細(xì)數(shù)2012機(jī)器人技術(shù)12大趨勢：3D遙感、云機(jī)器人、智能

2012機(jī)器人會往什么方向發(fā)展？盡管2012年已經(jīng)過了1/3，但CROPEN認(rèn)為有必要花些時間對未來幾個月機(jī)器人發(fā)展做下預(yù)測。由于沒有時間機(jī)器這類東西，所以預(yù)測的依據(jù)來自一些機(jī)器人行業(yè)的長期觀察員，包括自動機(jī)領(lǐng)域和Hizook（著名的機(jī)器人博客），以確保CROPEN的預(yù)測內(nèi)容盡可能準(zhǔn)確。

同時請了一些不同背景的機(jī)器人專家，征求他們對2012機(jī)器人發(fā)展的意見看法，“專家小組”提供了許多寶貴的意見，總結(jié)大家的建議，最后壓縮到12個項目，這不是一件容易的事，應(yīng)為許多想法都很偉大。（感謝，機(jī)器人專家們?。?/p>

在做挑選時，盡量避免那些“長期趨勢”的領(lǐng)域，如環(huán)境機(jī)器人，娛樂和玩具機(jī)器人。主要專注于新興領(lǐng)域，同時注意資本流向，例如由美國國家科學(xué)基金會牽頭的全國機(jī)器人倡議，計劃將投入大量的資源發(fā)展可與人合作的機(jī)器人，還有DARPA的部分機(jī)器人研究項目。歐洲的框架計劃資助的“認(rèn)知系統(tǒng)和機(jī)器人”，這項計劃可以服務(wù)于人們?nèi)粘５墓ぷ魃?。還有如在亞洲，為應(yīng)對人口老齡化，醫(yī)療機(jī)器人發(fā)展已經(jīng)長達(dá)數(shù)十年。

CROPEN不會試圖做一個全面的2012機(jī)器人行業(yè)研究報告，這里所描述的趨勢類似“熱圖”，強(qiáng)調(diào)機(jī)器人行業(yè)有前途的領(lǐng)域和技術(shù)，包括人工智能，我們知道會有許多讀者不同意我們的觀點，真誠希望聽到你的意見和看法，如有什么想法請電郵或直接回復(fù)評論。不過有一件事是肯定的：機(jī)器人正經(jīng)歷一個神奇的時代，未來會更加精彩。

1. 協(xié)作機(jī)器人：機(jī)器人助手和伙伴

機(jī)器人控制通常有兩種方式，直接遙控和充分自我控制，問題是遙控很麻煩，充分自我控制往往如科幻電影。可以從中找到一個平衡點，讓人類和機(jī)器人協(xié)作完成任務(wù)，比如下圖的PR2機(jī)器人遞藥給人。美國國家機(jī)器人倡議（NRL）提供7000萬發(fā)展協(xié)作機(jī)器人項目，目標(biāo)是把機(jī)器人從工產(chǎn)和實驗室擴(kuò)展到人們的日常生活，就像當(dāng)年計算機(jī)由軍用到民用。這些機(jī)器人必須是安全的，價格相對便宜且使用方便，機(jī)器人利用其長處配合人類完成工作。該項目的范圍是廣泛的，但機(jī)器人的一個關(guān)鍵方面是明確的：即與人的互動。所以希望看到2012協(xié)作類機(jī)器人有更大發(fā)展。

2. 3D遙感：Kinect革命在繼續(xù)

去年，一個奇怪的裝飾開始出現(xiàn)在許多機(jī)器人頭上，這就是現(xiàn)在流行的微軟Kinect 3D傳感器，它價格便宜且使用方便，用Kinect繪制3D地圖和作為動作傳感器，Kinect成為機(jī)器人社區(qū)的最愛（看下圖）。人們一直在尋找一種低成本的設(shè)備替代激光測距儀，現(xiàn)在Kinect幫忙實現(xiàn)（至少可以在室內(nèi)使用），Kinect 2可能會在今年發(fā)布，將具有更高的分辨率和幀速率。

3. 云機(jī)器人：機(jī)器人共享技術(shù)

幾個研究小組正在探索云計算基礎(chǔ)設(shè)施上的機(jī)器人，依靠云計算機(jī)處理大量的數(shù)據(jù)。這種方法可以直接調(diào)用“云機(jī)器人”，將使機(jī)器人不需要做復(fù)雜的計算，如圖像處理和語音識別，甚至可以立即下載新的技能。很多相關(guān)項目都在進(jìn)行中。特別是，谷歌有一個小團(tuán)隊，創(chuàng)建機(jī)器人云服務(wù)，如果這種技術(shù)流行起來，對該領(lǐng)域可能是結(jié)構(gòu)性的轉(zhuǎn)變（想象每個機(jī)器人使用“Google地圖”進(jìn)行導(dǎo)航）。在歐洲，一個重大項目RoboEarth，其目標(biāo)是開發(fā)“機(jī)器人萬維網(wǎng)”，一個巨大的云數(shù)據(jù)庫，機(jī)器人可以共享有關(guān)的對象，環(huán)境和任務(wù)的信息（見下圖）。許多其他項目正在形成，我們預(yù)計，在2012年“云機(jī)器人”將成為一個時髦詞。

