、德(de)國(guo)和(he)瑞(rui)士(shi)等(deng)幾(ji)大(da)機(ji)器(qi)人(ren)公(gong)司(si)已(yi)經(jing)基(ji)本(ben)壟(long)斷(duan)全(quan)球(qiu)市(shi)場(chang),中(zhong)國(guo)機(ji)器(qi)人(ren)要(yao)想(xiang)進(jin)入(ru)其(qi)中(zhong)非(fei)常(chang)困(kun)難(nan)。目(mu)前(qian),中(zhong)國(guo)市(shi)場(chang)上(shang)應(ying)用(yong)的(de)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)關(guan)鍵(jian)基(ji)礎(chu)部(bu)件(jian)大(da)多(duo)為(wei)進(jin)口(kou),產(chan)品(pin)設(she)計(ji)、材料與工藝技術、係統集成與國外存在較大差距,沒有形成相應的標準化、mokuaihuayukehuhuanxingderuanyingjianjigongnengmokuai。shanghaizaijishuyanfashangyaoyiciweitupokou,zhengquzaoriyanfachuguanjiangongyijishuyuhexinbujianjishu,tongshijiejuebiaozhunhua、模塊化的問題,以此帶動機器人係統集成技術的研發。
此外,隨著社會老齡化問題日益凸顯,適用於家庭扶老助殘、jiaoyuyuledefuwujiqiren,juyoujudadeshichangqianli。congquanqiulaishuo,fuwujiqirendeyingyongbingbuguangfan,henduoxiangguanjishugeguodouhaichuyushiyanshijieduan,zhenzhengdexingyebazhuyemeiyouchuxian。xiangduilaishuo,zhongguozaifuwujiqirenfangmianyuguowaidechajubingmeiyounameda。yincishanghaiyaochaoqianbushu,zhengquweilainengzaifuwujiqirenlingyuqiangdeyixizhidi。
因此,上海的機器人發展戰略為“錯位競爭,整機牽引,以本土市場培育技術能力”,就是要避開外企對機器人技術路徑的鎖定效應,避開外企所壟斷的傳統機器人市場(如:汽車和電子製造),快速進入外企還未完全壟斷的市場,上海有應用基礎、技術要求適中的新興市場(如:服務機器人)。
“現在上海機器人產業已經進入用研發推動應用的階段。”上海市科委高新技術產業化處處長郭延生說,2005至2011年7年間,市科委共在機器人方向布局81個項目,項目總經費約2.37億元,其中科委資助5537萬元,通過設立重大攻關項目,建立產業創新聯盟,以企業為主體,建立適應機器人產業發展的技術創新體係。 2010年世博會上,上海研發的炒菜機器人、助老機器人、機器人樂隊等各種服務機器人都得到很好的展示,也提高了市場對這一產業的接受程度。最近兩年,一批有實力、有眼光的企業加速進入了這個市場。
在陳傑看來,上海機器人產業應該在政府政策的引導下,以企業為主體,高校和科研院所協同,三方共同努力將產業做大。“作為主體的企業在其中的作用尤為重要。上海未來的製造業必然向綠色製造、智zhi能neng製zhi造zao與yu高gao端duan製zhi造zao方fang向xiang發fa展zhan,核he心xin體ti現xian之zhi一yi就jiu是shi機ji器qi人ren的de應ying用yong。上shang海hai機ji器qi人ren市shi場chang是shi巨ju大da的de,關guan鍵jian是shi看kan企qi業ye有you沒mei有you眼yan光guang與yu魄po力li抓zhua住zhu這zhe個ge機ji會hui。不bu過guo,科ke技ji創chuang新xin不bu是shi一yi兩liang天tian能neng做zuo成cheng的de,機ji器qi人ren產chan業ye也ye不bu可ke能neng在zai一yi夜ye間jian長chang大da。因yin此ci,需xu要yao上shang海hai企qi業ye具ju備bei長chang遠yuan發fa展zhan的de戰zhan略lve眼yan光guang,不bu但dan要yao下xia定ding決jue心xin去qu做zuo,並bing要yao做zuo好hao長chang期qi發fa展zhan的de準zhun備bei。 ”
對話專家:上海機器人要實施跨越式快速發展
方明倫,國家級專家、上海大學終身教授、上海機器人研究所所長,已經年過花甲的他至今依然忙碌在機器人研發領域。從上世紀80年代開始,方明倫就多次作為機器人專家參與上海經濟發展規劃的擬定,見證了20多年來上海機器人在實驗室中的成長壯大,他也曾多次在各種場合呼籲上海要加快智能機器人研發。上周,記者(以下簡稱“記”)在上海大學的一間辦公室裏采訪了方明倫(以下簡稱“方”)。
記:機器人產業在上海到底有多大的市場潛力?
