機(jī)器人一直以來都是一個科幻詞語，大部分人只在電視及電影屏幕上能一睹其貌。其實，機(jī)器人早已實現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用。國際機(jī)器人及智能裝備產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長羅軍本月19日在京表示，近年來中國機(jī)器人及智能裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，中國可能在未來10年提前進(jìn)入智能制造時代，基本實現(xiàn)制造業(yè)的升級換代和結(jié)構(gòu)性調(diào)整。

　　同時，工信部副部長蘇波11月3日在接受采訪時表示，工信部將組織制訂我國機(jī)器人技術(shù)路線圖及機(jī)器人產(chǎn)業(yè)“十三五”規(guī)劃。力爭到2020年，形成較為完善的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)體系，高端市場占有率達(dá)到45％以上，基本滿足國際建設(shè)、國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的需要。

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　　中國機(jī)器人市場潛力巨大

　　來自中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的數(shù)據(jù)顯示，目前世界機(jī)器人密度均值為51，中國僅為15。作為制造業(yè)大國，我國工業(yè)機(jī)器人的使用密度為每一萬名工人擁有機(jī)器人21臺，不及國際平均水平55臺的一半。不過這樣的數(shù)據(jù)只說明過去。

　　而從現(xiàn)在來看，“中國機(jī)器人市場即將爆發(fā)”，一年前的這句預(yù)言，如今正在市場上得到印證。近期關(guān)于工業(yè)機(jī)器人的利好消息稱得上是“扎堆兒”。先是9月底我國首條用機(jī)器人生產(chǎn)機(jī)器人的數(shù)字化生產(chǎn)線在沈陽投產(chǎn)，年產(chǎn)能將達(dá)到5000臺工業(yè)機(jī)器人；10月，杭州娃哈哈集團(tuán)又證實，將跨界涉足特種專用機(jī)器人產(chǎn)業(yè)。還有業(yè)內(nèi)消息說，乳業(yè)巨頭蒙牛公司的生產(chǎn)線上正在大量使用工業(yè)機(jī)器人。

　　與此同時，不斷有企業(yè)投資或設(shè)立機(jī)器人公司，或收購國外機(jī)器人公司股份，有的企業(yè)甚至還籌建商業(yè)銀行，為發(fā)展機(jī)器人項目進(jìn)行融資。另外，更有國際機(jī)器人企業(yè)瞄準(zhǔn)國內(nèi)市場，紛紛攻城略地，搶占碼頭。毋庸置疑，市場將進(jìn)入與機(jī)器人“共舞”的時代。有專家分析，未來機(jī)器人行業(yè)可能成為全球新的經(jīng)濟(jì)引擎，而中國制造的下一個增長點也許將在這里孕育而生。

　　因此對人工智能和機(jī)器人等產(chǎn)品看似遙遠(yuǎn)，更為準(zhǔn)確的說這二者已經(jīng)呼之欲出了。當(dāng)然，要真正實現(xiàn)這一高科技進(jìn)入大眾生活，還需更多的技術(shù)革新。當(dāng)前各個國家對機(jī)器人技術(shù)都是非常的重視，人們生活對智能化要求的提高也促進(jìn)了機(jī)器人的發(fā)展，在這樣的背景下，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展可以說是一日千里，未來機(jī)器人將在以下技術(shù)的基礎(chǔ)上飛速發(fā)展。

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　　機(jī)器人十大關(guān)鍵技術(shù)趨勢：

　　一、人機(jī)交互技術(shù)

　　東芝近期舉辦的 Cutting-EdgeIT& Electronics Comprehensive Exhibition （CEATEC）展會上發(fā)布了一款全新人形交互機(jī)器人，而其最大特色就是可以通過手語與人交流。

