機器人技術(shù)智能化的發(fā)展情況

近年來，隨著自動化生產(chǎn)需求的持續(xù)釋放，機器人產(chǎn)業(yè)迎來了迅猛發(fā)展，各種機器人技術(shù)都在商業(yè)化應用中找到了合適的落地，推動著各行各業(yè)的快速轉(zhuǎn)型升級。反過來，由于行業(yè)應用的深化和下沉，也呼喚著機器人技術(shù)的高要求發(fā)展與進一步升級，人們對機器人技術(shù)智能化本質(zhì)的加深，增強了大家對技術(shù)未來發(fā)展情況的殷切期待。

2018年，機器人產(chǎn)業(yè)的火熱發(fā)展，已經(jīng)向我們展現(xiàn)了機器人語音技術(shù)、自主移動技術(shù)、定位導航技術(shù)、感知識別技術(shù)等多項先進技術(shù)，以這些技術(shù)打造的機器人，在領域應用中展現(xiàn)出了巨大的價值與成果。進入2019年，一部《大黃蜂》又再度引發(fā)了人們對機器人變形技術(shù)的關(guān)注，樂森機器人攜多款“變形金剛”產(chǎn)品亮相CES展會，展示出了國內(nèi)機器人變形技術(shù)的最高水平。

2019年被不少人認為是機器人發(fā)展的關(guān)鍵一年，那么，以機器人變形技術(shù)為開端，新的一年里你期待哪些新技術(shù)？

機器人柔性化技術(shù)

柔性機器人目前分為工業(yè)和生物兩大類，主要是為了應對制造業(yè)和醫(yī)療行業(yè)的需求，有意思的是柔性機器人在不同的領域定義也不完全相同。

從制造業(yè)的角度來講，柔性機器人是指運用機器視覺的六軸以上的工業(yè)機器人。從生物學角度來講，柔性機器人是指模擬生物的柔性與靈活性創(chuàng)造的仿生機器人。柔性機器人的工作是由機器感知，機器行動和人機交互三大部分相互作用而完成的，具備高靈活性，可變形性，能量吸收特性等特點。

制造業(yè)方面機器視覺助工業(yè)機器人彎道超車。相對于功能比較單一的傳統(tǒng)工業(yè)機器人來講，柔性機器人借助于相機，光源，圖像采集卡，視覺軟件等機器感知部件，通過圖像采集，圖像處理，運動控制來完成一系列復雜的動作。正是由于近幾年視覺機器的快速發(fā)展，才讓柔性機器人在制造業(yè)領域大限神威目前已經(jīng)形成FMS系統(tǒng)。

生物學方面主要是應用于醫(yī)學，目前比較先進成熟的柔性機器人是美國的達芬奇手術(shù)機器人。它由醫(yī)生控制系統(tǒng)，三維成像視頻影像平臺，機械臂攝影臂和手術(shù)器械組成移動平臺三部分組成。實施手術(shù)時醫(yī)生不需要與病人接觸，通過三維視覺系統(tǒng)和動作定標系統(tǒng)操作控制，由機械臂以及手術(shù)器械模擬完成醫(yī)生的技術(shù)動作和手術(shù)操作。

正是由于近些年來機器視覺系統(tǒng)的快速發(fā)展，讓柔性機器人彎道超車，相對于傳統(tǒng)的工業(yè)機器人更有發(fā)展前景。

液態(tài)金屬控制技術(shù)

研究人員的方法是使用鎵銦硒合金來進行研究，該物質(zhì)在室溫環(huán)境下也是液態(tài)的，其熔點在50華氏度，大約在10攝氏度左右，合金形態(tài)處于液體環(huán)境中，并施加電壓來改變其形狀。即便不能研制出類似科幻電影《終結(jié)者》系列中的液態(tài)金屬機器人，也可以在醫(yī)療領域有可用之處。