方:中國擁有的工業機器人數量和密度與日本、美國和德國等國家有很大差距。在絕對數量上,中國的機器人數量僅為日本的18%、德國的35%;在工業機器人應用最多的汽車產業,每萬名工人中機器人數量隻有90台,而日本有1600多台,美國有800多台。從這個角度看,工業機器人在中國的缺口很大。
具體到上海的情況。飛機製造、船舶製造、汽車製造、核電和電子等領域,對工業機器人的需求量最多,上海一直以來就大力發展這類精密製造業,而且“十二五”期間上海會繼續在這些領域發力,所以工業機器人在上海發展的市場潛力巨大。
此外,上海老齡化的人口結構對家庭機器人產生旺盛的需求。上海是中國第一個進入人口老齡化的城市。有統計顯示,截至2011年底,全市戶籍60歲及以上老年人口為347.76萬,占總人口的24.5%;而“十二五”期間,上海市進入人口老齡化加速發展期,預計到2015年末,戶籍60歲及以上老年人口將超過430萬,比例接近30%。隨著生活水平進一步提高,上海會非常需要具有醫療、助老助殘、教育和娛樂功能的家庭機器人。
記:經過20多年的發展,上海的機器人研發實力處於什麼水平?
方:全球機器人研發水平最高的是日本、美國與歐洲國家。尤其是日本在工業機器人領域研發實力非常強,全球曾一度有60%的工業機器人都來自日本。美國則在特種機器人研發方麵全球領先。不僅是研發,從機器人產業上來說,日本、美國與歐洲國家也基本處於壟斷地位。目前國際產業界有四大巨頭:日本FANUC(發那科)與YASKAWA(安川電機)、瑞士的ABB、德國的KUKA(庫卡),其中前三家企業在全球的機器人銷量都突破了20萬台,KUKA的銷量也突破了15萬台。
中國的機器人研發起步相對較晚,個別技術上能達到領先水平,但整體研發實力距離日本、美國與歐洲國家還有很大差距。
[page_break]
上海擁有較好的人才團隊與技術儲備:以上海大學、上海交大為代表的研究機構主要從事工業機器人與特種機器人的研發;以複旦大學、同(tong)濟(ji)大(da)學(xue)為(wei)代(dai)表(biao)的(de)研(yan)究(jiu)機(ji)構(gou)主(zhu)要(yao)從(cong)事(shi)機(ji)器(qi)人(ren)智(zhi)能(neng)控(kong)製(zhi)的(de)研(yan)發(fa)。上(shang)海(hai)一(yi)些(xie)民(min)營(ying)企(qi)業(ye)也(ye)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)自(zi)主(zhu)研(yan)發(fa)能(neng)力(li),如(ru)上(shang)海(hai)沃(wo)迪(di)科(ke)技(ji)有(you)限(xian)公(gong)司(si)研(yan)發(fa)了(le)能(neng)實(shi)現(xian)碼(ma)垛(duo)等(deng)功(gong)能(neng)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren),去(qu)年(nian)產(chan)量(liang)為(wei)50套,但計劃啟用新工廠兩年後,預計能年產機器人1000套;還有上海機電廠、開通、安乃達等相關企業,可以從事機器人的控製器、電機和驅動器的開發。
不bu過guo,與yu中zhong國guo機ji器qi人ren研yan發fa水shui平ping相xiang對dui全quan球qiu一yi樣yang,上shang海hai機ji器qi人ren個ge別bie研yan發fa技ji術shu在zai全quan國guo能neng達da到dao領ling先xian水shui平ping,但dan整zheng體ti研yan發fa實shi力li卻que不bu敢gan說shuo最zui強qiang。往wang北bei看kan,實shi力li最zui強qiang的de有you哈ha爾er濱bin工gong業ye大da學xue和he中zhong科ke院yuan沈shen陽yang自zi動dong化hua研yan究jiu所suo;往南看,廣東技術水平發展迅速,最近還成立了機器人產學研戰略聯盟;上海周邊的江蘇省等正抓緊機器人研發,發展勢頭直逼上海。
記:上海是最早開始研發機器人的地方,為何發展了20多年後,整體研發水平卻沒有在全國取得領先地位呢?
方:發展智能機器人與工業機器人技術已經寫入了國家的“十二五”規劃,我參與編寫的上海市的“十二五”規劃中就將發展智能機器人看作發展先進製造業的核心。但仔細分析上海機器人研發,還是可以看到很多問題。
第di一yi,現xian在zai的de研yan發fa規gui模mo還hai不bu夠gou,缺que乏fa研yan發fa的de連lian續xu性xing。掌zhang握wo機ji器qi人ren的de核he心xin技ji術shu需xu要yao長chang期qi的de積ji累lei與yu沉chen澱dian,但dan上shang海hai目mu前qian的de研yan發fa還hai處chu於yu零ling散san狀zhuang態tai。研yan發fa技ji術shu主zhu要yao掌zhang握wo在zai幾ji大da高gao校xiao、一些民企與央企手中,但它們相互之間沒有整合,沒有形成有效合力。
dier,jiqirenhexinjishuyuguanjianqijianbuguoying。dangranzhebujinjinshishanghaijiqirenyanfadewenti,womenzhongguojiqirenyanfadoucunzaizhegewenti。muqianzhongguojiqirenchanpinzhongzhenzhengguoyingdehexinbujianhaijihuquanbuyilaiyujinkou。
第三,有影響力、有研發能力的上海國企、央yang企qi不bu積ji極ji介jie入ru。它ta們men目mu前qian仍reng然ran趨qu於yu合he資zi或huo者zhe購gou買mai進jin口kou產chan品pin,對dui自zi主zhu研yan發fa的de熱re情qing不bu高gao,這zhe就jiu導dao致zhi上shang海hai的de機ji器qi人ren市shi場chang嚴yan重zhong缺que乏fa本ben土tu產chan品pin,目mu前qian上shang海hai市shi場chang幾ji乎hu被bei日ri本ben與yu歐ou洲zhou機ji器qi人ren產chan品pin壟long斷duan。
記:按(an)照(zhao)您(nin)所(suo)說(shuo),上(shang)海(hai)的(de)機(ji)器(qi)人(ren)研(yan)發(fa)不(bu)算(suan)全(quan)國(guo)最(zui)領(ling)先(xian),產(chan)業(ye)結(jie)構(gou)還(hai)有(you)很(hen)多(duo)不(bu)合(he)理(li)的(de)地(di)方(fang),那(na)麼(me)接(jie)下(xia)來(lai)上(shang)海(hai)機(ji)器(qi)人(ren)應(ying)該(gai)如(ru)何(he)規(gui)劃(hua)發(fa)展(zhan),才(cai)能(neng)奪(duo)取(qu)技(ji)術(shu)的(de)製(zhi)高(gao)點(dian),起(qi)碼(ma)爭(zheng)取(qu)到(dao)國(guo)內(nei)的(de)機(ji)器(qi)人(ren)技(ji)術(shu)話(hua)語(yu)權(quan)呢(ne)?
