智能制造時(shí)代工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展新趨勢(shì)

　　為了趕上全球制造業(yè)模式變化的步伐，未來(lái)的機(jī)器人需要提供靈活性和敏捷性，從而在客戶個(gè)性化需求的前提下保持高產(chǎn)能和高質(zhì)量。

　　傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式還不會(huì)很快消失，因?yàn)樗鼘?duì)于大規(guī)模生產(chǎn)還是最理想的。在這些傳統(tǒng)的工廠里，工業(yè)機(jī)器人是固定在一個(gè)位置上的，通過(guò)編程執(zhí)行特定的任務(wù)。傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人高效、精確、可靠。不過(guò)，這些傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人無(wú)法看到它們周圍的環(huán)境、感覺(jué)物體或與人類互動(dòng)。

　　為了趕上全球制造業(yè)模式變化的步伐，未來(lái)的機(jī)器人需要提供靈活性和敏捷性，從而在滿足越來(lái)越分化的客戶需求的前提下保持高產(chǎn)能和提高質(zhì)量。

　　未來(lái)智能機(jī)器人的特性包括可以應(yīng)用在不同行業(yè)領(lǐng)域中的能力，例如制造業(yè)工廠或居家。它們還需要連接到與其他智能設(shè)備共享信息的網(wǎng)絡(luò)，以及具備通過(guò)人工智能算法、云和大數(shù)據(jù)的支持來(lái)學(xué)習(xí)的能力。它們同時(shí)也需要一個(gè)簡(jiǎn)單、安全、友好的人機(jī)界面（HMI），和可以移動(dòng)的能力。

IHS研究顯示機(jī)器人全球市場(chǎng)到2020年會(huì)大幅增長(zhǎng)，其中工業(yè)機(jī)器人和專業(yè)服務(wù)機(jī)器人增長(zhǎng)最多。圖片來(lái)源：IHS Markit

　　更加智能的機(jī)器人

　　許多科技巨頭們現(xiàn)在都在投身制造更加智能的機(jī)器人。例如，谷歌正在訓(xùn)練其六軸機(jī)器人撿起不同形狀和材質(zhì)的物體。這些機(jī)器人沒(méi)有對(duì)特定物體進(jìn)行預(yù)編程，因此在遇到新的物體時(shí)，它的失敗率較高，不過(guò)它們可以從每一次失敗中學(xué)習(xí)，因此能夠在下一次撿起同類型物體時(shí)使用正確的策略。該機(jī)器人可以在其失敗和成功的嘗試中學(xué)習(xí)并通過(guò)云技術(shù)與其他機(jī)器人分享經(jīng)驗(yàn)。

　　Fanuc正在使用深度學(xué)習(xí)算法進(jìn)行類似的研究，使用嘗試和失誤來(lái)學(xué)習(xí)如何在撿起隨機(jī)擺放的物體方面保持90%的精準(zhǔn)度。Fanuc與Nvidia結(jié)成伙伴為預(yù)測(cè)停機(jī)時(shí)間以及提高現(xiàn)有機(jī)器人運(yùn)行效率提供服務(wù)，而Nvidia為其提供提供GPU芯片組。更多對(duì)于深度機(jī)器學(xué)習(xí)的潛在應(yīng)用包括，通過(guò)提前計(jì)劃維護(hù)工作而降低停機(jī)時(shí)間，以及通過(guò)分析視覺(jué)系統(tǒng)和傳感器數(shù)據(jù)來(lái)優(yōu)化機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)等。

　　與人類協(xié)作、互動(dòng)的機(jī)器人

　　盡管協(xié)作機(jī)器人和它們傳統(tǒng)的機(jī)器人同類相比還沒(méi)那么有效率和精準(zhǔn)，不過(guò)它們的優(yōu)勢(shì)很多，包括安全、可移動(dòng)、靈活、節(jié)省空間、安裝部署和編程都很簡(jiǎn)單。IHS Markit 預(yù)測(cè)協(xié)作機(jī)器人的市場(chǎng)規(guī)模會(huì)從2015年的1億8百萬(wàn)美元增長(zhǎng)到2020年的5億7千萬(wàn)美元。

