共融机器人研究和应用前景广阔
----共融机器人研究和应用前景广阔//----
自上世纪50年代第一台机器人发明至今 ， 机器人技术不断进步 ， 昔日科幻作品对机器人的许多想象已成现实 。 比如 ， 人类已制造出蚂蚁、蝴蝶、飞天水母等形形色色的仿生机器人 ， 能够做出高难度体操动作的人形机器人 ， 能够表现出超过62种面部表情的机器人 ， 等等 。 随着智能传感、人工智能、大数据等技术快速发展 ， 机器人不断被赋予与环境交互、模仿人类甚至自主学习等新技能 。
当前 ， 在产业升级、健康服务、国防安全、太空探索、科考与资源开发等关乎人类未来的领域 ， 机器人的作用日益突出 。 机器人研究正在成为全球高科技竞争热点 ， 许多国家都将机器人列入优先发展的产业技术行列 。
超越三大历史阶段 ， 共融机器人领跑未来
回顾历史 ， 机器人的发展大致经历三个阶段 。 第一代机器人相当于“遥控操作器” ， 由人操作机械进行挖掘、搬运等工作 ， 主要起到放大操作员力量的作用；第二代机器人能够根据离线编好的程序自动重复完成操作 ， 目前工业生活中常见的工业机器人就是这一类；第三代机器人是智能机器人 ， 可通过各种传感器获取环境信息 ， 利用智能技术进行识别、理解、推理并作出规划决定 ， 属于可自主行动、实现预定目标的交互机器人 。 工业领域中负责搬运、焊接与装配等任务的工业机器人、服务行业中的扫地机器人和炒菜机器人等都属此类 。
机器人虽已广泛应用于国民生活和经济各领域 ， 但其灵活性和智能决策能力等方面尚显不足 。 比如 ， 工业机器人感知能力较弱 ， 只能在稳定的环境中工作 ， 即主要在结构化环境中执行各类确定性任务 ， 否则就容易出错甚至伤人毁物 。 这就是为什么工业机器人经常“单兵作战” ， 甚至需要防护网将机器人作业区和工人作业区分开 。 服务机器人是应对未来全球人口老龄化趋势加剧的有效手段 ， 但目前存在无法接受抽象指令、难以与人有效沟通、人机协调合作能力不足、安全机制欠缺等问题 。 特种机器人是代替人类在极地、深海、外星、核辐射场所、军事战场、受灾地域等危险区域执行任务的重要工具 ， 但存在过度依赖编程和人类远程操作、自主性不足等问题 。
克服上述不足、有效扩展和延伸人类能力 ， 是未来机器人的发展方向——共融机器人应运而生 。
实现“共融”目标 ， 需要机器人技术多层面革新
共融机器人 ， 是指能与作业环境、人、其他机器人自然交互 ， 自主适应复杂动态环境并协同作业的机器人 。 “共融”具体包含三层含义：一是机器人与环境的自然交互 。 传统机器人在特定区域工作 ， 目标简单、对象单一 ， 但在实际生产生活中很难有如此纯粹的环境 。 让机器人走出车间 ， 走进山地、雪地 ， 来到人来人往的街道 ， 甚至让机器人和人一起在动态环境中协同作业 ， 是共融机器人的第一重目标 。 二是机器人之间的互助互补 。 两个人可以抬起更重的物品 ， 三人一组的F1赛车服务人员可以在两秒内更换一个轮胎 ， 一台复杂的内科手术需要多位医生和护士协作 。 机器人如何通过多“人”协作以实现单体能力的突破呢？这就是共融机器人发展的第二重目标 ， 实现机器人之间的协作、互补 ， 通过合作增强机器人整体功能和性能 。 三是机器人与人之间的协同作业 。 与人合作 ， 不单指听人指挥 ， 共融机器人还需要有自己的“判断”和“想法” 。 人是复杂的、动态的 ， 和人协作是对机器人更高的要求 。 这时 ， 机器人不再被动等待人的协助、不再一味依赖人的编程 ， 而要能够主动感知并解决各种问题 。
为实现以上与环境 ， 与其他机器人 ， 与人类共存、共事、共融的目标 ， 机器人需要在“身体”“感知”和“意识”上进行革新 。
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