方:我的觀點是,上海機器人要實施跨越式快速發展,重點要研發出有品牌的“基礎型”智能機器人。
跨越式就是不要跟隨國外的技術路線。在工業機器人領域,日本與德國、ruidiandengouzhouguojiaquanqiulingxian,zaitezhongjiqirenlingyu,meiguojishushuipingzuigao,nameshanghaibukenengzaigenzaitamenhoumianqufazhanzhexiejiqiren,nazhihuiluoruxuexi、落後、再學習、再落後的怪圈。上海要發展的是智能機器人,包括智能工業機器人、智能家用機器人等,但前提一定是“智能”。
要實現機器人產業的規模化,一定要打造出大品牌的機器人。這就需要告別現在上海機器人研發“單打獨鬥”的局麵,要有上海國企、央企的參與,以及上海高校科研力量的聯合。參與和聯合的目的是要研發出有品牌的“基礎型”智能機器人。所謂“基礎型”智能機器人就是一個“標準”,能夠廣泛應用於各個領域,一些功能都可以搭載在這個“標準”之上。就像日本FANUC最核心的技術就是一個“基礎型”工業機器人。 tingyigejiqirenchangxibuguoyin,najiuzailaiyigejiqirenba。zhijiantaixiayouzoushanglaiyigejiqiren,weizheqianmiannagejiqirenzouleliangquan,ranhoulianggejiqirenjiunachujingxidaoju“長槍”,不緊不慢地對打起來。
在很多科幻小說裏麵,幻想家都勾畫過這樣的情節:獨居家中的老人和充當“保姆”jiaosedejiqirenliaotianjiemen,jiujutaikongdeyuhangyuanhesuixingzhixingrenwudekeyanjiqirenzaigezaiwu,laoleileyitianderenhuidaojiakeyichishangjiqirenpengrendekekoufancai。
其實,這些在上海的各大機器人實驗室已經變成了現實。
還記得上海交大機器人研究所在2010年世博會上展出的炒菜機器人吧!它ta的de外wai表biao看kan起qi來lai有you點dian像xiang家jia用yong淋lin浴yu房fang,拉la開kai滑hua門men裏li麵mian則ze是shi各ge種zhong齊qi全quan裝zhuang備bei。工gong作zuo人ren員yuan隻zhi要yao把ba配pei料liao裝zhuang進jin專zhuan用yong盛sheng裝zhuang盒he,然ran後hou加jia入ru各ge類lei佐zuo料liao,調tiao配pei完wan成cheng後hou,在zai電dian腦nao上shang輸shu入ru菜cai名ming,機ji器qi人ren便bian會hui自zi動dong點dian火huo、加油並開始炒菜。它甚至能模擬真正大廚,晃鍋、顛勺、劃散、傾倒,並能嫻熟地使用中西式炒菜技法。
唱戲機器人與炒菜機器人都屬於家用機器人。家庭服務機器人由於貼近普通百姓的日常生活,將是未來機器人領域的重要研究對象。
除了提供娛樂功能,家用機器人更主要的是提供助老、助殘和康複功能。在上海交大自主機器人實驗室就孕育長大了一批“交龍”係列的家用機器人:如(ru)智(zhi)能(neng)輪(lun)椅(yi)能(neng)夠(gou)跟(gen)蹤(zong)主(zhu)人(ren)的(de)引(yin)導(dao),自(zi)動(dong)記(ji)憶(yi)環(huan)境(jing)地(di)圖(tu),具(ju)有(you)高(gao)精(jing)度(du)和(he)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)自(zi)定(ding)位(wei)能(neng)力(li),可(ke)以(yi)在(zai)人(ren)員(yuan)流(liu)動(dong)的(de)動(dong)態(tai)環(huan)境(jing)中(zhong)完(wan)成(cheng)大(da)範(fan)圍(wei)的(de)自(zi)主(zhu)導(dao)航(hang);服務機器人集成了輪式移動下肢和仿人型雙臂上肢,不但能提供大範圍可移動式的陪護,還能幫助主人端茶倒水等。
“我國現有8000多萬殘疾人,約占總人口的6.34%;60歲以上的老年人口已達1.6億,老齡化問題日益加劇。獨居老人、身體殘障行動不便者等都將是這類機器人的受益者。 ”方明倫說。
