機器人總動員：瞧瞧它們的新絕活
時間：2023-08-31 17:16:53
大模型增強機器人交互和推理能力，人形雙足機器人、智能仿生機器人等新產品涌現，工業機器人向觀眾展現著驚人臂力和靈敏度……日前，2023世界機器人大會在北京舉行。從栩栩如生的仿真人形機器人、外骨骼穿戴式助行器，到工業機械臂、外科手術機器人……大會博覽會期間，全球約160家機器人企業和科研機構的近600款先進技術和產品參展，其中60款新品是首次亮相。這么多趣味性與科技感十足的機器人同場“炫技”,勾勒出機器人加速走進日常生活的圖景。
【資料圖】
融合感知，虛實結合的智能驅動
30秒內穿戴整齊，輕輕抬腿，就可快速行走，只需彎腰發力，即可輕松抬起近40千克的重物……如今，在電影中走紅的外骨骼機器人已經從科幻世界走進現實，在康養、工業、消防等多個領域得到應用。
黑色酷炫的外觀和便捷的穿戴方式，“白虹3.0”外骨骼機器人以其優良助力效果而聞名。“最新款產品，針對康養、消防領域特定需求進行了迭代升級。”中國電科機器人有限公司研發工程師李昀佶向記者介紹，本著“機器換人”“機器替代人”理念，“白虹”將人體運動狀態與機器輔助效果緊密結合，使機械能可精準傳遞到人體髖部、腰部，并起到支撐保護作用，從而輔助人體實現行走、奔跑、上下樓梯和彎腰搬運等肢體運動。
記者在現場看到，當使用者準備做出抬腿動作時，“白虹”能馬上提供動力輔助抬起，當你剛要彎腰起身，它就能敏銳識別動作意圖，背部背桿會有向上的拉拽力幫人抬起腰身，極大緩解使用者的腰部、腿部壓力，達到保護腰部肌肉和關節健康的作用，有效降低人體體力消耗，緩解肌體疲勞。
“新版本機體更輕便，體驗更舒適。通過高性能控制算法，‘白虹3.0’可實時檢測人體運動狀態，分析得到人體運動意圖，自動跟隨使用者的腰部、腿部運動，為人體提供有效助力，其‘腰部搬運助力+腿部行走助力’相結合的功能為業內首創。”李昀佶說。
當前，融合感知、數字孿生、人工智能、結構仿生等新技術加速滲透，機器人呈現出虛實融合、智能驅動、泛在交互等發展特征。
以今年大會上Festo展出的仿生飛行家族新成員“仿生雨燕”為例，其體內有著十分緊湊的構造，容納了撲翼機構、撲翼控制元件、通信技術、升降舵和尾翼。在一個非常小的空間內，安裝了一個無刷式電機、兩個伺服電機、電池、齒輪箱和幾塊電路板。同時，通過超寬帶技術(UWB)室內無線電導向系統，主控電腦、無線電模塊和飛行器之間實現交互，仿生雨燕可在定義的空域內實現協調、自主的群體飛行。
值得注意的是，今年的機器人產品中出現了很多“六軸+附加軸”的機械臂。
在展會現場，一條黑色軌道上，橙色的6軸機械臂正在地軌上運動作業。這是庫卡工業機器人直線6軸的新產品KR FORTEC-2 ultra和RL4000地軌，庫卡工業自動化工程負責人、智能焊接產品經理黨園清介紹，它可以應用在焊接、涂膠、機械加工、搬運、碼垛等方面，展會上的這款可以搬運480千克重的物品，還可以根據客戶需求實現最大負載800千克。
黨園清說，工業機器人對于精度要求非常高，比如庫卡此次展出的六軸焊接機器人，精度已接近于頭發絲。
人形機器人，“忽如一夜春風來”
如果將機器人融入我們的生活，人形機器人就是一個最好的選擇。
“君不見黃河之水天上來，奔流到海不復回。”“無邊落木蕭蕭下，不盡長江滾滾來。”
一走進博覽會場館，就傳來這一聲聲高昂的吟誦聲。循聲望去，原來是仿生人形機器人“李白”和“杜甫”在把酒吟詩。一旁，幾張機器臉配合TOF深度攝像頭，還可以捕捉和再現幾乎所有的人類微表情。
“好詩!太白兄!”一旁的杜甫正伏案書寫，時而眉頭緊鎖、時而閉眼搖頭，每一個神態動作都順滑自然。據工作人員介紹，杜甫和李白是今年的新面孔，這兩個智能仿生機器人可以彼此互動，更具趣味性。
“我們今年帶來了自主研發的超級電機，也就是機器人的可動關節，又叫柔性執行器。它能更柔和地展示出機器人的動作，讓機器人的動作更像人。我們還在去年的基礎上將機器人的皮膚進一步升級，讓它在觸覺和視覺上更像人，真假難辨。”EX機器人集團研發工程師西爾告訴記者，仿生人形機器人最符合人們對機器人的印象，它不僅擁有人類的外形，還可以模仿人類的語言、動作和習慣。
為什么要將機器人做得如此逼真？“我們工作生活中使用的大多數工具都是根據人來設計的，如果一個機器人有著跟人一樣的身體結構和行為方式，它們就可以更自然地使用工具完成各類工作。”在西爾看來，人形機器人在外表、動作、認知等方面更接近于人類，這方便其打破機器人應用場景的壁壘，走向通用智能。
事實上，人形機器人是集機械、材料、電子、控制、智能、仿生等多學科交叉的產物，產業帶動性強，但技術難度也高，尤其需要軟硬件上的結合。
在現場，優必選科技的Walker X、熊貓機器人優悠等大型人形機器人再次集體亮相，為現場觀眾還原展示了大運會閉幕式現場的騎平衡車。
“我們的‘人形機器人智能多模態交互系統’，是集人機交互、指令理解、自主規劃、任務執行等技術于一體的智能系統。”據工作人員介紹，該系統接入AI大模型后，利用優必選大型人形機器人自帶的視覺、語音、3D深度、壓力等異構多源傳感器獲得的多模態數據進行融合感知，不僅可以明顯提升人形機器人在實際應用場景下的自主決策能力，還能依靠自身的視覺感知系統構建其所處環境的3D語義環境地圖，并且通過多輪交互的方式準確提煉對話中的人類語義信息，自主生成可執行的擬人化任務指令流，讓人形機器人合理并準確地執行任務。
“AI大模型、具身智能等技術與機器人的有機結合，讓我們看到了很多雙足行走的機器人，看到了與人皮膚很像的機器人。未來擬人類的機器人可能將是產業風口和發展方向。”對于人形機器人的發展，中國電子學會副秘書長梁靚感覺“一開始爬坡很慢，突然間開始加速”。
行走速度最快可以達到每小時6千米的“悟空”，通過融合腿足運動技術與環境感知技術，實現了機器人的三維環境地圖構建和自主動態導航；全身超過60個智能柔性關節的“七仙女”，是一款真正能實現陪護功能的雙足保姆機器人；“多拉”的背后，是視觸覺雙模態模型與模仿學習機能，這使得它能夠更快速地適應不同的環境和任務……
不得不說，技術交叉融合趨勢愈發明顯：人形機器人“忽如一夜春風來”!
