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新松曲道奎:機器人2.0時代來臨,智慧化發展快於軀體技術發展

4月9日,2017深圳國際機器人與智慧系統院士論壇在深圳會展中心舉辦,

主辦單位是電氣電子工程師學會、中國科學院深圳先進技術研究院、深圳中電國際資訊科技有限公司,承辦單位是深圳市機器人協會。

參與嘉賓包括:中國科學院院士姚建銓教授、廣州中國科學院先進技術研究所首席科學家韓章秀教授、新松機器人公司總裁曲道奎、南方科技大學電腦科學與工程系史玉回教授等。

以下是新松機器人公司總裁曲道奎現場演講內容(有刪減):

曲道奎:各位領導,各位嘉賓,大家上午好!今天非常高興有機會與大家分享和交流一下,我對機器人下一步發展的看法,也和大家分享一下現在機器人發展的現狀。

今天我給大家分享的主題是《AI時代與機器人2.0》,現在AI時代和機器人是什麼關係?

中國的機器人分兩塊,一塊是軀體,另外一塊是智慧。經過半個世紀的發展,我們只是發展了“機器人”的前兩個字“機器”,

現在真正的發展要往後面這個字靠攏,由機器到機器人的全面變化,後面這個“人”字代表的是什麼?不是人的形狀眼睛、鼻子、嘴,而是人的智慧、智慧。

但是智慧、智慧來自什麼?過去的技術沒有支撐,現在恰恰是AI,經過差不多的五年左右的快速發展,特別是感知技術、交互技術的發展,使機器從現在開始向人轉變,所以我稱這個時代為機器人的2.0時代,之前是機器人的1.0的時代,

即機器時代。

今天的題目分三個方面:機器人2.0時代來臨(R2.0); R2.0的典型代表——協作機器人;3、結論與展望。

一、機器人2.0時代來臨

大家都知道現在最熱的是工業4.0,支撐工業4.0發展的有一個叫M2.0(機器2.0時代),我們機器設備的第一次革命支撐著工業3.0以前的整個生產製造過程,那時候的機器設備更多的是在效率、批量、品質、規模,它代替的是人肌肉的力量,這個時候稱為第一次機器革命。但是現在我們進入到工業4.0。

第四次工業革命用第一次機器革命產生的機器裝備行不行?肯定不行。第一次機器革命對應的機器人稱之為機器人1.0時代,那時候的機器人就是機器設備。但是現在我們要求進入到第二次機器革命的時候,新的機器人我們稱之為2.0,這個時候的機器人具備了一定的智慧,但是跟我們大家預期的差別還是特別大,但是它至少初步具備了智慧的階段,

所以這個時候稱之為2.0時代的來臨。

機器人發展規律

1、從上世紀90年代,機器人的指標和機器設備的指標沒有區別。

2、從90年代開始發展到專業服務,它有很多未知的不確定性,這個時候有一定的感知性。

3、從現在開始,我們更強調的是與人的協作。工業時代是R1.0,後兩個階段是R2.0。

4、R1.0與R2.0的區別:R1.0強調的是效率、生產率、品質以及可靠性。R2.0強調是與人進行合作的自主或半自主傳感與執行系統,面對非結構環境。

機器人2.0時代(R2.0)的技術特徵

2.0的機器人在決策能力、作業能力、交互能力有了達達的提升,需要的技術方面:對非環境結構怎麼適應、行為技術跟人安全的協作機制、任務的執行方面怎麼自主和半自主地完成初級角色職能、交互功能。如果沒有這四大技術,機器人2.0還是不存在。

更核心的一點是安全,以前的機器人講究的是機器人自身的安全,但是今天的機器人要跟人協作,因為這個安全不僅僅是機器人的安全,它是機器人與機器人、機器人與其他設備、機器人與人的安全,在2.0時代機器人的安全上升到新的高度。

機器人2.0時代(R2.0)與AI技術

在AI中分為三個層次:1、計算智慧,通過計算能力實現局部的,叫初級智慧;2、感知智慧,人很多智慧在感知上,通過視覺、感覺,但是沒有通過大腦;3、認知智慧,對於世界面貌的認知理解。

