工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)
目前的發(fā)展過(guò)程中，由于多學(xué)科的交叉，機(jī)器人不斷拓寬了應(yīng)用，功能越來(lái)越完備了。通過(guò)像納米技術(shù)、生物技術(shù)的融合，又出現(xiàn)了醫(yī)療機(jī)器人、仿生機(jī)器人、納米機(jī)器人等等。隨著當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，加快了機(jī)器人的研發(fā)和應(yīng)用。機(jī)器人是一個(gè)學(xué)科交叉的領(lǐng)域，人工智能、網(wǎng)絡(luò)、生命科學(xué)、微納技術(shù)、3D技術(shù)結(jié)合，瞄準(zhǔn)的目標(biāo)是智能制造、智慧生活。
關(guān)于工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)。首先工業(yè)機(jī)器已經(jīng)非常的成熟，但未來(lái)工業(yè)機(jī)器人的創(chuàng)新發(fā)展還有機(jī)會(huì)，高性能集成化是它的主題，具體來(lái)說(shuō)重載、高精度、輕量化、協(xié)作，這幾方面是工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的一個(gè)未來(lái)。關(guān)于重載，日本已經(jīng)有1.7噸載荷的機(jī)器人；電子制造里已經(jīng)有微米級(jí)的機(jī)器人；輕量化、人機(jī)協(xié)作方面，這種機(jī)器人已經(jīng)有了，像庫(kù)卡，國(guó)內(nèi)的遨博等。
第二是移動(dòng)操作化。在物流技術(shù)里，對(duì)工業(yè)機(jī)器人需求很大。機(jī)器人怎么去挑，移動(dòng)加機(jī)器人加物流管理技術(shù)，未來(lái)這個(gè)方面會(huì)有需求。
第三個(gè)是智能網(wǎng)絡(luò)化。對(duì)一個(gè)制造車間來(lái)說(shuō)，單獨(dú)工業(yè)機(jī)器人很難起作用，就必須網(wǎng)絡(luò)化與工藝相結(jié)合，工藝、工具加機(jī)器人，加機(jī)床，加AGV，做大的系統(tǒng)集成，這個(gè)方面還存在很多關(guān)鍵技術(shù)。
服務(wù)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)
在有關(guān)服務(wù)機(jī)器人的具體技術(shù)層面，3D打印、軟體結(jié)構(gòu)、人工皮膚、非結(jié)構(gòu)環(huán)境下的SLAM（同步定位與建圖）、基于視覺的圖像處理、陪護(hù)的情感理解、安全問題、網(wǎng)絡(luò)決策機(jī)制、模塊化技術(shù)以及人機(jī)多機(jī)合作技術(shù)，這十個(gè)技術(shù)是我們?cè)谝?guī)劃中國(guó)的服務(wù)機(jī)器人未來(lái)十到十五年的一些基本想法。
比方說(shuō)我們要關(guān)注的，很多現(xiàn)在中國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，電信企業(yè)都開始提出了云端機(jī)器人的概念。它實(shí)際上把機(jī)器人看作帶有傳感器的移動(dòng)或不移動(dòng)的手機(jī)，這樣去理解的話，機(jī)器人是一個(gè)傳感器的節(jié)點(diǎn)，它的技術(shù)問題就是知識(shí)的理解，以及通過(guò)怎么借助云的計(jì)算幫助機(jī)器人學(xué)習(xí)、共享知識(shí)，這方面又提高了個(gè)體機(jī)器人的智能化水平。
軟體機(jī)器人發(fā)展也很大，因?yàn)樗婕暗饺说氖质欠浅柡Γ?，能做很多精?xì)化的活。比如說(shuō)抓取物品，進(jìn)入腸道、血管，這些機(jī)器人必須軟。這些問題給我們未來(lái)就提出很多技術(shù)挑戰(zhàn)：材料怎么做，什么驅(qū)動(dòng)，需要高能量，高密度，還有感知，它帶動(dòng)了這些學(xué)科的發(fā)展。最近國(guó)內(nèi)立項(xiàng)的一些項(xiàng)目也有軟體機(jī)器人。
人工皮膚技術(shù)，它也不完全屬于機(jī)器人，未來(lái)的仿真機(jī)器人如果進(jìn)入情感陪護(hù)，作為一個(gè)伴侶機(jī)器人，你希望它的皮膚像人一樣好。怎么造這樣的皮膚，這里就有材料科學(xué)問題，制造問題。此外，人肢體壞掉，通過(guò)人造皮膚，用自己的細(xì)胞打印和生長(zhǎng)出這種你膚質(zhì)的皮膚，對(duì)人的修復(fù)有很大的作用，這屬于一個(gè)交叉學(xué)科的一個(gè)問題。