不(bu)同(tong)於(yu)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren),家(jia)用(yong)機(ji)器(qi)人(ren)屬(shu)於(yu)更(geng)複(fu)雜(za)的(de)智(zhi)能(neng)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)一(yi)種(zhong)。朱(zhu)向(xiang)陽(yang)解(jie)釋(shi)說(shuo),所(suo)謂(wei)智(zhi)能(neng)機(ji)器(qi)人(ren),就(jiu)是(shi)對(dui)周(zhou)圍(wei)環(huan)境(jing)變(bian)化(hua)能(neng)產(chan)生(sheng)智(zhi)能(neng)化(hua)反(fan)應(ying)的(de)自(zi)主(zhu)式(shi)機(ji)器(qi)人(ren)。通(tong)俗(su)地(di)說(shuo),工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)和(he)智(zhi)能(neng)機(ji)器(qi)人(ren)可(ke)以(yi)這(zhe)樣(yang)區(qu)分(fen):對工業機器人,你不但要告訴它做什麼事情,還需要通過事先編製好的程序告訴它每一步怎麼做;對智能機器人,你隻要告訴它做什麼事情,而不必告訴它怎麼做,它會自主地完成作業任務。智能機器人涉及定位導航、路徑規劃、運動控製、無線通信、機器視覺、多機器人協作、語音識別等廣泛的問題。
在上海的各大機器人研發實驗室,能從事簡單家庭服務的機器人還有很多。比如,有的機器人可以對房間內的所有物品自動識別、分類,哪些仍可利用、哪些作垃圾處理,都可在無人操控的條件下獨立完成。不僅能分類、歸納,它們還能將雜亂擺放的物品進行清潔、整理。這些看似複雜的工作,隻需要使用者按下遙控器上的按鍵就能完成。
當然,千萬不要“神話”了這些家用機器人。“盡管比爾·蓋茨在2007年(nian)就(jiu)預(yu)言(yan)說(shuo),機(ji)器(qi)人(ren)將(jiang)與(yu)個(ge)人(ren)電(dian)腦(nao)一(yi)樣(yang)邁(mai)入(ru)千(qian)家(jia)萬(wan)戶(hu)。但(dan)從(cong)全(quan)球(qiu)的(de)現(xian)狀(zhuang)來(lai)看(kan),機(ji)器(qi)人(ren)大(da)量(liang)走(zou)進(jin)普(pu)通(tong)百(bai)姓(xing)的(de)日(ri)常(chang)生(sheng)活(huo)還(hai)有(you)一(yi)段(duan)路(lu)要(yao)走(zou),其(qi)中(zhong)有(you)許(xu)多(duo)技(ji)術(shu)問(wen)題(ti)仍(reng)有(you)待(dai)科(ke)學(xue)家(jia)努(nu)力(li)。 ”朱向陽說,家用機器人需要更先進的人工智能技術、更高的自主作業能力、更(geng)友(you)好(hao)的(de)人(ren)機(ji)交(jiao)互(hu)界(jie)麵(mian)和(he)更(geng)高(gao)的(de)安(an)全(quan)性(xing)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing),現(xian)在(zai)還(hai)尚(shang)未(wei)到(dao)這(zhe)個(ge)時(shi)候(hou)。不(bu)過(guo)我(wo)們(men)可(ke)以(yi)相(xiang)信(xin),家(jia)用(yong)機(ji)器(qi)人(ren)不(bu)是(shi)一(yi)個(ge)遙(yao)遠(yuan)的(de)夢(meng),它(ta)正(zheng)在(zai)一(yi)步(bu)步(bu)成(cheng)為(wei)現(xian)實(shi)。
如果我們適當放寬“家用機器人”的定義,將可以根據室內環境變化來改變清掃方式的“掃地機器人”,或是可以幫助洗碗的“洗碗機器人”納(na)入(ru)家(jia)用(yong)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)範(fan)圍(wei),甚(shen)至(zhi)可(ke)以(yi)設(she)想(xiang),機(ji)器(qi)人(ren)進(jin)入(ru)家(jia)庭(ting)的(de)第(di)一(yi)步(bu)不(bu)是(shi)作(zuo)為(wei)功(gong)能(neng)性(xing)的(de)助(zhu)手(shou)或(huo)是(shi)仆(pu)人(ren),而(er)是(shi)作(zuo)為(wei)玩(wan)具(ju)和(he)寵(chong)物(wu)類(lei)型(xing)的(de)設(she)備(bei),那(na)麼(me)家(jia)用(yong)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)現(xian)狀(zhuang)會(hui)更(geng)加(jia)讓(rang)人(ren)樂(le)觀(guan)。因(yin)為(wei)這(zhe)樣(yang)相(xiang)對(dui)簡(jian)單(dan)的(de)機(ji)器(qi)人(ren)技(ji)術(shu),在(zai)上(shang)海(hai)實(shi)驗(yan)室(shi)已(yi)經(jing)非(fei)常(chang)成(cheng)熟(shu)了(le)。