機器人的發展,R2.0時代的發展在哪兒?更多地集中在感知智慧,無論是工業機器人還是服務機器人,通過各種感知系統的使用,包括大資料,使機器人具備了我們人類的初級能力,也就是過去傳統機器人無法做的事情,現在機器人能做了,但是它並不具備有認知智慧,這方面還有很長的路,但是感知已經幾乎可以使用,感知系統的快速發展使得機器人在智慧化的提升方面做出了突出的貢獻。

既然明白了當前機器人的現狀和發展方向,那麼我們來看一下發達國家在機器人上的戰略,再對比一下我國的發展戰略。

一、美國R2.0戰略

美國走了三步曲:先進製造業國家戰略計畫、從互聯網到機器人美國機器人路線圖、國家人工智慧研究與發展戰略規劃。

二、歐洲機器人戰略

都是從機器設備開始往智慧、網路資料發展,日本的技術完全是面向未來新一代的機器人,並且目標、措施、方向、計畫、內容都非常全面。

三、中國製造2025與機器人發展戰略

我國還是集中在機器設備層面,稍微落後一點。不過全球不約而同地把過去機器裝備跟網路、資料、AI結合,發展新一代機器人,這說明大的國際趨勢和方向,大家要把握。

這裡要說到機器人2.0對於新的工業革命的意義。傳統的機器人不可能承擔這個歷史使命,它不具備這個能力,只有新一代機器人可以。機器人的變革會造就製造模式變革、戰爭模式變革、生活方式變革。

二、R2.0的典型代表——協作機器人

機器人由兩部分組成:軀體(本體)、智能。

智慧的發展,要遠遠快於本體的發展。本體要解決什麼?解決人具有的靈巧性,機器人目前在軀體方面不具備這個能力。人類最典型的靈巧的表現手段是在手,但是現在機器人只能模擬胳膊和手腕,類似于一支殘廢的人類手臂。富士康要用百萬的機器人替代裝備工人,不可能完全替代,這不是富士康的技術問題,全球都面臨這個問題。

機器人的軀體發展滯後,在服務機器人方面更滯後。機器人在軀體方面是落後的,但智慧方面發展是比軀體快得多,感知技術、雲計算、大資料的發展支撐了它的發展。而在軀體上沒有太多的變化,靈巧性上沒有提高。現在只有更多地解決了智慧方面,而靈活性是全球的一個痛點,需要把它攻克。

只有克服軀體的技術難度,協作機器人才能更快走向市場。下面我們看一下幾種常見的協作機器人。

單臂協作機器人

單臂協作機器人是輕量化的,具有安全機制的,現在這種協作機器人已經開始小批量面向市場,國際上,這類機器人開始逐步在手術中使用。

雙臂協作機器人

去年我們的雙臂協作機器人第一代面世,今年第二代馬上出來,雙臂也是按照單臂的指標,但是依舊有一個問題,都存在著前面手爪的問題,這個難度比智慧要難得多。

複合協作機器人

這在全球市場上我們新松是領先的,把機器人跟移動機器人兩個複合在一起,它的一個好處就是把人類在運動過程中的作業結合在一起,過去只能作業不能運動,或者只能運動不能作業,但是在許多實際生活過程中,我們既需要作業也需要運動。

這個功能的疊加並不是兩個東西放在一塊,它包含模組、控制方法、導航、視覺、二次定位等等,假如沒有感知系統複合在一塊是沒有意義的。所以,感知系統大幅度進步,我們才具備了推出複合協作機器人的條件,現在已經全面面向市場。其中包括柔性系統、手眼視覺系統、導航系統等等,這樣才能保證作業的精度。

專業服務協作機器人

現在新松已經全面推出,也在做臨床,在醫療服務和社會公務服務,前面更多地是在製造業或者其他領域,但是專業服務協作機器人更多是在醫療、照護等,這款床椅一體化,面向中國老年人康復醫療行業。將來中國的養老是一個社會的重大問題。還有一個是公共服務機器人,全國的銀行、超市等場所服務,這已經全面推向市場,典型特徵是自主導航、人機交互。

三、結論與展望

通過近十年的發展,現在中國在機器人方面形成了中國五大區域分佈。

第一個區域是東北區域,瀋陽新松機器人自動化股份有限公司、哈爾濱博實自動化股份有限公司。

第二個區域是長三角區域,比如上海交大等,幾乎國外所有企業的總部都集中在長三角,包括ABB等,這塊是以工業為主。

第三個區域是京津冀區域,北航等高校和新興公司,產品更多集中在服務類機器人,也包括教育。

第四個區域是珠三角區域,這個區域在機器人的研究產業方面可能是起步最晚的,但是現在來看,珠三角地區是發展最快的、活力最強的,典型特徵是企業的自發性非常強,在珠三角應該有一千多家企業,都是近五到七年的時間發展起來的。