4. 力控制下的柔順驅(qū)動器：柔軟的觸感機(jī)器人

機(jī)器人與人互動時，安全是首要問題，常規(guī)的工業(yè)機(jī)械手臂在工廠作業(yè)沒什么問題，但要想機(jī)器人和人密切合作，柔軟的觸覺機(jī)器人就非常有必要。出于這個原因，我們預(yù)計在2012年將看到更多力控制下的柔順驅(qū)動器和觸覺傳感技術(shù)的改進(jìn)，如下圖Meka公司的M1機(jī)器人。此外，希望研究人員跳出“條條框框”限制，開發(fā)新的更聰明的驅(qū)動器，避免使用機(jī)械驅(qū)動裝置。例如在2011年，我們就看到推出過許多“柔軟的機(jī)器人”，這些機(jī)器人感覺上很接近生物體，如iRobot的六足JamBot，他使用一種叫作6 JMU的驅(qū)動器，還有OtherLab研制的一個充氣機(jī)器人Pneubot，使用面料和氣動驅(qū)動。這些項目都指向一個充滿誘人的未來，我們期望在2012年更多的柔軟的機(jī)器人出現(xiàn)。

5. 基于智能設(shè)備機(jī)器人：新的機(jī)器人智能開發(fā)

機(jī)器人可以由傳感器、處理器、顯示設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)等元素組成。智能手機(jī)和平板電腦似乎具備了這些特性。iRobot公司已經(jīng)開發(fā)出一個叫Ava的遠(yuǎn)程機(jī)器人，可以在平板電腦上使用。再比如，兩個西雅圖的工程師從募捐網(wǎng)站Kickstarter拿到10萬美元并迅速開發(fā)出一個可愛智能手機(jī)供電機(jī)器人Romo（下圖）。這兩個例子代表著一種趨勢，移動設(shè)備領(lǐng)域上的機(jī)器人開發(fā)潛力巨大。蘋果的iOS和谷歌的Android興起了前所未有的創(chuàng)新浪潮。其結(jié)果將是有更多的機(jī)器人，從移動實驗室進(jìn)入市場。在手機(jī)越來越多的智慧，像蘋果公司的語音助手Siri，將影響今年的機(jī)器人玩具和研究，由于智能設(shè)備加入，機(jī)器人會變得更聰明。

6. 更低的成本：一個你能負(fù)擔(dān)得起的機(jī)器人手臂

隨著機(jī)器人發(fā)展，像3-D傳感器器得到普及，機(jī)器人的整體成本急劇下降。不過似乎驅(qū)動器例外。最明顯如夾鉗和自由手臂。我們不是在談?wù)撍欧鉀Q方案，我們所說的也是許多機(jī)器人專家在的想。他們希望有一個強(qiáng)大的移動操縱系統(tǒng)：具備人的外形尺寸，兼容的驅(qū)動，足夠的有效載荷（至少5公斤），當(dāng)然至少低于5000美元。 2011年由斯坦福大學(xué)的研究人員對一種低成本的柔性機(jī)器人研究指出這是可能的（如下圖所示的系統(tǒng)）。而事實上，有相當(dāng)數(shù)量的資金用在這個方向，如DARPA的三個方案（ARM-H，ARM-S，和M3）和美國國家科學(xué)基金會。

7. 無人駕駛汽車：解放你的雙手

好吧，你可能不會很快看到您附近出現(xiàn)自動駕駛汽車，除非你住在硅谷，谷歌已經(jīng)充分地測試其著名的豐田普瑞斯自駕車（如下圖：觀看TED演示），盡管不敢保證已經(jīng)非常完善，但有一點是肯定的，過去幾年在美國，德國，法國，意大利，英國和中國自主車輛項目激增。去年，內(nèi)華達(dá)州成為美國第一個個允許自動駕駛汽車上路的州。其實自動駕駛功能已經(jīng)在很多汽車中體現(xiàn)，像普瑞斯一些車型的駕駛輔助功能可以幫人自動停車等等。雖然汽車制造商堅稱這些不是自動駕駛功能，不過很顯然，汽車正更多的機(jī)器人化。