特種機器人:在你看不見的地方默默工作著
在zai一yi塊kuai垂chui直zhi地di麵mian的de巨ju大da鐵tie板ban上shang,一yi個ge外wai表biao酷ku似si坦tan克ke車che的de小xiao機ji器qi人ren緩huan緩huan駛shi入ru。機ji器qi人ren具ju有you複fu雜za環huan境jing下xia自zi主zhu式shi運yun動dong功gong能neng,傳chuan感gan器qi係xi統tong可ke以yi幫bang助zhu它ta尋xun找zhao作zuo業ye目mu標biao,並bing自zi動dong完wan成cheng焊han接jie等deng作zuo業ye任ren務wu。
這是記者在上海交大機器人研究所的實驗室看到的一幕。
朱向陽指著一個“小家夥”告gao訴su記ji者zhe,它ta可ke以yi應ying用yong於yu大da型xing工gong程cheng結jie構gou的de焊han接jie。此ci類lei特te殊shu的de作zuo業ye任ren務wu會hui比bi較jiao危wei險xian,而er且qie焊han接jie作zuo業ye區qu分fen散san,工gong作zuo強qiang度du和he難nan度du大da。但dan這zhe個ge帶dai有you自zi主zhu式shi移yi動dong平ping台tai的de焊han接jie機ji器qi人ren可ke以yi幫bang助zhu我wo們men完wan成cheng這zhe一yi任ren務wu。它ta自zi帶dai傳chuan感gan器qi,可ke以yi自zi動dong尋xun找zhao焊han接jie作zuo業ye區qu;特殊的底盤設計,能讓它在大廈牆麵上行駛也如履平地。
當然,這個“小家夥”隻是功能比較簡單的一個特種機器人。特種機器人的種類繁多,可以應用於軍事、公共安全、勘探、航空與醫療等各行各業。咱們上海還研發出一些更厲害的特種機器人。
目前,上海交大船舶海洋與建築工程學院研發的“海龍”水下機器人,代表了中國水下機器人的領先水平。 “海龍”水下機器人是中國下潛深度最大、功能最強的無人遙控的機器人。它能在水下3500米深處進行觀測和取樣。它成功應用於“大洋一號”21航次第三航段的深海熱液科考任務。通過“海龍”,工作人員可以在東太平洋(601099,股吧)深海3000多米處,觀察到高26米、直徑約4.5米的罕見巨大“黑煙囪”並取樣。除了海底熱液礦物取樣、大洋深海生物基因和極端微生物的研究等,“海龍”還可用於海洋石油工程服務,水下管道、電纜檢測維修,以及海上救助打撈等各種水下作業。
此(ci)外(wai),在(zai)我(wo)們(men)生(sheng)活(huo)中(zhong),也(ye)有(you)一(yi)批(pi)上(shang)海(hai)研(yan)發(fa)的(de)特(te)種(zhong)機(ji)器(qi)人(ren)在(zai)默(mo)默(mo)工(gong)作(zuo)著(zhe)。隻(zhi)是(shi)由(you)於(yu)涉(she)及(ji)國(guo)家(jia)安(an)全(quan)等(deng)敏(min)感(gan)問(wen)題(ti),這(zhe)些(xie)機(ji)器(qi)人(ren)很(hen)少(shao)被(bei)媒(mei)體(ti)報(bao)道(dao)。
生機電一體化機器人:新崛起的前沿科技
好(hao)萊(lai)塢(wu)科(ke)幻(huan)大(da)片(pian)中(zhong),經(jing)常(chang)出(chu)現(xian)主(zhu)人(ren)公(gong)因(yin)意(yi)外(wai)事(shi)故(gu)失(shi)去(qu)手(shou)臂(bi),但(dan)卻(que)在(zai)高(gao)科(ke)技(ji)的(de)幫(bang)助(zhu)下(xia)重(zhong)新(xin)裝(zhuang)上(shang)時(shi)尚(shang)先(xian)進(jin)的(de)機(ji)械(xie)手(shou)臂(bi),不(bu)但(dan)能(neng)完(wan)全(quan)恢(hui)複(fu)正(zheng)常(chang)的(de)活(huo)動(dong),從(cong)此(ci)還(hai)能(neng)借(jie)助(zhu)機(ji)械(xie)手(shou)臂(bi)上(shang)天(tian)入(ru)地(di)、打敗強敵、拯救世界。
如今,人體與機器的結合正在經曆從科幻到現實的跨越。