第五個是西部區域,主要是重慶和成都,無論是企業的數量,企業的活力,還是研發創新,和其它地方相比特色不是非常明顯,但是未來的發展趨勢我很看好,因為重慶巨大的市場,特別是成都這麼多大學。

現在中國通過近十年自由市場發展,基本上形成了這五大區域,並且這五大區域各有各的特點。

小結

1、傳統機器人走到盡頭,機器人2.0時代來臨。在中國和國際上有一個不一樣,我們和國外相比滯後五年,國外已經4.0,我們很多企業在2.0、1.0,所以傳統機器人在中國還有很大的市場。

2、AI與RT(機器人技術)互相促進,共同發展。機器人本身含有了AI,沒有AI的機器人就是個機器。

3、機器人是AI的應用平臺,AI促進機器人智慧進化。

4、機器人正在進行軀體(本體)的進化(靈活性、靈巧性)。這個進化難度更大,也包括新材料的進步,很多軟體機器人都在研發中。

5、機器人正在進行智慧進化。它的發展要遠遠快于軀體的進化,但是沒有一個好的軀體,智慧再高也是殘疾的。

最後,希望通過今天的分享,大家能對這個領域有一個全面的瞭解,以便未來的佈局。謝謝大家!

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面對非結構環境。

機器人2.0時代(R2.0)的技術特徵

2.0的機器人在決策能力、作業能力、交互能力有了達達的提升,需要的技術方面:對非環境結構怎麼適應、行為技術跟人安全的協作機制、任務的執行方面怎麼自主和半自主地完成初級角色職能、交互功能。如果沒有這四大技術,機器人2.0還是不存在。

更核心的一點是安全,以前的機器人講究的是機器人自身的安全,但是今天的機器人要跟人協作,因為這個安全不僅僅是機器人的安全,它是機器人與機器人、機器人與其他設備、機器人與人的安全,在2.0時代機器人的安全上升到新的高度。

機器人2.0時代(R2.0)與AI技術

在AI中分為三個層次:1、計算智慧,通過計算能力實現局部的,叫初級智慧;2、感知智慧,人很多智慧在感知上,通過視覺、感覺,但是沒有通過大腦;3、認知智慧,對於世界面貌的認知理解。

機器人的發展,R2.0時代的發展在哪兒?更多地集中在感知智慧,無論是工業機器人還是服務機器人,通過各種感知系統的使用,包括大資料,使機器人具備了我們人類的初級能力,也就是過去傳統機器人無法做的事情,現在機器人能做了,但是它並不具備有認知智慧,這方面還有很長的路,但是感知已經幾乎可以使用,感知系統的快速發展使得機器人在智慧化的提升方面做出了突出的貢獻。

既然明白了當前機器人的現狀和發展方向,那麼我們來看一下發達國家在機器人上的戰略,再對比一下我國的發展戰略。

一、美國R2.0戰略

美國走了三步曲:先進製造業國家戰略計畫、從互聯網到機器人美國機器人路線圖、國家人工智慧研究與發展戰略規劃。

二、歐洲機器人戰略

都是從機器設備開始往智慧、網路資料發展,日本的技術完全是面向未來新一代的機器人,並且目標、措施、方向、計畫、內容都非常全面。

三、中國製造2025與機器人發展戰略

我國還是集中在機器設備層面,稍微落後一點。不過全球不約而同地把過去機器裝備跟網路、資料、AI結合,發展新一代機器人,這說明大的國際趨勢和方向,大家要把握。

這裡要說到機器人2.0對於新的工業革命的意義。傳統的機器人不可能承擔這個歷史使命,它不具備這個能力,只有新一代機器人可以。機器人的變革會造就製造模式變革、戰爭模式變革、生活方式變革。

二、R2.0的典型代表——協作機器人

機器人由兩部分組成:軀體(本體)、智能。

智慧的發展,要遠遠快於本體的發展。本體要解決什麼?解決人具有的靈巧性,機器人目前在軀體方面不具備這個能力。人類最典型的靈巧的表現手段是在手,但是現在機器人只能模擬胳膊和手腕,類似于一支殘廢的人類手臂。富士康要用百萬的機器人替代裝備工人,不可能完全替代,這不是富士康的技術問題,全球都面臨這個問題。