研究人員對液態(tài)金屬的控制方法進行了測試：現(xiàn)有的機器人有著各種各樣的形狀大小，但是它們都有一個共同點，那就是都是固體，而科幻電影《終結(jié)者》系列中展示了液態(tài)金屬機器人的技術(shù)，如T-1000全液態(tài)金屬機器人，可以操縱液態(tài)金屬來改變外表形狀，使機器人呈現(xiàn)各種造型，這使我們對機器人的概念有了重大改變，那么液態(tài)金屬機器人是否可行呢？來自中國清華大學、北京大學的研究人員近日發(fā)表消息稱找到了一種可以控制液態(tài)金屬的方法。

鎵銦硒合金的熔點只有10攝氏度左右，為我們呈現(xiàn)了制造液態(tài)金屬機器人的技術(shù)雛形：當我們想到液態(tài)金屬時，可以馬上聯(lián)想到汞，當然汞是有毒的，如果一種超級液態(tài)技術(shù)機器人是由汞制造的，那么將會導致一個可怕的后果，可能會毀滅所有的人類。研究人員的方法是使用鎵銦硒合金來進行研究，該物質(zhì)在室溫環(huán)境下也是液態(tài)的，其熔點在50華氏度，大約在10攝氏度左右，合金形態(tài)處于液體環(huán)境中，并施加電壓來改變其形狀。

汞在常溫下呈液態(tài)，而鎵銦硒合金也是液態(tài)，可用于制造液態(tài)金屬機器人：鎵銦硒合金液態(tài)金屬顆粒移動主要通過改變電流來實現(xiàn)，由于該合金在常溫下可呈液態(tài)，因此被科學家選為實驗的材料，另一種常溫下為液態(tài)的金屬為汞，但汞是有毒的，鎵銦硒合金不像汞那樣有毒性。

《終結(jié)者》系列中的液態(tài)金屬機器人距離我們?nèi)苑浅＿b遠：研究人員認為通過加上不同的兩端電壓可將金屬液滴移動到不同的位置上，因此下一步的實驗也將證實在不同電壓等條件下是否可將液態(tài)金屬顆粒呈現(xiàn)出不同的形狀和分布，這項研究有助于建造簡單的機器。即便不能研制出類似科幻電影《終結(jié)者》系列中的液態(tài)金屬機器人，也可以在醫(yī)療領域有可用之處。

生肌電控制技術(shù)

生肌電本身是醫(yī)學范疇的事情，主要包含心電（ECG）、腦電（EEG）、和肌電（EMG）。

心電是什么無需贅述，而腦電近些年也很火爆，但是觀測腦電通常只能監(jiān)測是否活躍，所以國外腦電產(chǎn)品常被用于瑜伽中的冥想訓練。

相比腦電，肌肉電信號的可讀性則更強。人體和電腦其實很相似，人腦就和CPU一樣起到控制作用，里面跑著無數(shù)的進程，肌肉可以理解成為帶網(wǎng)線的馬達，配合骨骼起到執(zhí)行作用。當你拿著一個探測器去測CPU，你只能知道因為它現(xiàn)在很燙，所以推測它在運行一些比較大的任務，但很難知道到底是什么進程這消耗CPU，就像你只能通過腦電波了解大腦是否處于活躍狀態(tài)。

肌肉主要分為肌纖維和肌腱，肌纖維在中間，兩頭的肌腱附著在骨骼上；當大腦發(fā)出控制信號，經(jīng)過神經(jīng)網(wǎng)絡的奇妙的傳輸，最終以電流的形式到達肌纖維，肌纖維受到電流刺激后收縮，通過肌腱帶動骨骼完成動作。肌肉作為執(zhí)行單元，內(nèi)部所監(jiān)測到的肌電信號和肌肉的狀態(tài)有直接聯(lián)系，不同的動作所對應的肌電信號是差異化的，所以通過監(jiān)聽肌電信號即可反推出你的操作。

