智能机器人引领高新技术产业发展

　　目前，机器人技术整合各领域的研究成果，有机集成各领域的技术优势，并且应用范围广泛，因此，对现代化的新技术产业有着极其重要的引领作用。

　　第一，对制造装备业的引领作用。在制造、装配、加工等行业中，机器人引领着更新换代和产业转型。目前，我国工业竞争力主要来自于廉价的劳动力资源，形成了众多粗放型、劳动密集型产业。然而，此发展模式的弊端日益凸显。一方面，随着国民收入的增长，我国的劳动力成本逐年增加，相对于越南、马来西亚、泰国等东南亚国家而言，已无优势。另一方面，此模式导致我国长期处于产业价值链末端，以加工业为主体，附加价值小，抗风险能力差。因此，产业转型与升级、变“中国制造”为“中国创造”迫在眉睫。机器人技术在工业生产中具体表现为工业生产流水线和各类智能设备与装置，将提高制造装备的智能化水平，大大提升生产效率、产品质量、作业安全性，并增加产品的种类。只有拥有高精度、高可靠性的工业机器人才能保证制造产业的高附加值、高创新性和高技术瓶颈，才能提升我国制造业的水平。同时，高质量的服务机器人需要高质量的机械元器件，包括微型电机、传感器等。机器人的高速发展将要求这些机械零部件具有更优的性能。

　　第二，对家用电子行业的引领作用。在电子行业，机器人引领着电子产品的性能和需求。服务机器人最终将成为一种家用电子产品，正如洗衣机、冰箱一样。同时，与传统家电相比，服务机器人是种类繁多的电子产品，不仅有老人或小孩专用的，也有工人专用的，不仅有家庭专用的，也有社区专用的。一个机器人是由众多电子元件搭建而成，用户对机器人的高要求，实际上就转化为对电子元件的高要求；机器人市场的扩大，实质上也必将带动电子元件市场的扩大。同时，机器人的智能技术与电子产品相结合，将形成一大批具有智慧的电子产品，极大提升电子产品的性能，增加电子产品的种类。

　　第三，对医疗诊断业的引领作用。在医疗器械产业中，机器人引领着家庭监护的普及和医疗水平、生活水平的提高。其第一表现就是健康水平的提高，人们对健康的重视，必将带来家庭监护的广阔市场。机器人技术集成了生理参数采集，生理指标判断，远程医疗等各种功能，将成为未来家庭生活的必备产品。同时，将机器人运用于手术过程，可辅助医生提高动作的稳定性、精确度、灵活性。例如达芬奇手术机器人，可将医生在病人体外的动作精确传递到机械臂，转化为手术器械在病人体内的动作，从而完成以前很难完成的外科手术。尽管其价格高达数千万人民币，但目前销量已上千台，由此可见，医疗机器人的市场前景十分广阔。因此，机器人技术对医疗诊断业的引领作用表现在医疗仪器的家用化、便携化、小型化和智能化，另一方面也表现在提高医疗诊断水平上。

　　第四，对仪器仪表业的引领作用。在仪器仪表行业中，机器人引领着传感器的研发和革命，为了达到甚至超越人类五官的灵敏度和分辨率，机器人所使用的传感器必须具有高质量和多样性。目前，味觉和嗅觉传感器的研发最为滞后，此根本原因就在于过去对此类传感器的需求不够，因此研发投入就少。机器人技术的发展，将会对此带来直接需求。比如，目前已有的炒菜机器人仅能按照预定的程序实现烹饪，如果能够加入味觉和嗅觉传感器，则将会引起一场饮食革命——机器人可根据人的口味设定，自行地增加或减少各种作料，最终调节到最佳口味。

　　第五，对航空航天的引领作用。在航空航天产业中，机器人引领着长距离的空间探索以及航天器的低成本和自维护。机器人已成为空间探索不可缺少的工具，特别是在耗时长、路程远的深度空间探索中，如月球、火星探索，机器人已基本取代了人的作用。同时，在近地轨道空间中，用空间机器人对卫星进行维护，或是直接将机器人技术运用到下一代卫星设计中形成智能卫星，已成为提高卫星寿命、降低使用成本和自我防卫能力的必经之路。智能机器人在航天方面的引领作用不仅体现在对航天器的维护保养、提高性能上，而且开辟了新一代航天器的发展途径。

　　智能机器人对相关学科的引领作用

　　对产业的引领作用，仅体现了机器人在实际应用上的效果。但作为一种集成技术，任何一个机器人技术的突破都必须建立在单项技术的革命上。因此，大力发展智能机器人技术，必将带动相关学科的发展，对学科的基础研究同样起着重要的引领作用。

