2008年金融危机以来,全球经济复苏乏力,欧美各国纷纷回归制造业。在这一股浪潮中,发展工业机器人已经成为美国重振制造业和德国实现传统产业转型升级的战略途径之一。随着科技的发展和社会的进步,机器人已经逐渐成为现代社会中不可或缺的社会成员。金模网CEO罗百辉认为,机器人是发达国家和发展中国家发展经济的“先进伙伴”。正当中国还在摸索机器人发展之模式时,大洋彼岸的德国已经开始进入“工业4.0计划”,以工业机器人推动生产制造向灵活化和个性化方向转型;如今,中国迎来工业2.0时代,对于着力推进产业升级以及布局未来产业的中国来说,美国与德国的经验值得借鉴。
在德国,工业革命被认定划分为四个阶段:分别是18世纪末开始的机械化、始于1913年的流水线生产、始于1974年的自动化以及2012年开始推行的智能工厂。2012年,德国推行了以“智能工厂”为重心的“工业4.0计划”。依此计划,通过智能人机交互传感器,人类可借助beplay体育注册登录 对下一代工业机器人进行远程管理。这种机器人还将具备生产间隙的“网络唤醒模式”,以解决使用中的高能耗问题,促进制造业的绿色升级。
近日,欧盟委员会副主席克洛斯(NeelieKroes)发出警告,称欧盟境内的机器人生产商必须安抚公众,以免使后者认为自己将大面积失业。据英国媒体报道,欧盟已经出资7亿欧元,资助机器人研究,而欧盟的产业界也投入了21亿欧元。
目前世界上至少有48个国家在发展机器人,其中25个国家已涉足服务型机器人开发。在日本、北美和欧洲,迄今已有7种类型计40余款服务型机器人进入实验和半商业化应用;而随着科技的发展,机器人也从科幻慢慢走入现实,进入人类的工作与生活中。尽管当前机器人还未达到人们想象中的高度智能化,但正在向这个目标前行。
1.具有“肌肉记忆”功能的机械手臂
德国机器人公司Festo开发出了一种酷似象鼻的新型机械手臂,它能灵活地做出各种精确动作,并能通过类似婴儿的学习方式和“肌肉记忆”功能,学会任何人教给它的动作组合。机械手臂由许多气动管组成类似肌肉功能的环节状物体,气动管内的气压会随着机械手臂的变化而发生细微变化,从而使机械手臂做出精确动作。
机械手臂能够以类似于婴儿学习抓握物体的方式——在反复尝试和出错的过程中,掌握抓住物体所需的肌肉动作。与2010年Festo推出的早期机械手臂相比,新型机械手臂的运动精准性得到极大改善,可以轻松执行换灯泡、捡花生米等任务。
2.可不停跳跃的仿生袋鼠
德国机器人公司Festo推出一种仿生袋鼠机器人,站立高度3英尺3英寸(约合1米),重量仅为15磅(约合7公斤)。该机器人精确复制了自然袋鼠的大多数典型特征,可以像一只真正的袋鼠不停的跳跃。它垂直跳跃高度可达1英尺3英寸(约合40厘米),水平跳跃距离为2英尺7英寸(约合0.8米)。
仿生袋鼠的动力来自一个贮存有高压空气的小型储罐,通过一根弹簧完成肌腱的运动功能。通过驱动器、控制技术和能量迁移技术,模仿袋鼠可以从跳跃时的每一个运作中有效恢复能量,从而完成下一次跳跃,形成连续动作。
机器袋鼠在运动过程中应用到的能量产生、存储和再利用技术,对机器人技术的发展都有着非常强的指导意义。
3.可以进行复杂运动的谷歌机器人
谷歌收购的机器人工程技术厂商BostonDynamics制造出名为“Atlas”的机器人,可以实时感知真实世界中周围环境状况,并进行相应的动作。Atlas拥有两个“立体接近相机”(stereoproximitycameras)和一个位于头部的相机,可通过头部激光障碍识别系统(LIDAR)来显示周围环境状态。该系统能够向周边环境发射多束激光,然后根据激光的反馈数据进行分析,得出周边环境全景图像,并以此做出移动路线和行动方案,从而完成分辨目标物体、接近目标以及捡起目标物体等复杂任务。
目前,一个来自美国麻省理工大学的机器人专家团队正在对“Atlas”机器人进行最后调试,希望这个机器人能够完成爬楼梯、开门、驾驶汽车等复杂任务。并且会参加将于2014年底举办的美国国防部DARPA机器人挑战赛。
4.可吸收着陆冲击力的球形机器人
美国宇航局艾姆斯研究中心正在设计一个柔软、可变形的,具有可遥控外骨骼的超级球型机器人,解决行星登陆困难的问题。超级球型机器人采用张拉整体结构,由一组连续的压杆和缆索组成。尽管没有任何刚性设备连接,也不靠轮轴或铰链进行加固,但该机器人“异常耐用、体重轻盈,而且能够展开”,其球形设计不会存在单一结点失灵的情况,并且可以在没有任何帮助的情况下,将着陆过程中产生的巨大冲击力,通过多个面进行分散、吸收,从而实现安全着陆。在成功登陆之后,它还能利用延长和收缩结构连接缆绳产生推动力,借助球体结构在行星表面滚动。这种机器人登陆天体无需携带减速伞、防撞气球和轮子,可以大大减轻飞行重量。在发射时,球星机器人可以收缩为一个很小的结构体,可以在有限的搭载空间里一次装入更多的设备。这种设计将有可能彻底颠覆现有的探测车设计理念。
这个设计很有可能会被用在土卫六的研究任务中,美国宇航局认为超级球形机器人能从距离土卫六超过62英里(99.78公里)的高度安全着陆,不会有任何损毁。