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机器人总动员:瞧瞧它们的新绝活

更新时间:2023-9-4 17:02:31 浏览次数:67
大模型增强机器人交互和推理能力,人形双足机器人、智能仿生机器人等新产品涌现,工业机器人向观众展现着惊人臂力和灵敏度……日前,2023世界机器人大会在北京举行。从栩栩如生的仿真人形机器人、外骨骼穿戴式助行器,到工业机械臂、外科手术机器人……大会博览会期间,全球约160家机器人企业和科研机构的近600款先进技术和产品参展,其中60款新品是首次亮相。这么多趣味性与科技感十足的机器人同场“炫技”,勾勒出机器人加速走进日常生活的图景。
 
融合感知,虚实结合的智能驱动
 
30秒内穿戴整齐,轻轻抬腿,就可快速行走,只需弯腰发力,即可轻松抬起近40千克的重物……如今,在电影中走红的外骨骼机器人已经从科幻世界走进现实,在康养、工业、消防等多个领域得到应用。
 
黑色酷炫的外观和便捷的穿戴方式,“白虹3.0”外骨骼机器人以其优良助力效果而闻名。“最新款产品,针对康养、消防领域特定需求进行了迭代升级。”中国电科机器人有限公司研发工程师李昀佶向记者介绍,本着“机器换人”“机器替代人”理念,“白虹”将人体运动状态与机器辅助效果紧密结合,使机械能可精准传递到人体髋部、腰部,并起到支撑保护作用,从而辅助人体实现行走、奔跑、上下楼梯和弯腰搬运等肢体运动。
 
记者在现场看到,当使用者准备做出抬腿动作时,“白虹”能马上提供动力辅助抬起,当你刚要弯腰起身,它就能敏锐识别动作意图,背部背杆会有向上的拉拽力帮人抬起腰身,极大缓解使用者的腰部、腿部压力,达到保护腰部肌肉和关节健康的作用,有效降低人体体力消耗,缓解肌体疲劳。
 
“新版本机体更轻便,体验更舒适。通过高性能控制算法,‘白虹3.0’可实时检测人体运动状态,分析得到人体运动意图,自动跟随使用者的腰部、腿部运动,为人体提供有效助力,其‘腰部搬运助力+腿部行走助力’相结合的功能为业内首创。”李昀佶说。
 
当前,融合感知、数字孪生、人工智能、结构仿生等新技术加速渗透,机器人呈现出虚实融合、智能驱动、泛在交互等发展特征。
 
以今年大会上Festo展出的仿生飞行家族新成员“仿生雨燕”为例,其体内有着十分紧凑的构造,容纳了扑翼机构、扑翼控制元件、通信技术、升降舵和尾翼。在一个非常小的空间内,安装了一个无刷式电机、两个伺服电机、电池、齿轮箱和几块电路板。同时,通过超宽带技术(UWB)室内无线电导向系统,主控电脑、无线电模块和飞行器之间实现交互,仿生雨燕可在定义的空域内实现协调、自主的群体飞行。
 
值得注意的是,今年的机器人产品中出现了很多“六轴+附加轴”的机械臂。
 
在展会现场,一条黑色轨道上,橙色的6轴机械臂正在地轨上运动作业。这是库卡工业机器人直线6轴的新产品KR FORTEC-2 ultra和RL4000地轨,库卡工业自动化工程负责人、智能焊接产品经理党园清介绍,它可以应用在焊接、涂胶、机械加工、搬运、码垛等方面,展会上的这款可以搬运480千克重的物品,还可以根据客户需求实现最大负载800千克。
 
党园清说,工业机器人对于精度要求非常高,比如库卡此次展出的六轴焊接机器人,精度已接近于头发丝。
 
人形机器人,“忽如一夜春风来”
 
如果将机器人融入我们的生活,人形机器人就是一个最好的选择。
 
“君不见黄河之水天上来,奔流到海不复回。”“无边落木萧萧下,不尽长江滚滚来。”
 
一走进博览会场馆,就传来这一声声高昂的吟诵声。循声望去,原来是仿生人形机器人“李白”和“杜甫”在把酒吟诗。一旁,几张机器脸配合TOF深度摄像头,还可以捕捉和再现几乎所有的人类微表情。
 
“好诗!太白兄!”一旁的杜甫正伏案书写,时而眉头紧锁、时而闭眼摇头,每一个神态动作都顺滑自然。据工作人员介绍,杜甫和李白是今年的新面孔,这两个智能仿生机器人可以彼此互动,更具趣味性。
 
“我们今年带来了自主研发的超级电机,也就是机器人的可动关节,又叫柔性执行器。它能更柔和地展示出机器人的动作,让机器人的动作更像人。我们还在去年的基础上将机器人的皮肤进一步升级,让它在触觉和视觉上更像人,真假难辨。”EX机器人集团研发工程师西尔告诉记者,仿生人形机器人最符合人们对机器人的印象,它不仅拥有人类的外形,还可以模仿人类的语言、动作和习惯。
 
为什么要将机器人做得如此逼真?“我们工作生活中使用的大多数工具都是根据人来设计的,如果一个机器人有着跟人一样的身体结构和行为方式,它们就可以更自然地使用工具完成各类工作。”在西尔看来,人形机器人在外表、动作、认知等方面更接近于人类,这方便其打破机器人应用场景的壁垒,走向通用智能。
 