　　機(jī)器人的設(shè)計(jì)理念是使其了解周圍的環(huán)境并且與人類互動(dòng)，這與在組裝線上工作的傳統(tǒng)機(jī)器人不同。這些技術(shù)的目的是開(kāi)發(fā)出一些自然的接口，可以在培訓(xùn)更少、能耗更低的情況下實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)行。

　　協(xié)作機(jī)器人在全球范圍內(nèi)都是很熱門的話題，許多工業(yè)機(jī)器人供應(yīng)商都在展示他們的協(xié)作機(jī)器人，包括：來(lái)自ABB的YuMi；來(lái)自Universal Robots的UR3， UR5和UR10；來(lái)自Rethink Robotics的Sawyer和Baxter； 以及來(lái)自Fanuc的CR-35iA等。

　　根據(jù)2016年IHS Markit 服務(wù)機(jī)器人與無(wú)人機(jī)報(bào)告來(lái)看，2015年專業(yè)服務(wù)機(jī)器人的市場(chǎng)估計(jì)為26億美元，預(yù)計(jì)到2020年，銷售額會(huì)達(dá)到128億美元。2020年以后，預(yù)計(jì)專業(yè)服務(wù)機(jī)器人的全球市場(chǎng)會(huì)增長(zhǎng)的更快，在2030年會(huì)達(dá)到806億美元，更多的機(jī)器人會(huì)從原型機(jī)階段進(jìn)化到滿足各個(gè)不同應(yīng)用的商品化階段。

　　對(duì)于專業(yè)服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，專業(yè)服務(wù)應(yīng)用需求是以10億美元為單位的商機(jī)。最早對(duì)于專業(yè)服務(wù)機(jī)?人的應(yīng)用領(lǐng)域包括農(nóng)業(yè)、物流、醫(yī)療 、家政服務(wù)和健康等領(lǐng)域。

　　隨著對(duì)服務(wù)機(jī)器人需求的增加，自動(dòng)運(yùn)行的機(jī)械設(shè)備正逐步代替由農(nóng)民完成的工作。它們正在用于例如播種、種植、收割、修剪、除草、采摘、分揀、噴灑以及物料搬運(yùn)等流程。

　　醫(yī)療和保健行業(yè)也在應(yīng)用服務(wù)機(jī)器人方面取得了巨大的進(jìn)展。隨著外科手術(shù)機(jī)器人價(jià)格的降低以及它們?cè)卺t(yī)療操作中的任務(wù)越來(lái)越多，醫(yī)療行業(yè)仍將是機(jī)器人增長(zhǎng)最快的領(lǐng)域之一。隨著全球老齡化到來(lái)，特別是例如日本和德國(guó)這些發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)于傭人機(jī)器人的需求會(huì)隨著科技的發(fā)展而增長(zhǎng)。

　　移動(dòng)性是服務(wù)機(jī)器人和傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人之間的最主要區(qū)別之一。機(jī)器人的類型可以根據(jù)環(huán)境、移動(dòng)性和可攜帶性分為四種類型：陸上用的、空中用的/空間中用的/無(wú)人機(jī)、水中用的、以及可穿戴的/外骨骼的。

　　機(jī)器人的形狀因素與機(jī)器人工作所在的環(huán)境和機(jī)器人系統(tǒng)的移動(dòng)性相關(guān)。靠輪子或軌道的機(jī)器人可以在結(jié)構(gòu)性和可預(yù)測(cè)的環(huán)境內(nèi)很好地適應(yīng)（正如自動(dòng)引導(dǎo)車在工廠內(nèi)或清潔機(jī)器人在家里所做的），而有腿的機(jī)器人適合應(yīng)用在非結(jié)構(gòu)性和不可預(yù)測(cè)的環(huán)境中。