“機器人+”，行業應用加速拓展
走進“機器人+制造業”展區，新松白車身點焊機器人工作站吸引了記者的注意，只見4臺兩米多高的大型工業機械臂，同步搖頭、轉身，正在白色的汽車骨架上“戳戳點點”，高精度、高節拍地自主完成汽車點焊動作。
“汽車點焊是工業機器人的高端應用領域，其難點在于機器人控制系統定位精度和點焊效率。”據沈陽新松機器人自動化股份有限公司行業經理馬騁介紹，工作站使用的新一代工業機器人采用公司自研的控制和軟件系統，焊接效率高達2.2秒/點，達到行業領先水平，并可滿足鋼點焊、鋁點焊等多種焊接工藝。
“目前，已有近百臺點焊機器人進入國內多家汽車主機廠，被廣泛應用于傳統車企，在新能源汽車廠商中也有使用。”馬騁說。
隨著工業機器人應用場景不斷拓寬，生產環境對機器人的體積、重量、靈活度提出了更高的要求。工業機器人正向著小型化、輕型化、柔性化的方向發展，“人機協作”成為工業機器人研發的重要方向之一。
機械臂夾取蘋果輕輕擰動，模仿果農采摘的手法，蘋果便被輕松摘下，放入傳送帶……國家農業智能裝備工程技術研究中心展示的AutoPicker多臂蘋果采摘機器人，專為矮化密植果園設計，每小時可采摘400～550個果子，整合了采果、納果、儲果三大功能，實現全程自動化采收。
6個工業機器人、9個工藝流程，安川首鋼的新能源電池盒機器人智能生產線正快速工作，所有工業流程配備數字孿生系統，可實現虛實聯動，讓管理者隨時掌握生產線狀態。
如今，制造業、農業、商業等應用領域遍布機器人身影。創新技術迭代加速，應用領域不斷細分，是本屆機器人大會帶給記者的直觀感受。
記者從2023世界機器人大會了解到，我國工業機器人銷量已占全球的一半以上，連續10年居世界首位。此外，我國工業機器人的智能化趨勢日益明顯，據專業測評顯示，國內人工智能大模型在工業應用領域，已在部分行業實現國際趕超。但也要看到，我國機器人產業發展仍面臨技術積累不足、高端供給缺乏等問題，需要進一步推動機器人產業邁向中高端。
今年年初，工信部等17部門聯合印發的《“機器人+”應用行動實施方案》提出，到2025年，制造業機器人密度較2020年實現翻番，服務機器人、特種機器人行業應用深度和廣度顯著提升。
“各類創新主體的產出質量穩步提升，創新鏈條不斷完善，有力促進了機器人產業向高端化升級。”工信部副部長辛國斌在大會上表示，中國不僅連續多年穩居全球最大的機器人市場，還在技術創新、高端制造、集成應用中發揮越來越重要的作用，機器人產業正逐步逼近變革躍升的臨界點，蘊含著澎湃的發展動能。
“我國擁有全球最大的機器人市場，最豐富的應用場景，有條件、有能力把握住變革機遇，為全球發展貢獻更多方案和智慧。”辛國斌表示，下一步，工信部將大力推動機器人產業高質量發展。一是堅持應用牽引，深入推進“機器人+應用行動”，加快成熟場景推廣，鼓勵新興領域先行探索。二是堅持創新驅動，建立用戶單位和機器人企業協同創新機制，帶動一批高端整機關鍵零部件和工業軟件創新突破。三是堅持融通發展，堅定企業發展信心，激發企業創新活力，加強央地協同，共同培育世界級機器人產業集群和應用示范基地。
展望未來，中國電子學會副理事長兼秘書長陳英說，高端化、智能化和生態構建是中國機器人產業未來發展的關鍵詞。新技術加快融合創新突破，機器人應用場景持續擴展，大模型將成為機器人的智能大腦，機器人將助推行業數字化轉型，機器人生態加速共融共生。
(本報記者 崔興毅)
