服務(wù)機(jī)器人未來發(fā)展道阻且長,諸多難題待解

時間:2017-05-05

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語:大致來說,機(jī)器人主要分為三個部分:觀測、分析、執(zhí)行。其所對應(yīng)的技術(shù)分別為:傳感器技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)以及自動控制技術(shù)。

很多業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,機(jī)器人現(xiàn)在已經(jīng)由螞蟻進(jìn)化成了猴子,它在工業(yè)領(lǐng)域逐步取代了傳統(tǒng)工人。但是,一些人還是會認(rèn)為它非常傻,他們渴望的是更高層次的類似于科幻電影里的機(jī)器人。那如果把科幻變成現(xiàn)實,需要攻克哪些技術(shù)門檻呢?今天筆者就和大家一起來看下。

大致來說,機(jī)器人主要分為三個部分:觀測、分析、執(zhí)行。其所對應(yīng)的技術(shù)分別為:傳感器技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)以及自動控制技術(shù)。

傳感器最初的發(fā)展主要是為了服務(wù)于工業(yè)自動化,通過控制各個生產(chǎn)節(jié)點上加速度、壓力、溫度、物位等物理類傳感器參量,大幅提高工業(yè)生產(chǎn)的效率。目前這類技術(shù)已較為成熟,根據(jù)不同應(yīng)用,其產(chǎn)品體系也比較豐富。但對于服務(wù)機(jī)器人而言,其與工業(yè)機(jī)器人的一個本質(zhì)區(qū)別就在于,工業(yè)機(jī)器人的工作環(huán)境都是已知的,而服務(wù)機(jī)器人所面臨的工作環(huán)境絕大多數(shù)都是未知的,這就意味著服務(wù)機(jī)器人需要有更好更豐富的傳感器。比如,這種傳感器需要能夠全面模擬人類五官。

而目前傳感器對于視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺等人類真實感覺的信息探測還不是非常完善。以深度感知傳感器舉例,其對服務(wù)機(jī)器人的重要性是不言而喻的,雖然目前測量深度信息的方法不少,但主流的還屬于激光雷達(dá)與雙目視覺方案。激光雷達(dá)方面,目前最出名的要數(shù)谷歌無人車所使用的Velodyne激光雷達(dá),但由于其主要靠手工打造,想大規(guī)模量產(chǎn)與降價都不容易。而在雙目視覺方面,龐大的數(shù)據(jù)計算量便是其面臨的最大問題之一。

此外,對中國企業(yè)而言所面臨的問題更大。有資料顯示,中國中高檔傳感器產(chǎn)品幾乎100%從海外進(jìn)口,90%的芯片依賴國外,國產(chǎn)傳感器可靠性比國外同類產(chǎn)品低1到2個數(shù)量級。而且更重要的是我國傳感器企業(yè)95%以上的都屬于小型企業(yè),規(guī)模小,研發(fā)能力弱,效益差。

在分析方面(即機(jī)器人大腦),雖然機(jī)器人在諸如人臉識別等領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到甚至超過了人類,但總體來說,目前市面上最好的機(jī)器人大腦也僅僅只相當(dāng)于人類幾歲小朋友的智力。是的,人類需要的是一臺“顛覆人類生活方式的機(jī)器”而非一臺“不夠聰明的機(jī)器”。

雖然現(xiàn)在人工智能技術(shù)的突破性發(fā)展主要歸功于深度學(xué)習(xí)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的成熟,市面上也因此認(rèn)為只要給予機(jī)器足夠多的數(shù)據(jù),其便能深度學(xué)習(xí)出更高甚至達(dá)到或者超過人類的智能。但動點科技曾與一位人工智能領(lǐng)域的從業(yè)者交流,對方認(rèn)為人工智能技術(shù)要想進(jìn)一步發(fā)展,僅僅依靠更多的數(shù)據(jù)已經(jīng)不夠了,而是需要在算法上進(jìn)行革新。又有觀點認(rèn)為,大數(shù)據(jù)的極限只是優(yōu)化的機(jī)械智能,而非人們想象中的人工智能。

最后在運動控制方面,目前大多數(shù)機(jī)器人公司都將人形機(jī)器人的研發(fā)作為其技術(shù)能力的展示,可見人形機(jī)器人的難度之大。而機(jī)器人包括人形機(jī)器人在運動控制方面最核心的組成部分便是電機(jī)、伺服系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)以及減速機(jī)。零部件所涉及的技術(shù)含量高,國內(nèi)基本靠進(jìn)口。其中減速機(jī)更是如此,減速器能將電機(jī)的高速運速降低到機(jī)器人所適用的速度,因此其對機(jī)器人而言至關(guān)重要。據(jù)了解,一臺機(jī)器人本體上一般有6個減速機(jī),但目前國產(chǎn)的減速機(jī)還不能批量生產(chǎn)。

目前機(jī)器人僅僅減速機(jī)就占機(jī)器人成本的35%左右(國內(nèi)企業(yè)購買減速機(jī)的價格是國外企業(yè)價格的將近5倍),電機(jī)、控制器部分占10%左右。因此,機(jī)器人成本下降的關(guān)鍵在于核心零部件尤其是減速機(jī)能率先實現(xiàn)國產(chǎn)化。國內(nèi)機(jī)器人使用的減速機(jī)、電機(jī)及驅(qū)動還是以國外供應(yīng)為主,核心技術(shù)主要掌握在abb、kuka等幾家國際巨頭手中,其中日本為最大的減速機(jī)出口國。

另外,上述核心部件大多有不同廠商分別生產(chǎn),以致于整個系統(tǒng)在集成化與小型化方面仍有很大不足,這在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域尚不是什么大問題,但在“寸土寸金”的人形機(jī)器人等小型機(jī)器人領(lǐng)域便是一個大問題。

最后,即使有了聰明的大腦和完善的運動控制硬件,我們也還需要有優(yōu)秀的運動規(guī)劃算法來輔助,運動規(guī)劃算法主要功能就是教機(jī)器人如何走路,如何避過各種障礙物等。目前穩(wěn)定行走的控制理論,在實際的機(jī)器人的測試和運行過程中不是很理想。

波士頓動力算是人形機(jī)器人領(lǐng)域的佼佼者了吧,但其最終還是被谷歌拋棄了,原因據(jù)稱是谷歌認(rèn)為未來幾年不可能推出商業(yè)化產(chǎn)品,谷歌不想再供養(yǎng)了。另外,美國的著名企業(yè)家、投資人和工程師YobieBenjamin也表示,雖然大家看到的波士頓動力的視頻中機(jī)器人/狗沒有倒,但實際情況遠(yuǎn)不是這么順利:首先是噪音太大,在實驗中可以聽到很大的響聲;其次是穩(wěn)定性不夠,雖然在視頻中看到它在山地中也能如履平地,但在實際測試中,即便在平地上也是經(jīng)常會摔倒的,而且不能夠自己站立。

總之,機(jī)器人還有一段很長的路要走。

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