這個過程包含了兩個方面，信號捕捉和模式判斷。

在AR的工業(yè)領域應用中，加入肌電臂環(huán)具有極強的實用價值。工廠環(huán)境復雜，可能噪音、光線不穩(wěn)定，因此語音和機器視覺手勢識別都面臨著非常實際的問題，再加上工人通常都是佩戴手套或者手持物品，很難進行遙控器按鍵操作，而他們的臂環(huán)則能不受干擾并實現(xiàn)常用操作。另外，功耗問題是一直困擾著可穿戴產(chǎn)品的千古難題，機器視覺需要的功耗通常在數(shù)瓦，而肌電方案可以做到十分之一瓦，優(yōu)勢非常明顯。在工業(yè)場合，單純的肌電控制也許不能解決所有的問題，但通過融合其他的交互方式，則能應變多樣化的工作環(huán)境。

而對于VR主題樂園，肌電的交互方案能夠準確判斷角度，而光學方案則能搞定位移等，兩者相結(jié)合能夠達成更好的效果，“至少玩游戲的時候，你的槍不會丟失了”。

因為肌電直接與個人動作匹配，而同一個體相同手勢間的差異，個體和個體間的動作差異，使得用通用模板來實現(xiàn)大部分人的手勢識別有很大挑戰(zhàn)。

宏觀上，通過大量的訓練樣本可以提高模式識別的準確性。目前Neo的產(chǎn)品還處于待發(fā)布的階段，只收集了少量參與者數(shù)據(jù)，準確度達到85%左右，他認為這是遠遠不夠的，他們也在通過地推等方式獲取更多數(shù)據(jù)，但是系統(tǒng)對第一批數(shù)據(jù)純度要求比較高，因此痛苦的數(shù)據(jù)收集過程是不可避免的。

對個體而言，他們正在開發(fā)一個針對個人用戶的訓練和校準界面，就像我們最初使用觸屏手機需要校準一樣，用戶根據(jù)提示把幾個手勢反復做幾遍，讓系統(tǒng)適應之后即可準確操控。

識別的最大難度不在于理解已定義的動作，而是如何排除那些無意識或無關(guān)的動作。

情感識別技術(shù)

情感識別技術(shù)的實現(xiàn)，能夠讓機器人對人類情感和心理活動進行有效識別，從而獲得與人類似的觀察、理解、反應能力，輔助醫(yī)療康復、刑偵鑒別等活動開展。

具體來說，該技術(shù)是機器人發(fā)展到高級別階段后才擁有的技術(shù)，機器人擁有情感識別技術(shù)也就意味著更加的擬人化，可能會對人造成更多的威脅。不過，現(xiàn)階段所追求的情感識別，還只是對人類的表情做出識別和理解，是人臉識別的一種衍生技術(shù)，較為初級。這種技術(shù)的實現(xiàn)對機器人的精神世界提升可能不大，但卻能讓機器人更好的融入人們的生產(chǎn)和生活，因此前景可期。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)

機器人虛擬現(xiàn)實技術(shù)是實現(xiàn)操作者對機器人進行虛擬遙控的技術(shù)，該技術(shù)在維修檢測、娛樂休閑、現(xiàn)場救援、軍事偵查等領域具有良好應用價值。

當前的虛擬VR技術(shù)給人們打開了奇妙世界的大門，在影視、娛樂、教育等領域具有神奇功效，如果將虛擬技術(shù)運用到機器人的控制方面，讓人能夠通過虛擬現(xiàn)實對機器人進行遠程操作，就像阿凡達一樣，這也將帶來一種革命性的有趣改變。

總的來說，當前我們現(xiàn)有的機器人技術(shù)還比較初級，所能應用和實現(xiàn)的功能少之又少，但人們對于機器人的想象和憧憬卻是無限的，只有想不到?jīng)]有辦不到，隨著人們對機器人理解的不斷加深，未來機器人所能實現(xiàn)的技術(shù)和功能也將無限疊加下去，2019年就是一個好的開始！