“現(xiàn)代人已經(jīng)不愿意去干那些又臟又累的活了,更別說那些有毒的工作了。”中國作為世界工廠,這幾年,卻正在面臨招工難、用工成本不斷攀升等難題。機器人及時地出現(xiàn)了。在被機器人領(lǐng)域?qū)<壹挠韬裢?ldquo;機器人硅谷”——常州,與機器人相關(guān)的產(chǎn)業(yè)正如同井噴一樣發(fā)展。
在美國電影《環(huán)太平洋》中,代表中國的機器人“暴風(fēng)赤紅”正是在常州生產(chǎn)的。而另一些機器人看起來則跟我們的生活更近些:老人生病,可以由服務(wù)機器人看護;災(zāi)難現(xiàn)場,機器人搬開障礙物……
有人做了這樣一個預(yù)言,“網(wǎng)絡(luò)時代之后,是機器人時代。”
機器人應(yīng)用從傳統(tǒng)制造業(yè)向非制造業(yè)轉(zhuǎn)變
工業(yè)機器人技術(shù)成熟、爆發(fā)式增長,而與普通市民百姓較為貼近的服務(wù)機器人,看上去似乎有些高大上,離我們的生活到底還有多遠?是否真的像一些人所說,互聯(lián)網(wǎng)時代結(jié)束,進入機器人時代了?“未來幾年,機器人在制造業(yè)的應(yīng)用范圍將越來越廣闊,其標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的程度也將越來越高,功能越來越強,并朝著成套技術(shù)和裝備的方向發(fā)展。”機器人產(chǎn)業(yè)研究專家羅百輝表示,機器人應(yīng)用從傳統(tǒng)制造業(yè)向非制造業(yè)轉(zhuǎn)變,向以人為中心的個人化和微小型方向發(fā)展,服務(wù)于人類活動的各個領(lǐng)域。
以老人服務(wù)機器人為例,以目前的技術(shù)造一個為老年人端茶倒水、提供各種生活服務(wù)等多功能的老人服務(wù)機器人,是可以做到的。但這樣一個機器人的成本是五六十萬。從這個價格來看,普通家庭那還不如請一個保姆,像這類服務(wù)機器人走進千家萬戶,估計還得等五到十年。
在業(yè)內(nèi),大家評價一個智能機器人,在于其智能化的大腦、靈巧的雙手和腳。在羅百輝看來,目前智能機器人最大的瓶頸還不是智能化,而是在于機器人手腳動作的靈活性。以類人機器人來說,人的手、腳運動,是化學(xué)能轉(zhuǎn)為機械能,而機器人模仿人類,以目前的技術(shù)來看,都比較生硬。動作越是和人接近,說明其技術(shù)含量越高。
從某種意義上講,目前機器人智能化速度還是比較快的。這主要得益于計算機技術(shù)的發(fā)展。有個著名的例子,就是計算機和人比賽下棋,但現(xiàn)在根本就沒人進行這樣的比賽了�,F(xiàn)在計算機都是云計算,這個速度比人不知道要快多少倍了,再去比賽,意義就不大了。
常州成為機器人技術(shù)產(chǎn)業(yè)硅谷
“常州市原來裝備制造業(yè)就很發(fā)達,有發(fā)展智能裝備業(yè)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。”常州市商務(wù)局有關(guān)負責(zé)人介紹,該市機器人產(chǎn)業(yè)近年來快速發(fā)展,已經(jīng)初步形成研發(fā)—零配件制造—整機制造—系統(tǒng)集成—售后服務(wù)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。機器人產(chǎn)業(yè)集群初具規(guī)模,已形成機器人整機帶動關(guān)鍵零部件集群發(fā)展的態(tài)勢,除必須進口的減速機、伺服電機等關(guān)鍵零部件外,基本能夠在本地完成產(chǎn)業(yè)配套。
據(jù)介紹,2014年常州全市智能數(shù)控和機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標(biāo)是,產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模以上工業(yè)產(chǎn)值達到155億元,同比增長20%。而這在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。
