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实用,倒逼特种机器人快速进化

2023-08-20 18:00:00

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2023817日,在北京举办的“【机器人+安全应急】特种机器人产业协同发展论坛”上,应急管理部上海消防研究所所长薛林说:市场对实用的呼声和强烈追求,正在全面倒逼特种机器人的快速进化。在以前,有什么装备打什么仗,现在,全面进入了,有什么仗就必须配套什么样的设备。在最近的一些展览会上,我们可以看到很多高新奇特大的特种机器人产品。这些产品无论是底座、操作系统还是解决实际问题的能力,都拥有了明显的突破。相信在不远的将来,特种机器人正越来越拥有进入实际应用场景的能力。
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“特种机器人产业协同发展论坛”是2023年世界机器人大会的垂直论坛,它由中国电子学会主办,中关村融智特种机器人产业联盟承办。论坛的目标,是为推进特种机器人应用与发展,整合对接产业资源,促进关键核心技术创新应用,搭建产、学、研、用平台,促进特种机器人更快速地迈向商用化、实用化。

薛林是国家消防工程技术研究中心(上海)主任,消防应急救援装备应急管理部重点实验室主任,长期从事消防安全规划评估、消防管理理论、火灾基础理论、消防装备、灭火救援技战术、消防机器人等方面研究和标准化工作。薛林在其《科学推进新时期我国消防与应急救援机器人的发展》的主题报告上表示,“这两年,消防、应急领域特种机器人的购买量的部署量也在全面提升,消防机器人正出现‘高端化的装备,平民化的价格’的广泛普及的趋势。同时,救灾机器人、排洪机器人等特殊功能组件,也在消防应急机器人的实战应用中得到了有效的体现。机器人与操作机器人的消防员之间的联动与磨合,也得到了重视。显然,特种机器人正在全面改变此前的过度追求先进性特殊性的特点,而开始面向针对性、可靠性和实用性角度融入实用场景。特种机器人的主要功能得到了前所未有的重视,而不会在辅助功能、保障功能上花费太多的成本。特种机器人要想成为常规消防应急的装备,必须实现‘科学实用精准高效’,这是针对消防应急特种机器人的基本考量标准。”

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薛林的观点得到了论坛嘉宾的高度赞同。浙江大学求是特聘教授、浙江大学智能系统与控制研究所机器人实验室主任熊蓉,做了《仿生机器人技术研究与发展》的主题报告。她说,经过一百来年的持续探索,特种机器人的形态日前向仿生化发展,希望能够从自然界长期进化出来的各个物种中,找到适用于帮助解决人类需求的设计和制造灵感。美国波士顿动力公司研制了国际知名的仿人机器人可快速跑跳并后空翻,浙江大学研制的乒乓球对打仿人机器人系统融合了智能感知、决策与拟人化运动,也在国内外产生重要影响。仿人机器人绝大部分时间都处在单脚着地的状态,它双脚同时着地的时间并不多,这就要求仿生机器人单腿平衡的能力要非常强;仿人机器人的全身有将近50个关节,体积要求小,重量要求轻,转换要求灵活,还要能适应各种生存环境,并能够缓冲各种各样的作用力。这都给仿人机器人的研发提出了明确的实用性要求。除了仿人机器人,科学家还在研究仿生四足机器人、仿鸟飞行机器人、仿鱼游动机器人等。无论怎么样的仿生仿人仿真,最终还是在看其解决实际问题的能力。正是其于实用性的主动追求,熊蓉教授创办的“迦智科技”公司,已跻身全球智能移动机器人领域的佼佼者之列,研发的智能物流机器人,在中国工业物流市场的占有率位居第一。迄今为止,迦智科技已服务超过200家客户,业务领域涵盖半导体、FPD、电子、锂电池、光伏、汽车、航空、家电、医药、能源和食品等众多行业。能够实现这么好的成绩,“实用性”是它最明显的优点。

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北方自动控制技术研究所研究员武云鹏,做了《恶劣环境下应急救援机器人产业发展现状思考》主题报告。他指出,救援机器人的实用性,就在于它遭遇各种各样的恶劣环境时,不仅能够完成相应任务,而且能够保护自身的安全。与这样的需求方向相比,应急救援机器人显然还存在一些挑战和限制。比如,应急救援机器人技术的可靠性和稳定性还不是非常成熟。特种机器人必须能够在恶劣环境下持续运行,并保持其功能的准确性和稳定性。应急救援机器人要适应多种极态的恶劣环境,其生产成本和维护费用也是一大挑战,这影响了它的推广和普及。应急救援的恶劣环境特别需要特种机器人一显身手,但高昂的开发和保养费用,使得应急救援机器人的使用受到限制,比如在暴雨的环境下,通讯一旦中断,它的救援功能如何发挥?这都需要进一步改进机器人的技术和算法,以提高其性能和可靠性,同时降低成本和维护费用。此外,政府和机构也需要加大对应急机器人的投入和支持,为其发展提供必要的资源。