事实上,人形机器人是集机械、材料、电子、控制、智能、仿生等多学科交叉的产物,产业带动性强,但技术难度也高,尤其需要软硬件上的结合。
 
在现场,优必选科技的Walker X、熊猫机器人优悠等大型人形机器人再次集体亮相,为现场观众还原展示了大运会闭幕式现场的骑平衡车。
 
“我们的‘人形机器人智能多模态交互系统’,是集人机交互、指令理解、自主规划、任务执行等技术于一体的智能系统。”据工作人员介绍,该系统接入AI大模型后,利用优必选大型人形机器人自带的视觉、语音、3D深度、压力等异构多源传感器获得的多模态数据进行融合感知,不仅可以明显提升人形机器人在实际应用场景下的自主决策能力,还能依靠自身的视觉感知系统构建其所处环境的3D语义环境地图,并且通过多轮交互的方式准确提炼对话中的人类语义信息,自主生成可执行的拟人化任务指令流,让人形机器人合理并准确地执行任务。
 
“AI大模型、具身智能等技术与机器人的有机结合,让我们看到了很多双足行走的机器人,看到了与人皮肤很像的机器人。未来拟人类的机器人可能将是产业风口和发展方向。”对于人形机器人的发展,中国电子学会副秘书长梁靓感觉“一开始爬坡很慢,突然间开始加速”。
 
行走速度最快可以达到每小时6千米的“悟空”,通过融合腿足运动技术与环境感知技术,实现了机器人的三维环境地图构建和自主动态导航;全身超过60个智能柔性关节的“七仙女”,是一款真正能实现陪护功能的双足保姆机器人;“多拉”的背后,是视触觉双模态模型与模仿学习机能,这使得它能够更快速地适应不同的环境和任务……
 
不得不说,技术交叉融合趋势愈发明显:人形机器人“忽如一夜春风来”!
 
“机器人+”,行业应用加速拓展
 
走进“机器人+制造业”展区,新松白车身点焊机器人工作站吸引了记者的注意,只见4台两米多高的大型工业机械臂,同步摇头、转身,正在白色的汽车骨架上“戳戳点点”,高精度、高节拍地自主完成汽车点焊动作。
 
“汽车点焊是工业机器人的高端应用领域,其难点在于机器人控制系统定位精度和点焊效率。”据介绍,工作站使用的新一代工业机器人采用公司自研的控制和软件系统,焊接效率高达2.2秒/点,达到行业领先水平,并可满足钢点焊、铝点焊等多种焊接工艺。
 
“目前,已有近百台点焊机器人进入国内多家汽车主机厂,被广泛应用于传统车企,在新能源汽车厂商中也有使用。”马骋说。
 
随着工业机器人应用场景不断拓宽,生产环境对机器人的体积、重量、灵活度提出了更高的要求。工业机器人正向着小型化、轻型化、柔性化的方向发展,“人机协作”成为工业机器人研发的重要方向之一。
 
机械臂夹取苹果轻轻拧动,模仿果农采摘的手法,苹果便被轻松摘下,放入传送带……国家农业智能装备工程技术研究中心展示的AutoPicker多臂苹果采摘机器人,专为矮化密植果园设计,每小时可采摘400~550个果子,整合了采果、纳果、储果三大功能,实现全程自动化采收。
 
6个工业机器人、9个工艺流程,安川首钢的新能源电池盒机器人智能生产线正快速工作,所有工业流程配备数字孪生系统,可实现虚实联动,让管理者随时掌握生产线状态。
 
如今,制造业、农业、商业等应用领域遍布机器人身影。创新技术迭代加速,应用领域不断细分,是本届机器人大会带给记者的直观感受。
 
记者从2023世界机器人大会了解到,我国工业机器人销量已占全球的一半以上,连续10年居世界首位。此外,我国工业机器人的智能化趋势日益明显,据专业测评显示,国内人工智能大模型在工业应用领域,已在部分行业实现国际赶超。但也要看到,我国机器人产业发展仍面临技术积累不足、高端供给缺乏等问题,需要进一步推动机器人产业迈向中高端。
 
今年年初,工信部等17部门联合印发的《“机器人+”应用行动实施方案》提出,到2025年,制造业机器人密度较2020年实现翻番,服务机器人、特种机器人行业应用深度和广度显著提升。
 
“各类创新主体的产出质量稳步提升,创新链条不断完善,有力促进了机器人产业向高端化升级。”工信部副部长辛国斌在大会上表示,中国不仅连续多年稳居全球最大的机器人市场,还在技术创新、高端制造、集成应用中发挥越来越重要的作用,机器人产业正逐步逼近变革跃升的临界点,蕴含着澎湃的发展动能。
 
“我国拥有全球最大的机器人市场,最丰富的应用场景,有条件、有能力把握住变革机遇,为全球发展贡献更多方案和智慧。”辛国斌表示,下一步,工信部将大力推动机器人产业高质量发展。一是坚持应用牵引,深入推进“机器人+应用行动”,加快成熟场景推广,鼓励新兴领域先行探索。二是坚持创新驱动,建立用户单位和机器人企业协同创新机制,带动一批高端整机关键零部件和工业软件创新突破。三是坚持融通发展,坚定企业发展信心,激发企业创新活力,加强央地协同,共同培育世界级机器人产业集群和应用示范基地。
 
展望未来,中国电子学会副理事长兼秘书长陈英说,高端化、智能化和生态构建是中国机器人产业未来发展的关键词。新技术加快融合创新突破,机器人应用场景持续扩展,大模型将成为机器人的智能大脑,机器人将助推行业数字化转型,机器人生态加速共融共生。
 
 
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