長江學(xué)者、北京航空航天大學(xué)博士生導(dǎo)師王田苗在接受有關(guān)媒體采訪時表示,期望常州成為機器人技術(shù)產(chǎn)業(yè)硅谷。
“我認(rèn)為機器人產(chǎn)業(yè)有三個發(fā)展階段,第一階段是機器人替代人做危險的工作,第二階段是為提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量大量使用機器人,第三階段是利用機器人拓展人在肢體、智慧等方面的能力。總體來說,機器人產(chǎn)業(yè)將從單機向無人化工廠,從汽車工業(yè)向相關(guān)行業(yè),從簡單的機械技術(shù)向復(fù)雜的人工智能發(fā)展。”王田苗說,“常州是個高速發(fā)展的年輕城市,有很多科技人員從事機器人產(chǎn)業(yè)。我感覺常州十分重視科教,重視科技的產(chǎn)業(yè)化,我相信,常州必能形成科技創(chuàng)新、系統(tǒng)集成和產(chǎn)品應(yīng)用的樂土,成為中國長三角未來的硅谷,吸引更多高科技人才來創(chuàng)業(yè)。希望常州厚積薄發(fā),借助優(yōu)勢帶來機器人產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的春天。”
常州市相關(guān)部門負責(zé)人介紹,常州將以常州機器人產(chǎn)業(yè)園區(qū)為重點,發(fā)揮常州科教城和武進國家級高新區(qū)的平臺優(yōu)勢,進一步整合和完善產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè),培育和集聚行業(yè)隱形冠軍企業(yè),建設(shè)研發(fā)、制造、服務(wù)及市場等功能性平臺,打造國內(nèi)一流、國際有影響力的機器人產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。
這位負責(zé)人介紹說,未來常州機器人產(chǎn)業(yè)將重點發(fā)展工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域可自動控制、重復(fù)編程、多自由度、多功能用途的操作機,可搬運物料、工件或操持工具、能完成其他作業(yè)的工業(yè)機器人,培育發(fā)展從事維護、保養(yǎng)、修理、運輸、清洗、監(jiān)護等專業(yè)服務(wù)的機器人。
工業(yè)機器人爆發(fā)式增長
機器人大致分為三類:工業(yè)機器人、仿生機器人、服務(wù)機器人。在當(dāng)今中國,工業(yè)機器人有著巨大的需求。相比起怕人類工人,這類不像機器人的機器人有著無可比擬的優(yōu)勢——它們不挑工作,無懼勞累,更勝任危險環(huán)境,而且,永遠不會出現(xiàn)“用工荒”。
“工業(yè)機器人比較好理解,主要是在工廠里,用于加工生產(chǎn)各種產(chǎn)品。”中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院先進制造技術(shù)研究所(以下簡稱先進制造所)常務(wù)副所長駱敏舟說,目前,工業(yè)機器人的技術(shù)已經(jīng)比較成熟,其市場被國外四大機器人廠商占了半壁江山。
近幾年國內(nèi)工業(yè)機器人的研發(fā)生產(chǎn)呈現(xiàn)“爆發(fā)式增長”,這要得益于“用工荒”。駱敏舟說,現(xiàn)在很多80后、90后,并不愿意進入工廠干那種又臟又累的活。這間接激發(fā)了國內(nèi)工業(yè)機器人“井噴式”的發(fā)展。
“以常州為例,以前都是一些大型企業(yè)有購買工業(yè)機器人的需求,現(xiàn)在很多小企業(yè)的老板都找過來,這個市場被激活了,潛力巨大。”駱敏舟說。