　　第一，图像的理解。视觉是人类获取信息最重要的来源。人看到一幅图像，马上能够理解图像的内容和含义。然而，机器视觉并非易事。现有的机器人主要还是以压力传感器、位置传感器等工业传感器为主，尽管机器人开始有搭载摄像头的趋势，但对视觉的理解仍然较低，往往需要有明显的特征点作为辅助，同时抗干扰能力弱，对光照条件，部分遮挡等常见问题不能找到可靠的方法。机器人技术对图像理解的要求是迫切的，也是急需的，它是保证机器人能够工作于人类生活环境的重要条件。因此，对智能机器人的研究势必提高人类对图像的深入理解。人类对图像的理解十分基本也非常重要，目前已经对许多领域（如医学、气象、航天等）产生了巨大的影响。

　　第二，人与机器的交互。机器人作为一种可以被称之为“人”的机器，必须具备和人交互的能力。人和人之间的交流，主要以语言为主，这就涉及到语音识别、语音合成、自然语言理解等众多领域的研究。同时，机器人可配搭超过人类感知能力以外的传感器，可使得人机交互水平甚至高于人和人之间的交互水平。最典型的例子就是脑机接口，通过采集人的脑电波信号，利用信号处理、特征提取、模式分类等技术，即可将其意图进行识别，并直接被机器人所理解。

　　第三，智能的描述。究竟什么是智能，智能在人脑中的储存方式和表达方式是什么，如何描述智能等一些问题既是哲学问题、生理学问题、认知学问题，同时也是机器人学问题。人工智能的发展，已经对智能作出了初步的描述，如符号主义、联结主义、行为主义等。但这些研究以及基于这些研究的具体实现，目前都不能完美地表达智能存在的方式。智能提取是指如何去学习和获得人类已有的智慧，并通过具体的描述方式，让机器人得以掌握，并根据新的数据自发地推理、派生和演化出新的知识。对于智能提取的研究，已经诞生了神经网络、统计学习、专家系统、模糊推理等多种智能提取和运算方法。为了让机器人更加聪明，具有堪比人类甚至超越人类的智慧，必须加深智能本质的研究。

　　第四，规划与控制。机器人要独立自主地完成工作，就必须对自身的行为进行规划和控制。规划涉及到动作规划、任务分配、工作调度、工程优化等，而控制涉及到姿态控制、运动控制、能量控制等。目前，规划和控制理论主要应用于工业、航天、军事等领域，具有环境定义明确、工作任务结构化等特点。如何保证机器人能顺利地工作于人类日常生活环境，研究非结构化工作场景的智能规划控制方法极为重要，在理论、算法研究、实际应用等多层面都极可能产生全新的成果。

　　第五，网络的推广。单一的机器人是分布式的工作节点。如果将机器人连接成为一个网络，即可形成信息量大、功能强、任务复杂的大型网络平台。计算机网络的实质是信息的互联，物联网的实质是全球实际资源的定位，而机器人网络除了具有信息、资源互联网，更增加了工作任务互联、行为动作互联、决策管理互联等更高层次的网络环境。机器人网络给人类生活描绘了美好的前景，同时其顺利实施也必须以网络技术为前提。这就要求网络的实时性、安全性、稳定性都得到大幅度的提升，从而直接推广了网络的研发和应用。

　　迎接千家万户的机器人时代

　　目前，相关领域的技术突破，从根本上为提升机器人技术的学术研究提供了必要的支持，为机器人的应用范围拓宽了道路。机器人的应用范围已涵盖国防、航空航天、服务、教育甚至普通家庭生活，一场新的机器人技术研究高潮和发展契机业已到来。在这个承前启后的关键时刻，让我们先闭起眼睛，梦想一下，下一代机器人到底会对我们的生活带来怎样的影响。

　　当人们每天为交通堵塞而苦恼时，人们梦想有一种全自动汽车可以将主人从家里送到办公室，这是最安全、最节能、最省时的交通工具。全自动汽车，实际上就是一个具有负载能力的移动的机器人。其最终的目标是实现交通的自动驾驶、零事故、最优路径选择、智能交通管理。实现自动驾驶要求机器人进行驾驶员行为学习，这将引领机器学习理论的发展；零事故要求机器人进行环境识别和运用车车通信等技术手段，这将引领图像识别、故障诊断、车载通信等技术；最优路径选择，要求能按照地图实现最佳的导航策略，这其中涉及地理信息系统、路径规划、优化理论。

　　当人类逐渐步入老龄化社会，人们梦想是否有一种机器人老人伴侣，他能在家居环境中为老人的生活提供照顾，并对老人的生理状况进行监测，发生异常时，及时报警。为监测生理状况，就必须研发无创的生物传感器，为照顾生活，就必须识别老人的意图；为监测异常，就必须具有行为识别能力；为及时报警，就需要实时网络通信。

　　上述两例充分说明了千家万户的机器人时代将是人类在可见的未来能实现的梦想。加大对智能机器人科学的基础研究，加强对机器人核心技术的攻关，培育机器人产业的市场前景，不仅能够带动智能机器人技术本身的发展，同时也必将引领其他相关高新技术的发展和壮大。  
   

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。