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清华大学人工智能研究院视觉智能研究中心主任邓志东教授在《挑战与机遇:人工智能赋能应急搜救》的主旨报告中指出,特种机器人参与应急救援,正出现“软硬兼施”的新型实用局面。特种机器人除了在现场救援的硬件设施之外,后台的操作与协作体系,机器人之间的联动与匹配协作等,正出现越来越多的新组合与新应用。邓志东举了最近流行的ChatGPT为例,它可以说是一个“新物种”,虽然还不完美,但它证明大语言模型完全可以理解人类语言,而语言是人类思维和理解世界的“载体”。ChatGPT能够理解人类语言,拥有常识与其他世界知识,也就意味着它能够像人类一样理解外部世界,从而实现最重要的一点——通人性。一旦做到了”通人性“,人工智能就有望实现在感知基础上的理解与实施,进而打通应用过程中的感知、预测、决策和规(划)控(制)环节——而这些,也是长期以来困扰特种机器人进一步发展的行业瓶颈。
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中国科学院沈阳自动化所特聘研究员王洪光,他的报告主题是《电力机器人技术演进与应用展望》。他指出,近年来,高压电网不停电作业、带电作业有了快速的发展。在这过程中,电力机器人也得到了特殊的发展机遇,我国已经研制出具有完全自主知识产权的“AApe”系列电力机器人系统,并应用于电网运维。智能带电作业机器人研究始于20世纪80年代末,近年来成为热点。我国目前突破了一系列关键技术,比如机构、控制、通信、绝缘、电磁兼容等,研制出了多种类型的样机,并开展了带电检测与维护作业的实验。通过采用“高适应性机构的设计方法”,成功地研发出来的样机,都在真实场景中得到实际应用。研究的试用领域,从输电拓展到变电、发电及配电。随着状态检修及智能电网建设,电力部门迫切需要满足现场带电检测与维护作业任务需求的机器人产品;提高实用性、安全性与可靠性——环境适应、安全保护、故障处理等;开展检测、维护作业工具与工艺研究,满足相关任务需求;加强技术规范与标准研究;开展产品性能检测与评估,摸索试运行并为推广应用奠定基础。某种程度上说,电力领域对机器人实用性的强烈追求,让特种机器人有希望在这个领域获得突破性的发展。

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广州高新兴机器人有限公司创始人、董事长柏林表示,今天的社会,正在全面追求“用机器人守护安全”。这就需要特种巡逻机器人的制造企业,投身于更多的创新与实践。“高新兴”除了生产实用性极强的巡逻机器人,还配合相关部门起草了国内首部低速无人车商业应用标准,开启中国巡逻机器人先河,在实际的商业运营中,致力于推动自主可控的安防机器人事业服务中国、走向世界。 

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在“特种机器人产业协同发展论坛”上,中关村融智特种机器人产业联盟分别与应急管理部上海消防研究所、中关村蓝创通用航空产业联盟,鉴定了“战略合作伙伴关系”,联合起来共同助力特种机器人产业做大做强。

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中关村融智特种机器人产业联盟联合创始人陈晓东表示,“联盟”一直在努力创造机会,参与承办、协办相关的产业协同论坛。这样的“论坛”,就是用民间的资本,民间的技术,民间的力量,在一个合作交流的平台上,努力为特种机器人产业发展,做出应有的贡献。合作才能更好的共赢,交流能够产生更多的创意。相信这样的战略合作,能够为推进特种机器人产业全面走向实用和平民化,探索更好的服务和推广路径。

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中国机器人峰会联合主席、国家科技部高技术研究发展中心研究员刘进长表示,机器人产业已经越来越宽泛,已经全面渗透到社会上的所有行业,某种程度上说,今后的社会,就是机器人的社会。特种机器人,在以前可能还特别强调稀有性和特殊性,今后,特种机器人也必将全面的常规化和实用化、平民化。可以说,特种机器人正全面参与人类的生产和生活。从这个趋势来看,特种机器人产业发展,正在迎来前所未有的新机会和新场景。只有真正的迎合实用化的需求,特种机器人才可能长足的发展。

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2023年1月,工业和信息化部等十七部门联合印发了《“机器人+”应用行动实施方案》。“方案”提出,到2025年,制造业机器人密度较2020年实现翻番,服务机器人、特种机器人行业应用深度和广度显著提升,机器人促进经济社会高质量发展的能力明显增强。聚焦10大应用重点领域,突破100种以上机器人创新应用技术及解决方案,推广200个以上具有较高技术水平、创新应用模式和显著应用成效的机器人典型应用场景,打造一批“机器人+”应用标杆企业,建设一批应用体验中心和试验验证中心。面对新的机遇,我国机器人产业将迎来大发展。近年来,特种机器人作为技术进步的智能装备,广泛应用于国防、公共安全、应急、建筑、矿业、电力等各个领域,取得了良好的应用成效,发挥了减员增效、提质降本的积极作用,产生了巨大的社会经济效益。

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