SLAM（同步定位與建圖）技術(shù)，也就是一個(gè)掃地機(jī)器人進(jìn)入家庭以后，能夠像保姆一樣理解地圖，屋里的什么東西在哪里，在什么位置，自動(dòng)把地圖建好，去導(dǎo)航定位，就是一個(gè)在室內(nèi)環(huán)境下的一個(gè)導(dǎo)航的問題，它是在室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人最關(guān)鍵的一個(gè)技術(shù)，在未來(lái)它的突破對(duì)我們家庭應(yīng)用非常有幫助。
情感理解技術(shù)，真正機(jī)器人跟人交互的時(shí)候，機(jī)器人怎么去理解，這包括理論建模，分析、表達(dá)、感知等等，這需要人工智能技術(shù)的發(fā)展。
安全決策問題，我們不希望應(yīng)用機(jī)器人以后，出現(xiàn)安全問題。如果在醫(yī)院里邊，用它來(lái)搬運(yùn)人的話，機(jī)器人安全嗎？孩子跟機(jī)器人玩安全嗎？所以在技術(shù)層面上也提出了高安全決策的問題，這方面技術(shù)、軟件、硬件要充分的保障。
最后難點(diǎn)是像人類一樣思考問題，這是人工智能嵌入到機(jī)器人里最關(guān)鍵的技術(shù)。未來(lái)是什么，像孩子一樣能學(xué)習(xí)的，叫自學(xué)習(xí)的凈化，是未來(lái)智能機(jī)器人發(fā)展的關(guān)鍵問題，比方說(shuō)通過(guò)視校、模仿、交互、積累以后再學(xué)習(xí)，逐步就實(shí)現(xiàn)了增量學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的概念，它在像人一樣思考。
所以我的理想中，機(jī)器人應(yīng)該這么去發(fā)展，多學(xué)科要進(jìn)來(lái)，包括搞人工智能的，搞網(wǎng)絡(luò)的等這些專家來(lái)介入，把我們的水平提高。
醫(yī)療機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)
醫(yī)學(xué)和機(jī)器人的結(jié)合出現(xiàn)醫(yī)療機(jī)器人。醫(yī)療機(jī)器人應(yīng)用包括微創(chuàng)、骨科、放射、眼科等等，它的關(guān)鍵技術(shù)是機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制、圖像處理、系統(tǒng)集成與呼吸跟蹤。這些問題跟工業(yè)機(jī)器人不一樣。
醫(yī)療機(jī)器人有這些研究熱點(diǎn)：
首先我們的器官要三維重構(gòu)，這需要三維重建與配準(zhǔn)技術(shù)，以提高診斷精度與效率。
然后通過(guò)醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)去手術(shù)規(guī)劃，也就是術(shù)前術(shù)中導(dǎo)航與規(guī)劃技術(shù)，以提高手術(shù)精度。
制定好規(guī)劃之后，機(jī)器人才能去手術(shù)，用什么樣的工具就很關(guān)鍵，一般做人體手術(shù)的話，人盡量微創(chuàng)，在新型機(jī)構(gòu)方面，要求更高。
然后是智能材料，如果在手術(shù)過(guò)程中有換關(guān)節(jié)、包括人工心臟替代等，材料技術(shù)與手術(shù)療效密切相關(guān)。
再就是控制與信息融合的問題，在手術(shù)的過(guò)程中，能感覺到圖像、切割的力，像人一樣去手術(shù)，這樣才能效率更高、更安全。
此外還有生物建模技術(shù)，以拓展醫(yī)生手術(shù)抉擇能力；人機(jī)交互技術(shù)，以提高手術(shù)可操作性。
在醫(yī)療機(jī)器人領(lǐng)域，目前最典型的應(yīng)用是達(dá)芬奇手術(shù)系統(tǒng)，到去年已經(jīng)售出四千多套，兩千多個(gè)醫(yī)院。它首臺(tái)售價(jià)3100萬(wàn)元，第二臺(tái)賣給了中國(guó)，2700萬(wàn)元，目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)購(gòu)買了46臺(tái)，目前售價(jià)為2100萬(wàn)元。傳統(tǒng)的微創(chuàng)手術(shù)，醫(yī)生在鏡頭下去操作，體力、精力、精度都受限制，而且經(jīng)驗(yàn)難以復(fù)制?，F(xiàn)在醫(yī)生在一個(gè)三維屏幕上操作交互設(shè)備，機(jī)械手在體內(nèi)實(shí)現(xiàn)操作，手術(shù)精度大大提高。