　　據(jù)悉，得益于關(guān)節(jié)中內(nèi)置的43個電動機(jī)，這個名叫 AikoChihira 的女性角色機(jī)器人的肢體運(yùn)動相當(dāng)自然流暢，這也讓手語表達(dá)成為了可能。不過，機(jī)器人動作模擬技術(shù)目前還存在諸多限制，東芝計劃在2020年以前推出更為全面智能的手語交互機(jī)器人，而實現(xiàn)這個目標(biāo)就必須將語言表達(dá)、語音識別、動作控制等多個系統(tǒng)完美結(jié)合在一起。值得一提的是，AikoChihira 計劃的最終目標(biāo)是為老人以及老年癡呆癥患者提供服務(wù)，在陪伴他們的同時還能幫助醫(yī)護(hù)人員或者其親人進(jìn)行實時監(jiān)護(hù)。

　　二、有感情的機(jī)器人：讀懂表情

　　許多機(jī)器人的存在只是為了完成某些工作或特定的任務(wù)，有“情感”的機(jī)器人相信大家都只在電影中才會見到。來自東南大學(xué)機(jī)器人傳感控制實驗室的吳涓教授透露說，該實驗室的研究團(tuán)隊已完成了情感交互機(jī)器人的初步設(shè)計。

　　一般來說，當(dāng)人和機(jī)器人接觸的時候，由于機(jī)器缺乏可辨認(rèn)的性格，因此和人沒有情感的互動。吳涓表示，其實只要把人的表情、動作的特定的信號提取出來，再交給機(jī)器人，那么它就會識別人的表情，辨別別人對它的動作到底是粗暴還是友好，從而做出相應(yīng)的反應(yīng)，可以與人的情感形成互動。

　　吳涓分析說，由于目前對于人的情感的科學(xué)基礎(chǔ)研究還不夠，因此目前研究出來的情感交互機(jī)器人其實和真人的情感交互還有很大的距離，它只是能夠識別一些簡單的表情，對于動作的識別也局限于一些固定的動作，但是未來隨著人機(jī)交互技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，我們和機(jī)器人的“情感”交流將會越來越順暢。

　　三、軟體機(jī)器人控制技術(shù)

　　機(jī)器人在大部分人眼里一直都是像擎天柱一樣的鋼筋鐵骨，不過事實并不總是這個樣子的。最近，來自美國普渡大學(xué)的研究人員就發(fā)明了一種由輕質(zhì)惰性泡沫材料制成的軟體機(jī)器人，為了讓它像機(jī)器手臂一樣可以自由彎曲，研究人員還在在泡沫材料的表面覆蓋了一層特殊的“衣服”，而這層聚合物纖維在受熱的情況下可以自由改變形狀和堅硬度，作用就如同附著在骨骼上的肌肉一般。

　　該項目的負(fù)責(zé)人稱，這種能夠變形收縮的機(jī)械纖維將被廣泛用于機(jī)器人領(lǐng)域，而他們也有計劃以此為基礎(chǔ)研制新型飛行機(jī)器人。另外，由于成本低重量輕，機(jī)械纖維機(jī)器人十分適合用于太空探索，要知道每多將一克物質(zhì)送上太空，整個發(fā)射成本都會顯著增加，而美國航空航天局也已經(jīng)開始著手研究這類軟體機(jī)器人。不僅如此，對于醫(yī)療領(lǐng)域來說機(jī)械纖維也是一種極好的材料，比如可以制成骨折病人的外固定支架，在提高固定效果的基礎(chǔ)上又減輕了患者的負(fù)擔(dān)。

　　四、液態(tài)金屬控制技術(shù)

　　科學(xué)家們使用鎵和銦合金合成液態(tài)金屬，形成一種固溶合金，在室溫下就可以成為液態(tài)，表面張力為每米500毫牛頓。這意味著，在不受外力情況下，當(dāng)這種合金被放在平坦桌面上時會保持一個幾乎完美的圓球不變。當(dāng)通過少量電流刺激后，球體表面張力會降低，金屬會在桌面上伸展。這一過程是可逆的：如果電荷從負(fù)轉(zhuǎn)正，液態(tài)金屬就會重新成為球狀。更改電壓大小還可以調(diào)整金屬表面張力和金屬塊粘度，從而令其變?yōu)椴煌Y(jié)構(gòu)。

　　北卡羅來納州立大學(xué)副教授邁克爾·迪基（MichaelDickey ）說：“只需要不到一伏特的電壓就可改變金屬表面張力，這種改變是相當(dāng)了不起的。我們可以利用這種技術(shù)控制液態(tài)金屬的活動，從而改變天線形狀、連接或斷開電路等?！?/p>