機器人的軀體發展滯後,在服務機器人方面更滯後。機器人在軀體方面是落後的,但智慧方面發展是比軀體快得多,感知技術、雲計算、大資料的發展支撐了它的發展。而在軀體上沒有太多的變化,靈巧性上沒有提高。現在只有更多地解決了智慧方面,而靈活性是全球的一個痛點,需要把它攻克。

只有克服軀體的技術難度,協作機器人才能更快走向市場。下面我們看一下幾種常見的協作機器人。

單臂協作機器人

單臂協作機器人是輕量化的,具有安全機制的,現在這種協作機器人已經開始小批量面向市場,國際上,這類機器人開始逐步在手術中使用。

雙臂協作機器人

去年我們的雙臂協作機器人第一代面世,今年第二代馬上出來,雙臂也是按照單臂的指標,但是依舊有一個問題,都存在著前面手爪的問題,這個難度比智慧要難得多。

複合協作機器人

這在全球市場上我們新松是領先的,把機器人跟移動機器人兩個複合在一起,它的一個好處就是把人類在運動過程中的作業結合在一起,過去只能作業不能運動,或者只能運動不能作業,但是在許多實際生活過程中,我們既需要作業也需要運動。

這個功能的疊加並不是兩個東西放在一塊,它包含模組、控制方法、導航、視覺、二次定位等等,假如沒有感知系統複合在一塊是沒有意義的。所以,感知系統大幅度進步,我們才具備了推出複合協作機器人的條件,現在已經全面面向市場。其中包括柔性系統、手眼視覺系統、導航系統等等,這樣才能保證作業的精度。

專業服務協作機器人

現在新松已經全面推出,也在做臨床,在醫療服務和社會公務服務,前面更多地是在製造業或者其他領域,但是專業服務協作機器人更多是在醫療、照護等,這款床椅一體化,面向中國老年人康復醫療行業。將來中國的養老是一個社會的重大問題。還有一個是公共服務機器人,全國的銀行、超市等場所服務,這已經全面推向市場,典型特徵是自主導航、人機交互。

三、結論與展望

通過近十年的發展,現在中國在機器人方面形成了中國五大區域分佈。

第一個區域是東北區域,瀋陽新松機器人自動化股份有限公司、哈爾濱博實自動化股份有限公司。

第二個區域是長三角區域,比如上海交大等,幾乎國外所有企業的總部都集中在長三角,包括ABB等,這塊是以工業為主。

第三個區域是京津冀區域,北航等高校和新興公司,產品更多集中在服務類機器人,也包括教育。

第四個區域是珠三角區域,這個區域在機器人的研究產業方面可能是起步最晚的,但是現在來看,珠三角地區是發展最快的、活力最強的,典型特徵是企業的自發性非常強,在珠三角應該有一千多家企業,都是近五到七年的時間發展起來的。

第五個是西部區域,主要是重慶和成都,無論是企業的數量,企業的活力,還是研發創新,和其它地方相比特色不是非常明顯,但是未來的發展趨勢我很看好,因為重慶巨大的市場,特別是成都這麼多大學。

現在中國通過近十年自由市場發展,基本上形成了這五大區域,並且這五大區域各有各的特點。

小結

1、傳統機器人走到盡頭,機器人2.0時代來臨。在中國和國際上有一個不一樣,我們和國外相比滯後五年,國外已經4.0,我們很多企業在2.0、1.0,所以傳統機器人在中國還有很大的市場。

2、AI與RT(機器人技術)互相促進,共同發展。機器人本身含有了AI,沒有AI的機器人就是個機器。

3、機器人是AI的應用平臺,AI促進機器人智慧進化。

4、機器人正在進行軀體(本體)的進化(靈活性、靈巧性)。這個進化難度更大,也包括新材料的進步,很多軟體機器人都在研發中。

5、機器人正在進行智慧進化。它的發展要遠遠快于軀體的進化,但是沒有一個好的軀體,智慧再高也是殘疾的。

最後,希望通過今天的分享,大家能對這個領域有一個全面的瞭解,以便未來的佈局。謝謝大家!

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