機(jī)器人利用傳感器進(jìn)行工作的五大未來展望淺析
2017年,中國工業(yè)機(jī)器人消費(fèi)總量為14.1萬臺(tái),連續(xù)5年成為全球最大的消費(fèi)市場,銷量增速高達(dá)58.1%。據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì),今年以來,中國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量(包括所有企業(yè)在中國生產(chǎn)的機(jī)器人)持續(xù)增長,3月份增速在35%左右。可以預(yù)計(jì),中國在未來很長一段時(shí)間內(nèi)都將成為機(jī)器人產(chǎn)業(yè)全球最大的消費(fèi)市場。
新松鄒風(fēng)山指出,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開技術(shù)的突破。近幾年,大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)進(jìn)行融合,對機(jī)器人在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用產(chǎn)生顛覆性的變革。由于新一代信息技術(shù)與工業(yè)技術(shù)的融合,產(chǎn)生了新的制造模式,即智能制造模式。這種制造模式的特點(diǎn)是智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化以及定制化,且由于機(jī)器人的介入,成本在逐年下降,可以說,機(jī)器人在智能制造變革中發(fā)揮了重要的作用。同樣,智能服務(wù)機(jī)器人已滲透到人類生活的各個(gè)領(lǐng)域。
鄒風(fēng)山認(rèn)為,機(jī)器人的決策過程包括三個(gè)階段:感知、認(rèn)知和執(zhí)行。首先通過數(shù)據(jù)采集外部的場景信息,其次通過智能算法進(jìn)入認(rèn)知階段,最后通過指令產(chǎn)生各種動(dòng)作命令進(jìn)入執(zhí)行階段。機(jī)器人是通過多種傳感器進(jìn)行感知的,這些傳感器包括光學(xué)傳感器、力學(xué)傳感器、聲音傳感器、速度及加速度傳感器、溫度傳感器、化學(xué)傳感器等。他指出,傳統(tǒng)機(jī)器人在R1.0時(shí)代,僅有位置傳感器,無法適應(yīng)任務(wù)、環(huán)境發(fā)生的變化,缺乏協(xié)作與安全保護(hù)功能。在R2.0時(shí)代,裝配了多種傳感器,并對傳感器信息進(jìn)行計(jì)算分析,可適應(yīng)任務(wù)、環(huán)境變化,具有一定智能性,且具有感知環(huán)境的能力。
鄒風(fēng)山介紹了不同種類機(jī)器人如何利用傳感器進(jìn)行工作的,他說,智能焊接機(jī)器人利用3D視覺傳感器對待焊接工件進(jìn)行感知,獲取工件的三維點(diǎn)云,并利用機(jī)器視覺技術(shù)與人工智能技術(shù)結(jié)合獲得精確的焊接邊緣,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主焊接。智能打磨/拋光機(jī)器人采用三維視覺傳感器與力覺傳感器結(jié)合實(shí)現(xiàn),利用三維視覺傳感器及機(jī)器視覺技術(shù)對目標(biāo)進(jìn)行建模,并利用力覺傳感器結(jié)合力控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)復(fù)雜毛坯件的精確自主的打磨/拋光作業(yè)。
鄒風(fēng)山對傳感器技術(shù)的未來進(jìn)行了展望,他表示,傳感器技術(shù)將向5個(gè)方向發(fā)展。智能化:傳感器將與人工智能技術(shù)相結(jié)合,形成智能傳感器??梢苿?dòng)化:充分利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù),技術(shù)關(guān)鍵在于克服節(jié)點(diǎn)資源限制。微型化:在微型化的同時(shí),降低功耗、提高精度、集成化等。集成化:形成多功能一體化傳感器,集成度高、體積小、容易實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償與校正。多樣化:新材料技術(shù)的突破加快了多種新型傳感器的涌現(xiàn),該研究方向主要與新材料的發(fā)展息息相關(guān)。