仿生機器人超進化!即將邁入黃金時代 可望彌補勞動力不足

仿生機器人超進化!即將邁入黃金時代 可望彌補勞動力不足
▲仿生機器人學是機器人研究中一個熱門的領域

圖、文/機器人庫

自從阿法狗戰勝李世石之後,人工智慧成了全世界熱議的焦點,似乎人工智慧變得無所不能。不久前,馬斯克在杜拜世界政府首腦會議上更是發出「人應該與機器結合,變成半機器人」的驚世言論。

21 世紀以後,人類開始步入老齡化社會,發展「仿人機器人」可以彌補勞動力的不足,此外,也能為養老服務、家庭服務提供支援。到目前為止,「仿生機器人」已經經歷了三個階段,正向第四階段邁進。

近日,MORDY這款逆天機器人成為機器人研究領域的熱點之一。MORDY仿生機器人來自INNFOS公司,這是一家由三個不同年齡,不同專業,不同工作經歷的人創立的公司。得益於伺服電機系統等技術的不斷革新,INNFOS在仿生機器人方面的研究工作已經取得了有效的成果。

▲MORDY成為機器人研究領域的熱點之一

當仿生機器人遇到人工智慧

仿生機器人學是機器人研究中一個熱門的領域。人們試圖從動物身上獲取靈感,並運用到機器人身上,使它們可以運用於戶外,比如服務用機器人、搜救機器人等,它們可以應對一些複雜的地形場景。

仿生機器人誕生到發展短短數十年,積累的研究成果已經非常豐碩,開闢了機器人領域獨特的技術和研究方法。目前,日本、美國、韓國、歐洲是全球工業機器人市場的傳統領導者,但近年來全球市場競爭格局不斷發生變化,日益崛起的中國機器人公司進軍機器人市場,正逐漸形成機器人領域新的競爭格局。

機器人是按照科學家預先寫好的一段代碼運行,電機受代碼控制,代碼怎麼寫,機器人就怎麼動,這被認為是機器人和人類的最大區別之一。不過,隨著人工智慧技術的不斷發展,背靠著大資料和深度學習,現在更類似於人類的機器人也屢見不鮮,比如INNFOS公司的MORDY就是一個例子。

▲技術的進步INNFOS實現「高智商」機器人

經過五代技術積累,從舵機連線到純電機驅動,INNFOS單只機械手臂已經達到17個自由度,配合具有深度神經網路的電機控制演算法,MORDY的手部動作將實現智慧動作學習,進而實現智慧力回饋和動作判斷。另外,還可以配合VR技術,觀察機器人動態,並與之進行交流互動,實現「高智商」機器人。
可見,這個團隊在這個方向上又邁了一大步。

▲仿生機器人MORDY

仿生機器人要實現突破,應當實現怎樣的跨越?

仿生機器人要實現突破,主要在於其運動的「心臟」:伺服電機系統。機器人在運行過程中,是通過伺服電機的驅動實現多自由度的運動的。如果對機器人運行的動作速度、精度要求高的話,實際就是要求伺服電機的回應速度、控制精度要足夠高。

在機器人實際運行時,往往伺服電機是處於各種加減速、正反轉狀態,那就對伺服電機的短時超載能力、慣量適應範圍、頻率回應頻寬、轉速/扭矩回應時間提出了很高的要求。

與工業機械臂不同,仿生機器人需要把各種複雜的電路與驅動元件集成在一個與人體相似大小的空間裡,甚至更小,而現在世界上主流市場還是工業用電機及配套系統,在沒有形成規模市場的情況下,大的電機廠商也不會針對仿生機器人專門設計配套解決方案。為了解決這個問題,INNFOS率先開發具有中國自主智慧財產權的機器人驅動系統,促使中國早日擺脫仿生機器人技術方面的限制。

▲INNFOS率先開發具有中國自主智慧財產權的機器人驅動系統

除此之外,在仿生機器人方面我們需要提高自主創新能力、利用科技提高效率降低成本、進行進一步行業規範,依託人工智慧發展趨勢,逐漸提高品牌的認可度。

仿生機器人尚處初級階段,但未來可期

由於學科的交叉性,「仿生」機器人仍然存在諸多問題。要讓機器人實現科幻電影裡的行動恐怕還尚早。例如加州大學伯克利分校最近利用深度學習使得人形機器人可以進行簡單的積木對接工作,但仍然受限於物體、環境以及任務的複雜程度。

在國外,很多仿生機器人企業已經實現了自主核心演算法,並且擁有自己的核心元件。但對於國內的企業來說,首先,大量的資金和人才就成為了很大的限制,其次,中國在工業設計和品牌建設方面的能力仍然有待加強。

儘管如此,人工智慧經過不斷發展,已經不再僅限於底層的演算法了。如電機的智慧運動控制以替代目前流行的經典控制理論和現代控制理論,還有機器人的運動學和動力學解算中。INNFOS在運動控制和新型伺服系統技術上已經做了突破性的研究,並試圖將深度學習神經網路演算法應用於電機控制,從而使機器人的動態驅動具有學習能力。

這些都意味著一個新的時代的來臨。

【本文經機器人庫同意授權刊出】

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