這便是處於機器人前沿技術領域的 “生機電一體化技術”:將“固定在人體上的機器”發fa展zhan為wei神shen經jing係xi統tong直zhi接jie控kong製zhi的de運yun動dong功gong能neng替ti代dai裝zhuang置zhi,由you人ren的de神shen經jing電dian生sheng理li信xin號hao來lai控kong製zhi假jia肢zhi的de行xing動dong。簡jian單dan說shuo,就jiu是shi你ni想xiang什shen麼me,它ta就jiu可ke以yi按an照zhao你ni的de意yi願yuan做zuo什shen麼me,等deng於yu恢hui複fu了le正zheng常chang的de肌ji體ti功gong能neng。
由上海交大機器人研究所領銜的國家973計劃項目 “人體運動功能重建的生機電一體化基礎”,就是以“多用途靈巧假肢”為載體,研發“生機電一體化機器人”。
主攻生機電一體化技術的朱向陽介紹,現在技術相對成熟的是功能低下的單自由度假肢,而多用途靈巧假肢特別要求靈巧、多自由度,能夠還原“手”的功能,實現肢體運動和感知功能再造、神經功能重塑、生機交互與功能集成。如今這種多用途靈巧假肢雖然距離推廣使用還有很大距離,但在實驗室中做出的樣機已經取得了不錯的效果。
jizhezaishiyanshikandao,zaiyiweishiquxiaobidecanjirendecanzhishangtieshangdianji,caijiqishenjingdianshenglixinhao,jiukeyishixianshenjingxitongkongzhixiadejisuanjizifushuru。
“假肢的運動主要依靠神經電生理信號控製,常用的神經電生理信號包括腦電信號、肌電信號等,與此相關的一項關鍵技術是人機接口技術。 ”
腦nao機ji接jie口kou技ji術shu近jin年nian來lai發fa展zhan很hen快kuai。腦nao機ji接jie口kou可ke分fen為wei有you創chuang腦nao機ji接jie口kou和he無wu創chuang腦nao機ji接jie口kou。有you創chuang腦nao機ji接jie口kou需xu要yao在zai中zhong樞shu皮pi層ceng中zhong直zhi接jie植zhi入ru傳chuan感gan器qi,接jie受shou神shen經jing信xin號hao。從cong技ji術shu上shang來lai講jiang,這zhe種zhong腦nao機ji接jie口kou的de信xin號hao測ce量liang效xiao果guo好hao,信xin息xi傳chuan輸shu率lv也ye相xiang對dui較jiao高gao。無wu創chuang腦nao機ji接jie口kou實shi現xian比bi較jiao容rong易yi,隻zhi需xu要yao通tong過guo電dian極ji帽mao測ce量liang頭tou皮pi外wai的de信xin號hao,安an全quan性xing好hao,但dan其qi信xin息xi傳chuan輸shu率lv相xiang對dui較jiao低di。人ren機ji接jie口kou是shi影ying響xiang生sheng機ji電dian一yi體ti化hua技ji術shu發fa展zhan水shui平ping的de最zui關guan鍵jian的de因yin素su之zhi一yi。
不過,由於全球生機電一體化研究本身起步較晚,中國與世界水平的差距相對不大。上海的生機電一體化研究在中國起步較早。 2005年(nian),上(shang)海(hai)交(jiao)大(da)機(ji)器(qi)人(ren)研(yan)究(jiu)所(suo)就(jiu)開(kai)始(shi)開(kai)展(zhan)此(ci)類(lei)研(yan)究(jiu),也(ye)成(cheng)為(wei)最(zui)早(zao)開(kai)展(zhan)此(ci)類(lei)研(yan)究(jiu)的(de)研(yan)究(jiu)所(suo)之(zhi)一(yi)。國(guo)內(nei)從(cong)事(shi)該(gai)領(ling)域(yu)研(yan)究(jiu)的(de)主(zhu)要(yao)機(ji)構(gou)還(hai)有(you)清(qing)華(hua)大(da)學(xue)、浙江大學、哈爾濱工業大學等等。
作為一門新的學科,生機電一體化技術麵臨製造科學、信息科學、shenjingkexueyushenjinggongchengxuejiaochaxuekedetiaozhan,jinguancongyanjiuheshijianshangdouhaiyuanyuanweiwanshan,danzhezhongxinjishudejueqizhengyunyuzhekangfugongchengjishudezhongdabiange,bingkenengzhijieyingxiangweilaideguojikejihechanyejingzhenggeju。