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上天入地的机器人还需提升智能化与精度
来源:绿色节能网
2015-11-22 21:01
        除了工业机器人和服务型机器人,越来越多的机器人在我们想象不到的场景里工作——上至空间站,下到海面甚至海底,但他们并非无往不摧。学界关注更多的是如何让机器人具有智能化的思考并实现更加精准的控制。

       在上海科技成果转化促进会和上海机器人产业技术创新战略联盟共同主办的上海国际机器人创新论坛上,几位学者介绍了神经生物学与智能工程技术的互动、生机电一体化与生物机器人、微纳机器人及系统与技术的最新发展与未来动向,还有空间在轨服务与机器人的发展现状及趋势以及海洋无人机技术的应用。

       上海交通大学教授、上海交通大学机器人研究所所长朱向阳在介绍生机电一体化技术及其在智能机器人医疗与康复工程时提到,两个自由度的机器人就可以实现80%的手部功能,4个自由度则可以实现手95%的功能。“我们要争取做到用最少的自由度控制最多的关节,现在应用传感器不难,从机电技术的意义上来讲技术还是比较成熟的,难的是机器与人类感知的衔接,如何进行信息的传递。我们可以机遇幻肢区经皮电刺激来重建感知通道,甚至说未来能不能研制出通往大脑的USB接口。”他表示,希望机器人与神经科学领域专家一起进行跨界研究。除了跨学科合作,机器人的应用和发展与操作精度也密不分。
       
       上海航天技术研究院研究员、上海航天技术研究院副总设计师张崇峰在介绍空间机器人发展现状及趋势时指出,灵巧机械手的主要目的是实现维修,并尽可能减少人工操作,因此精度要求在毫米到厘米的级别,甚至不惜牺牲效率、保证操作安全。
 
       而在目前实际运用中,医疗行业对机器人的要求就已算是较高级别。当下最先进的机器人手术辅助系统达芬奇机器人最早由 Intuitive Surgical Inc. 公司研发 ,为微创技术的较高阶段。它的学名叫“机器人辅助微创手术系统”,是一个“站”在手术台上的机器人。除了传统意义上的机器手臂,它还包括一套3D内镜监视系统。手术时,机器人将腹底世界“直播”给远处操作台上的主刀医生,达芬奇在医生的操控下可以完成精度在毫米级别的手术。
 
        但是在1毫米以下,几乎就没有机器人的用武之地了。因为当物体小到一定程度之后重力完全失去了作用,造成机器人出现拿得起、放不下的尴尬,因此会利用水的表面张力或者外部磁场的作用进行操作。
 
       这个精度级别就是致力于微纳机器人研究的加拿大多伦多大学机械和工业工程系教授加拿大国家工程院院士孙钰呼吁更多的年轻人进入的新兴研究领域
所谓微纳机器人领域,包括设计与制造微纳米尺度的机器人系统,也包括精密机器人系统对于微纳米尺度问题的操作。在过去的20年里,微纳机器人领域得到了快速的发展,而在精密仪器和系统的构建以及精密传感、触发和控制上,未来还有更长的路要走。
 
       “我很庆幸自己在这个行业发展的最早的15到20年就开始参加工作,而在这片领域会有更多的机遇留给青年学生。”孙钰说。
 
       虽然应用领域不尽相同,但机器人发展的趋势一定是融合机电一体化、人工智能、多模态感知、新能源、新材料、网络通讯、认知科学、人机交互、仿生设计和控制的最新技术。
 
       在学者看来,中国机器人的发展要想实现弯道超车的机会也正在其中。
 
       德国汉堡大学信息学科学系教授德国汉堡科学院院士张建伟表示:“中国与欧美日韩服务机器人研究关注的题目类似。着眼未来机器人科学技术,如果充分发挥优势,中国完全有可能实现引领。比如研究下一代未来机器人大脑的共性关键技术,缩短理论和实际的距离,实现数据、软件、硬件模块的共享创造,完成下一代信息产业机器人产业化的最后一公里。”
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