同樣位于常州科教城內(nèi)的常州銘賽機器人科技有限公司,對工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)爆發(fā)式增長有深刻體會。銘賽機器人公司研發(fā)管理部經(jīng)理李長峰說,2008年公司成立時就已經(jīng)感受到市場的強烈需求。
李長峰說,大概在兩年前,一家釀酒企業(yè)的老板找到他們,想向他們買一些機器人用于釀酒。“招不到釀酒的工人,廠里的工人都50多歲了,年輕人都不愿意去廠里干那又苦又累的活。”這位老板抱怨說,目前,人工成本也是越來越高。
“別小看他們廠里那些揮動鐵鍬鏟糧食的工人,這個工種一般最起碼要有三年的工作經(jīng)驗,才能掌握節(jié)奏。”李長峰說,接下研制生產(chǎn)“釀酒機器人”的活后,經(jīng)過兩年的研發(fā),釀酒生產(chǎn)線到年底就能正式投產(chǎn)上市了。銘賽機器人公司也成為國內(nèi)首個開發(fā)生產(chǎn)白酒釀造生產(chǎn)線(機器人)的企業(yè)。
李長峰介紹,銘賽機器人公司目前的拳頭產(chǎn)品是點膠機器人。一些電子產(chǎn)品行業(yè)在生產(chǎn)集成電路板等部件時,需要將細小的零部件粘接在一起,這個時候,就需要用到點膠機器人。這種機器人塊頭不大,像個醫(yī)生用的顯微鏡,安裝了一個大針筒。“以前人工操作時,有時有的工人情緒不好,他會有的點得多,有的點得少。機器人沒有情緒,始終如一。”李長峰笑著說。
李長峰說,比如IPAD,以及眼下正火爆的iphone6,其生產(chǎn)廠家有的就用到了銘賽機器人公司制造的工業(yè)機器人。工人難招,機器人市場更加火爆。
“最聽話的工人”由中國創(chuàng)造
與銘賽機器人公司面向市場不同,先進制造所的主業(yè)是科學(xué)技術(shù)研發(fā)。據(jù)駱敏舟介紹,先進制造所是中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院下屬的研究單位之一。先進制造所以促使“中國制造”向“中國創(chuàng)造”轉(zhuǎn)變?yōu)樵妇�,面向先進制造領(lǐng)域?qū)C器人與智能裝備核心技術(shù)的需求,開展機電一體化系統(tǒng)設(shè)計、制造與集成的理論、方法與技術(shù)研究,建立了機器人、智能車輛、數(shù)字化設(shè)計與制造公共技術(shù)研發(fā)平臺,為裝備制造業(yè)的自主創(chuàng)新提供技術(shù)支撐。
駱敏舟介紹,建所迄今,全所各類科研人員達到255人,共有4位院士被聘為所長顧問,研究員11名,60%以上員工擁有博士、碩士學(xué)位。研究所共承擔(dān)了973、863、國家自然基金、省、市等科技計劃項目90項,企業(yè)委托項目118項,結(jié)題124個項目,其中企業(yè)委托項目結(jié)題76個。共申請專利173項,其中發(fā)明106項;授權(quán)64項,其中發(fā)明授權(quán)15項。先進制造所在承接和完成國家課題任務(wù)的同時,還注重科技成果的轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化,將科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力。
焊接機器人技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)很成熟了�,F(xiàn)在電焊工人工資高,而且技術(shù)好的工人難找。研制出來的焊接機器人,可以進行各種焊接,廣泛應(yīng)用于壓力容器、船舶、鋼結(jié)構(gòu)、橋梁、汽車、機車、冶金設(shè)備等行業(yè)。有的小型焊接機器人,維護保養(yǎng)成本低,能穩(wěn)定運行10年以上。
