4. 新型機(jī)器人開發(fā)有突破
顯遠(yuǎn)或遙現(xiàn)(telepresence或telexistance),被稱為臨場(chǎng)感。這種技術(shù)能夠測(cè)量和估計(jì)人對(duì)預(yù)測(cè)目標(biāo)的擬人運(yùn)動(dòng)和生物學(xué)狀態(tài),顯示現(xiàn)場(chǎng)信息,用于設(shè)計(jì)和控制擬人機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。
虛擬現(xiàn)實(shí)(virtual reality,VR)技術(shù)是新近研究的智能技術(shù),它是一種對(duì)事件的現(xiàn)實(shí)性從時(shí)間和空間上進(jìn)行分解后重新組合的技術(shù)。這一技術(shù)包括三維計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)、多傳感器的交互接口技術(shù)以及高清晰度的顯示技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可應(yīng)用于遙控機(jī)器人和臨場(chǎng)感通信等領(lǐng)域。例如,可從地球上對(duì)火星探測(cè)機(jī)器人進(jìn)行遙控操作,以采集火星表面上的土壤。
形狀記憶合金(SMA)被譽(yù)稱為智能材料。SMA 的電阻隨溫度的變化而改變,導(dǎo)致合金變形,可用來執(zhí)行驅(qū)動(dòng)動(dòng)作,完成傳感和驅(qū)動(dòng)功能??赡嫘螤钣洃浐辖穑≧SMA)也在微型機(jī)器人上得到了應(yīng)用。
多自主機(jī)器人系統(tǒng)(MARS)是近年來開始探索的又一項(xiàng)智能技術(shù),它是在單體智能 機(jī)器發(fā)展到需要協(xié)調(diào)作業(yè)的條件下產(chǎn)生的。多個(gè)機(jī)器人具有共同的目標(biāo),完成相互關(guān)聯(lián)的動(dòng)作或作業(yè)。MARS 的作業(yè)目標(biāo)一致,信息資源共享,各個(gè)局部(分散)動(dòng)作的主體在全局環(huán)境下感知、行動(dòng)、受控和協(xié)調(diào),是群控機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展。在諸多新型智能技術(shù)中, 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的識(shí)別、檢測(cè)、控制和規(guī)劃方法的開發(fā)和應(yīng)用占有重要的地位?;趯<蚁到y(tǒng)的機(jī)器人規(guī)劃獲得新的發(fā)展,除了用于任務(wù)規(guī)劃、裝配規(guī)劃、搬運(yùn)規(guī)劃和路徑規(guī)劃外,還用于自動(dòng)抓取方面。
5. 移動(dòng)機(jī)器人自主性逐步提高
近年來,對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的研究受到重視,自主式移動(dòng)機(jī)器人是研究最多的一種。自主機(jī)器人能夠按照預(yù)先給出的任務(wù)指令,根據(jù)已知的地圖信息做出全局路徑規(guī)劃,并在行進(jìn)過程中,不斷感知周圍局部環(huán)境信息,自主地做出決策,引導(dǎo)自身繞開障礙物,安全行駛到達(dá)指定目標(biāo),并執(zhí)行要求的動(dòng)作與操作。移動(dòng)機(jī)器人在工業(yè)和國(guó)防上具有廣泛的應(yīng)用前景,如清洗機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、巡邏機(jī)器人、防化偵察機(jī)器人、水下自主作業(yè)機(jī)器人、飛行機(jī)器人等。
三、需求與展望
?。ㄒ唬┲悄軝C(jī)器人發(fā)展的重點(diǎn)方向
首先,針對(duì)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng),重點(diǎn)發(fā)展面向裝備制造業(yè)的 6 類機(jī)器人系統(tǒng),包括新一代與人合作型機(jī)器人系統(tǒng)、自動(dòng)導(dǎo)引機(jī)器人系統(tǒng)、焊接機(jī)器人系統(tǒng)、激光加工機(jī)器人系統(tǒng)、真空機(jī)器人系統(tǒng)、潔凈機(jī)器人系統(tǒng)等的研發(fā)。
其次,在特種機(jī)器人類別中,優(yōu)先發(fā)展旋翼飛行機(jī)器人、水下機(jī)器人、空間機(jī)器人等幾種具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)的特種機(jī)器人。
再次,在服務(wù)機(jī)器人類別中,優(yōu)先發(fā)展面向醫(yī)療的脊柱微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)、面向康復(fù)的手部康復(fù)及行為輔助機(jī)器人系統(tǒng)、面向助殘的智能假肢機(jī)器人系統(tǒng)以及面向老年維護(hù)的家政服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)等 4 種機(jī)器人。
最后,面向工業(yè) 4.0 新型制造體系的需求,研發(fā)智能化設(shè)備與裝置、全覆蓋管控一體化網(wǎng)絡(luò)、新型數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)、分布式智能控制系統(tǒng)、智能決策與管理系統(tǒng)、支撐制造產(chǎn)品全生命周期管理的信息服務(wù)平臺(tái),研發(fā)面向航空、軍工、汽車、自動(dòng)化儀表、高端電子等典型行業(yè)的基于機(jī)器人的智能化柔性裝配和制造生產(chǎn)系統(tǒng)。
具體的機(jī)器人系統(tǒng)與相關(guān)應(yīng)用行業(yè)及技術(shù)的關(guān)系如圖 1 所示。
?。ǘ┲悄軝C(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵核心技術(shù)
與各類機(jī)器人系統(tǒng)相對(duì)應(yīng),我國(guó)發(fā)展智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵核心技術(shù)包括: