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(专家视角)王天然:机器人产业应着眼“人机共融”

(2015-11-12 12:03:32)
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杂谈

(专家视角)王天然:机器人产业应着眼“人机共融”
YuMi
使用镁铝合金骨架,并包裹软性材料制成的塑料外壳,能够很好地吸收外部的冲击,在几毫秒内暂停运动以避免伤害。人机协作机器人的研制和使用正成为全球产业界关注的方向之一。


ABB工程有限公司机器人部小机器人全球产品经理菲利普提到有四个技术可以保护人的安全。比如安全制动与手动控制,要给机器安排合适的速度和区隔,运动的速度越快,就越需要人与机器人相隔较远的距离,同时对机器人的设置要进行功率和力的控制,以及划分人与机器的共享区域,在该区域内机器能够感知到人并将速度和功率放缓,而在纯机器工作的区域内则可以快速进行工作。


此前,中国工程院院士王天然曾发表过对未来中国机器人技术进步的思考,他指出,“在技术进步和需求增长促进下,中国正在掀起机器人热潮:机器人园区和机器人企业如雨后春笋般快速增长。”中国工程院院士王天然指出,我国在2000年的时候进口工业机器人384台,到了2013年,进口工业机器人已达36860台,13年时间里中国工业机器人进口增加了2个数量级,成为了世界第一大的工业机器人市场。


       尽管近年来中国机器人市场突飞猛进,但IFR(国际机器人联合会)对中国相关产业并不乐观,认为中国机器人产业缺少技术创新;没有可以参与国际竞争的骨干企业;国产产品市场占有率低(小于5%);关键部件品质和可靠性落后世界先进水平5~10年。


        以机器人核心部件减速机为例,该部件的发展依赖于国家装备制造业的提高,这是一个系统性的问题。即便是该领域的巨头,也是在一个技术共享平台上才能持续推进。减速机和伺服电机对轴承、齿轮的精度要求非常高,国内材料也无法满足机器人的要求,而齿轮的加工精度取决于高端数控机床的能力,与数控机床等设备的精度密切相关,在数控机床领域,中国尚处于技术追赶阶段。加工工艺的差距涵盖了基础材料和制造工艺水平两方面差距。


       对此,王天然表示没必要因此悲观。“我国经过多年的努力,已经掌握了工业机器人的设计和应用技术,一些先驱企业已经走向了自主发展道路。”他举例说,当前国内已经有相当多的民营企业自掏腰包制造减速器,尽管产品与日本和德国相比仍有差距,但产业已经起来了,可以指望不久的将来中国减速器的诞生,而且相关产业可以做大。


      “当然我们也存在问题,主要是企业规模小,企业整体创新动力不足,部分关键部件还要依赖进口。”王天然说。


       就当前市场应用来说,他表示,机器人目前主要集中应用于“有钱”的行业——即高成本、大批量的生产领域,如机器人几乎参与了汽车生产的所有制造过程。然而,在再制造行业如车辆、飞机、冰箱以及其他消费品的装配与拆卸行业,还有劳动密集型行业,仍然是100%的手工操作。


       同时,当前机器人产业仍然面临许多技术挑战。如现有工业机器人仍然无法与人高效交流,缺乏本质安全机制,无法接受抽象命令等。服务机器人也 存在诸如机器人无法准确识别人体运动意图,柔顺性、运动协调性以及人体舒适度比较差,缺乏高效、高密度能源以及动力装置等问题。


        在此背景下,由不断发展的材料和信息技术带动的“机器人革命”将有望成为“第三次工业革命”的一个切入点和重要增长点,并将影响全球制造业格局。而在此过程中,中国将成为全球最大的机器人市场。


     “新一代机器人并非是简单地取代人,而是要响应环境、要灵活、要与人合作。”王天然说,“它将重新定义机器人与人的关系,从原来‘奴仆—主人’关系向合作伙伴转变。”


       比如,未来工业机器人将走下神坛,成为生产系统中的一个部件,实现“即连即用”。它们将更灵活地变更作业、更快地编写程序,灵活地移动和更快组成新的工作单元,费用也将更加便宜。


       王天然表示,当前实现人机共融仍有许多新的技术需要攻克,比如提高机器人的感知技术,进行行为和结构优化,使它们拥有像人一样的学习、感知技能。“面向未来,与人共融——任务融合、行为融合、智能融合——的新一代机器人应该成为我国产业界高度关注的方向。”王天然说。(来源:先进制造业 公众号)


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