水泥廠里水泥進行稱重、灌裝,大量的粉塵讓不少人望而卻步,而碼垛機器人,可以完成自動供袋、自動套袋等,自動倒袋整形、金屬檢測與重量復(fù)檢等流水線作業(yè)。這種機器人,能減少對人體的危害,產(chǎn)品完成得又快又好,應(yīng)用于化工、食品、醫(yī)藥、建材、冶金等行業(yè)的自動化包裝生產(chǎn)。
類人機器人已有簡版“鋼鐵俠”
先進制造所研發(fā)的壁虎仿生機器人。按動操縱開關(guān),壁虎兩只前腳重復(fù)做攀爬運動,在一些粗糙物體上能垂直往上爬,它是類人(仿生)機器人,可用于軍事領(lǐng)域。
在一間實驗室內(nèi),記者還見到了一個有著兩只長腳的“怪獸”。葉曉東介紹,這個是仿生的“蛇怪蜥蜴”,它可以快速地在水面上拍動腳掌,從而像“水上漂”一樣迅速在水面移動。記者見到的一個試驗品只有一本書大小,但是項目研發(fā)成功后將其放大,就可以做成大型載人乘用機器。
“大象的鼻子很柔軟,我們正在研制的象鼻機器人,外形和大象的鼻子很像,功能也很像,可以在一些災(zāi)難現(xiàn)場,伸進廢墟的縫隙進行探測。”駱敏舟告訴記者,他們承接的“落貓”項目,就是想模仿貓從高處摔下總能四腳著地不容易受傷的功能。落貓項目,可以應(yīng)用到飛機上,”萬一飛機出現(xiàn)失控等情況,如果具備‘落貓’的能力,就可以挽救生命了。”
駱敏舟說,仿生機器人應(yīng)用前景很廣闊,可以充分發(fā)揮想象力。軍事和災(zāi)難救援領(lǐng)域,是目前仿生機器人研發(fā)的重點。
駱敏舟介紹,他們研發(fā)的“智能先鋒號”類人機器人是中國大陸唯一獲得美國國防部DARPA舉辦的“先進機器人挑戰(zhàn)賽”預(yù)賽資格的機器人。
在一間大型實驗室內(nèi),記者見到了類人機器人。在這個實驗室里,按照順序設(shè)置了消防栓、多道不同方向開關(guān)的門、被雜物阻塞的門、由亂磚頭堆砌的崎嶇路、爬樓梯等模擬災(zāi)難救援線路。通過讓類人機器人一一越過這些障礙,充分考驗機器人眼睛識別能力、手腳靈活行動搬開障礙物、爬樓梯的能力等�?蓜e小看這個類似于消防員的機器人,其技術(shù)可以說在國際上都具有領(lǐng)先地位。
相比于這個全能冠軍式的機器人,餐飲服務(wù)機器人、導(dǎo)覽機器人這類功能單一的機器人,就顯得簡單許多。葉曉東介紹,餐飲服務(wù)機器人已經(jīng)研制完成可以上市了。記者看到這個機器人樣品被做成一名漂亮的餐廳女服務(wù)員模樣,手中端著一個托盤。炒好的菜放在“她”手中托盤上后,可以送到顧客手上。
扳手腕機器人不僅能簡單和人扳手腕,還能測量人體手臂肌肉的運動情況,對一些手臂運動受限病人進行康復(fù)訓(xùn)練。
前不久,先進制造所正在研發(fā)的一種外骨骼機器人被媒體報道后,受到各界廣泛關(guān)注,也引起了很多人的興趣。
記者在實驗室內(nèi)看到的這套外骨骼,它有腳、有腿,與人的下半身十分相似,本體全部由航空鋁打造,在腰部和腿部分別設(shè)有9處固定帶,并裝有22個傳感器, 6個驅(qū)動器和1個控制器,重約20公斤。
研發(fā)人員介紹,外骨骼機器人每條腿都有3個電機,每個電機對應(yīng)了人體腿部的髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié),通過電機,達到給每個關(guān)節(jié)助力的作用。
這種外骨骼機器人,其功能設(shè)置是為手腳不便的病人提供康復(fù)服務(wù)。假設(shè)是腳行動不便的病人,將這種外骨骼穿戴在身上后,機器在接收到人體的動作信號后能夠予以解讀識別,幫助將腿抬起來正常行走,從而達到康復(fù)訓(xùn)練的目的。
一開始,這款機器人被一些媒體稱為“鋼鐵俠”。
不過,該款機器人的研發(fā)人員介紹,目前他們研制的外骨骼機器人尚未達到“鋼鐵俠”那樣能夠打拳擊等相關(guān)功能。“‘鋼鐵俠’是我們研發(fā)這類機器人的一種遠景規(guī)劃。如果真能達到‘鋼鐵俠’那樣的功能,可就了不得了。不僅僅是醫(yī)療,用途就廣泛了。”這位研發(fā)人員說。









