中国机器人发展详析及七大未来趋势

中国教育装备采购网2016-02-05 11:30围观101次我要分享

  现代高端科技研制的各种类型机器人,已经在众多的领域得到较广泛的应用,占有举重轻足的地位。科学在不断地发展,机器人制造工艺的各项性能水平也在不断地得已提升。从较早期只能执行简单程序,重复简单动作的工业机器人,发展到如今装载智能程序有较强智能表现的智能机器人,以及正在努力研制的具备犹如人类复杂意识般的意识化机器人。

  机器人的分类

  诞生于科幻小说之中一样,人们对机器人充满了幻想。也许正是由于机器人定义的模糊,才给了人们充分的想象和创造空间。

  中国的机器人专家从应用环境出发,将机器人分为两大类,即工业机器人和特种机器人。

  所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人,包括:服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。

  在特种机器人中,有些分支发展很快,有独立成体系的趋势,如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。国际上的机器人学者,从应用环境出发将机器人也分为两类:制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务与仿人型机器人,这和中国的分类是一致的。

  空中机器人又叫无人机器,在军用机器人家族中,无人机是科研活动最活跃、技术进步最大、研究及采购经费投入最多、实战经验最丰富的领域。80多年来,世界无人机的发展基本上是以美国为主线向前推进的,无论从技术水平还是无人机的种类和数量来看,美国均居世界之首位。

  机器人具体类型大致可分为:家务型、操作型、程控型、数控型、搜救类、示教再现型、感觉控制型、适应控制型、学习控制型及人工智能型等等。

  机器人的发展特点

  如今机器人发展的特点可概括为:横向上,应用面越来越宽。

  由95%的工业应用扩展到更多领域的非工业应用。像做手术、采摘水果、剪枝、巷道掘进、侦查、排雷,还有空间机器人、潜海机器人。机器人应用无限制,只要能想到的,就可以去创造实现;

  纵向上,机器人的种类会越来越多,像进入人体的微型机器人,已成为一个新方向,可以小到像一个米粒般大小;机器人智能化得到加强,机器人会更加聪明。

  机器人行业发展前景

  “中国制造2025”其中一个积极重要的部分就是机器人产业。

  预计到2025年,机器人工业产值预期可以达到4.5万亿美元,其中2.6万亿来自提高并延长人类寿命,1.4万亿可能来自工业自动化和商业服务任务;在工业和服务领域使用先进机器人承担的工作量相当于7500万全职职工。最终,节约时间的家用服务机器人创造效益可达5000亿美元。

  谈到机器人和人工智能的关系,机器人并不是只需要人工智能技术,还需要传感器等更多的东西,是一个更大的系统。

  机器人产业的发展中,中国引进机器人有很早的历史,汽车行业自动生产线上的机器人多数都是从国外进口。2014年,全世界生产机器人中间有40%是中国消费。同时,中国正在发展机器人产业,且南北方风格不同:北方生“硬”机器人,就是我们常见的生产线上的机器臂,这种机器人发展的比较早;而南方提倡的是做“软”机器人,即医疗、老人看护等服务机器人。

  机器人未来发展趋势

  机器人的发展史犹如人类的文明和进化史在不断地向着更高级发展。从原则上说,意识化机器人已是机器人的高级形态,不过意识又可划分为简单意识和复杂意识之类。

  对于人类来说,是具有非常完美的复杂意识,而现代所谓的意识机器人,最多只是简单化意识,对于未来意识化智能机器人很可能的几大发展趋势,在这里概括性地分析如下:

  一、语言交流功能越来越完美

  智能机器人,既然已经被赋予“人”的特殊称义,那当然需要有比较完美的语言功能,这样就能与人类进行一定的,甚至完美的语言交流,所以机器人语言功能的完善是一个非常重要的环节。主要是依赖于其内部存储器内预先储存大量的语音语句和文字词汇语句,其语言的能力取决于,数据库内储存语句量的大小,以其储存的语言范围。

  对于未来智能机器人的语言交流功能会越来越完美化,是一个必然性趋势,在人类的完美设计程序下,它们能轻松地掌握多个国家的语言,远高于人类的学习能力。

  另外,机器人还能进行自我的语言词汇重组能力,就是当人类与之交流时,若遇到语言包程序中没有的语句或词汇时,可以自动地用相关的或相近意思词组,按句子的结构重组成一句新句子来回答,这也相当于类似人类的学习能力和逻辑能力,是一种意识化的表现。

  二、各种动作的完美化

  机器人的动作是相对于模仿人类动作来说的,我们知道人类能做的动作是极至多样化的,招手、握手、走、跑、跳、等各种手势,都是人类的惯用动作。不过现代智能机器人虽也能模仿人的部分动作,不过相对是有点僵化的感觉,或者动作是比较缓慢的。

  未来机器人将以更灵活的类似人类的关节和仿真人造肌肉,使其动作更像人类,模仿人的所有动作,甚至做得更有形将成为可能。还有可能做出一些普通人很难做出的动作,如平地翻跟斗,倒立等。