8. 工業(yè)機(jī)器人傭工：開啟一個新時代

去年，富士康公布了驚人的機(jī)器人計劃。表示打算在未來三年增加1百萬個機(jī)器人裝配線。一百萬個機(jī)器人是什么概念，相當(dāng)于目前現(xiàn)有工業(yè)機(jī)器人的數(shù)量的兩倍。不過仍有許多不確定因素，包括他們是否可以保持產(chǎn)量。可以肯定的是，市場對靈活、高效、安全的工業(yè)機(jī)器人存在一個巨大的需求，新一代工業(yè)機(jī)器人將更加靈巧和便宜，如川田的Nextage，ABB的FRIDA（如下圖），以及安川MOTOMAN SDA10D。工業(yè)機(jī)器人大范圍應(yīng)用將開啟一個新時代。

9. 快速原型制作：每個家庭都有3D打印機(jī)

3D打印已經(jīng)成為一種潮流，并開始廣泛應(yīng)用在設(shè)計領(lǐng)域，尤其是工業(yè)設(shè)計，數(shù)碼產(chǎn)品開模等，可以在數(shù)小時內(nèi)完成一個磨具的打印，節(jié)約了很多產(chǎn)品到市場的開發(fā)時間。但價格昂貴（約20，000美元以上）。MakerBot公司推出的Thing-O-Matic 3D打印機(jī)，零售低至$ 1000。低成本的3D打印機(jī)很可能是家用機(jī)器人中的下一個大趨勢。

10. 無人機(jī)：民間無人機(jī)熱

小型無人機(jī)或叫自主飛行器，特別像是quadrotors（四旋翼飛行器）發(fā)展速度相當(dāng)快。它為愛好者們提供了一個無人機(jī)入門方向，這在過去是沒有的。下面的照片描繪的是蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員所使用的系統(tǒng)。diydrones是一個著名的無人機(jī)愛好者網(wǎng)站，它擁有超過20，000名成員，他們自己設(shè)計建造自主飛行器。買家可以尋找已經(jīng)組裝的模型。節(jié)日期間步行通過商場，我們看到十幾家商店在出售無人機(jī)。門檻的降低造就了成千上萬的無人機(jī)愛好者，在不斷擴(kuò)大的開源軟件和硬件資源的帶動下，通過建立廉價的機(jī)器人平臺，2012的無人飛行器行業(yè)值得期待。

11. 網(wǎng)真機(jī)器人：你在現(xiàn)實世界中的化身

網(wǎng)真機(jī)器人可以讓你在不需要到達(dá)現(xiàn)場的情況下，如同身臨其境，這與視頻會議有點類似，但視頻會議僅僅顯示遠(yuǎn)程的一個小窗口，而網(wǎng)真機(jī)器人則給你全方位、實時的展示，允許你遠(yuǎn)程四處走動查看，與人、物體交互，就像你實際在那里一樣。2010年Anybots公司推出的第一款商業(yè)產(chǎn)品QB，在2011年，越來越多的網(wǎng)真機(jī)器人進(jìn)入市場，包括VGO通信公司的VGO機(jī)器人和法國Gostai公司的Jazz機(jī)器人（下圖）。網(wǎng)真機(jī)器人是一項重要的技術(shù)，具有較強(qiáng)的商業(yè)前景，為商務(wù)旅客節(jié)省時間和金錢。事實上，我們認(rèn)為2012年將是網(wǎng)真機(jī)器人發(fā)展一個里程碑：到今年年底，將有數(shù)百個QBS，Vgos，Jazzes在世界各地漫游，在2012年，新加入的者競爭者承諾使這個市場更具競爭力。

12. 仿生學(xué)：人類和機(jī)器之間的結(jié)合

作戰(zhàn)機(jī)器人和其他如人機(jī)雜交技術(shù)（用詞有欠妥當(dāng)）很早就引起人們興趣，以前我們只能從科幻片中看到相關(guān)場景，如“無敵金剛”和“機(jī)器戰(zhàn)警”這類影片。但過去兩年間，相關(guān)研究人員已經(jīng)在機(jī)器人假肢和腦機(jī)接口領(lǐng)域取得重大突破，2012年我們相信仿生學(xué)領(lǐng)域的人機(jī)結(jié)合技術(shù)能更進(jìn)一步，特別是外骨骼能昂首闊步走出實驗室。今年，Ekso Bionics公司（前身是Berkeley Bionics）將首先在美國和歐洲的康復(fù)診所出售其機(jī)器人外骨骼，點擊觀看TED視頻。同一時間，由約翰霍普金斯大學(xué)和匹茲堡大學(xué)的研究員測試大腦植入技術(shù)，該項目由DARPA資助，它使患者用意識控制機(jī)械臂?？傊?科幻正在變成現(xiàn)實。