  三、外形越来越酷似人类

  科学家研制越来越高级的智能机器人,是主要以人类自身形体为参照对象的。自然先需有一个很仿真的人型外表是首要前提,在这一方面日本应该是相对领先的,国内也是非常优秀的。

  对于未来机器人,仿真程度很有可能达到即使你近在咫尺细看它的外在,你也只会把它当成人类,很难分辩是机器人,这种状况就如美国科幻大片《终结者》中的机器人物造型具有极至完美的人类外表。

  四、复原功能越来越强大

  凡是人类都会有生老病死,而对于机器人来说,虽无此生物的常规死亡现象,但也有一系列的故障发生时刻,如内部原件故障、线路故障、机械故障、干扰性故障等。这些故障也相当于人类的病理现象。

  未来智能机器人将具备越来越强大的自行复原功能,对于自身内部零件等运行情况,机器人会随时自行检索一切状况,并做到及时排除。它和检索功能就像我们人类感觉身体哪里不舒服一样是智能意识的表现。

  五、体内能量储存越来越大

  智能机器人的一切活动都需要体内持续的能量支持,这就像人类需要吃饭是同一道理,不吃会没力气,会饿死。机器人动力源多数使用电能,供应电能就需要大容量的蓄电池,对于机器人的电能消耗应该说是较大的。

  现代蓄电池的蓄电量都是较有限的,可能满足不了机器人的长久动力需求,而且蓄电池容量越大充电时间也往往需越长,这样就显得较为麻烦。

  针对能量储存供应问题,未来应该会有多种解决方式,最理想的能源应该就是可控核聚变能,微不足道的质量就能持续释放非常巨大的能量,机器人若以聚变能为动力,永久性运行将得以实现。

  不过这种技术对人类来说,简直太困难了,现在人类连热核聚变装置的稳定运行都还有许多难点要攻克,冷聚变能否实现还是一个谜,所以核聚变动力实现是遥遥无期的。

  另外,未来还很可能制造出一种超级能量储量器,也是充电的,但有别于蓄电池在多次充电放电后,蓄电能力会逐步下降的缺点,能量储存器基本可永久保持储能效率。且充电快速而高效,单位体积储存能量相当于传统大容量蓄电池的百倍以上,也许这将成为智能机器人的理想动力供应源。

  六、逻辑分析能力越来越强

  人类的大部分行为能力是需要借助于逻辑分析,例如思考问题需要非常明确的逻辑推理分析能力,而相对平常化的走路,说话之类看似不需要多想的事,其实也是种简单逻辑,因为走路需要的是平衡性,大脑在根据路状不断地分析判断该怎么走才不至于摔倒,而机器人走路则是要通过复杂的计算来进行。

  对于智能机器人为了完美化模仿人类,科学家未来会不断地赋予它许多逻辑分析程序功能,这也相当于是智能的表现。如自行重组相应词汇成新的句子是逻辑能力的完美表现形式,还有若自身能量不足,可以自行充电,而不需要主人帮助,那是一种意识表现。

  总之逻辑分析有助人机器人自身完成许多工作,在不需要人类帮助的同时,还可以尽量地帮助人类完成一些任务,甚至是比较复杂化的任务。

  七、具备越来越多样化功能

  人类制造机器人的目的是为人类所服务的,所以就会尽可能地把它变成多功能化,比如在家庭中,可以成为机器人保姆。会你扫地、吸尘、还可以做你的谈天朋友,还可以为你看护小孩。到外面时,机器人可以帮你搬一些重物,或提一些东西,甚至还能当你的私人保镖。

  另外,未来高级智能机器人还会具备多样化的变形功能,比方从人形状态,变成一辆豪华的汽车也是有可能的,这似乎是真正意义上的变形金刚了,它载着你到处驶驰于你想去的任何地方,这种比较理想的设想,在未来都是有可能实现的。

  我们目前还不能预料未来机器人新的用途。因为世界上很多机器人的形式跟大家脑子里想到的机器人是很不一样的。包括现在很多汽车里面的智能软件,它能帮你自动导航,这实际上也是机器人的功能之一。

  而且,机器人的价格越来越便宜,目前有精确灵敏度的机器人价格大概在10万美金左右,预计到2025年,价格可以降到5万多美金,每年价格下降10%。这个速度可能会比预想的更快,因为整个芯片产业发展非常快,如果机器人生产规模能够有很大的发展的话,相信这个价格肯定会比这个便宜得多。机器人会产生巨大的经济价值,能够代替很多人的工作,以后人们不需要从事这类体力劳动。

  最后是人比机器人聪明还是机器人比人聪明?人发明了机器人,机器人也不断在学习,能够增加自己的知识,我们一天要睡8个小时、工作12个小时、玩4个小时,而机器人一天24个小时,只要有电源就会不断学习,它积累知识的过程可能比人类更快。这或将是我们日后发展人工智能必须要考虑的一点。

来源:科创帮责任编辑:小白

相关阅读