　　五、機(jī)器人生物行走技術(shù)

　　新一代微型生物機(jī)器人能收縮肌肉。美國伊利諾斯大學(xué)厄本那香檳分校工程師展示了一類行走“生物機(jī)器人”（bio-bots ），由肌肉細(xì)胞推動、電脈沖控制，研究人員能對其發(fā)號施令。相關(guān)論文在線發(fā)表于最近的美國《國家科學(xué)院學(xué)報》上。

　　伊利諾斯大學(xué)厄本那香檳分校生物工程主管拉什德·巴什爾巴什爾小組用3D打印技術(shù)造出一種柔韌的水凝膠和活細(xì)胞組成的生物機(jī)器人。以前，他們也曾用跳動的小鼠心臟細(xì)胞造出一種能自己“行走”的生物機(jī)器人，但心臟細(xì)胞不停地收縮，讓他們無法控制機(jī)器人的運(yùn)動。因此要用心臟細(xì)胞來設(shè)計生物機(jī)器人是很困難的，它不能隨意開關(guān)、加快或減慢速度。

　　新設(shè)計的生物機(jī)器人受自然的肌腱骨骼啟發(fā)。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，他們用3D打印水凝膠制成主骨，既能支持生物結(jié)構(gòu)，又能像關(guān)節(jié)一樣彎曲。再把一條肌肉錨在主骨上，就像肌腱把肌肉附著在骨骼上。生物機(jī)器人的速度由電脈沖頻率來控制，頻率越高，肌肉收縮越快，生物機(jī)器人也就走得越快。

　　下一步，研究人員將加強(qiáng)對生物器運(yùn)動的控制，像集成神經(jīng)元那樣，用光或化學(xué)物質(zhì)控制生物器向不同方向運(yùn)動。“我們的目標(biāo)是把這些設(shè)備用作‘自主傳感器’?！卑褪矤栒f，“比如，讓它能感覺到某種化學(xué)物質(zhì)，朝它運(yùn)動并釋放中和劑。刺激控制生物器是向此目標(biāo)邁進(jìn)的一大步。

　　六、機(jī)器人透視技術(shù)

　　據(jù)國外媒體報道，目前，美國加州大學(xué)最新研制一款具有“透視眼”能力的機(jī)器人，在兩個機(jī)器人之間釋放無線信號，通過測量信號強(qiáng)度的變化，將觀察發(fā)現(xiàn)墻壁內(nèi)部的物體。該技術(shù)可用于尋找困陷在建筑物中的傷員，或者監(jiān)控家中的老年人。

　　該系統(tǒng)是由美國加州大學(xué)科學(xué)家YasaminMostofi 博士最新研制的，這兩個機(jī)器人裝配著輪子，一個釋放無線信號，另一個探測接收信號強(qiáng)度。

　　當(dāng)機(jī)器人環(huán)繞正方形混凝土建筑物時，彼此離開視線范圍之內(nèi)，它們能夠計算出建筑物內(nèi)部的事物，甚至可以識別出人類。其工作原理是當(dāng)途經(jīng)墻壁和其它物體時，測量信號強(qiáng)度的衰減程度。

　　通過測量無線信號的衰減情況，機(jī)器人可以繪制一張視覺地圖，呈現(xiàn)觀測大約100秒的透視景象。研究人員指出，這項研究結(jié)果非常令人滿意，誤差不超過5厘米。

　　雖然一些現(xiàn)代無人操控機(jī)器人使用激光掃描器觀察前方的物體，但卻不能透視鄰近的物體或者墻壁。研究人員指出，這項最新技術(shù)將是機(jī)器人運(yùn)動設(shè)計的革命性創(chuàng)新，賦予無人操控機(jī)器人一些新的功能。

　　他們認(rèn)為這項技術(shù)潛在廣泛應(yīng)用，其中包括：地震災(zāi)難之后的搜尋和營救工作?！巴敢曆蹤C(jī)器人”無需挖掘便能檢測探索考古遺址。

　　七、敏感觸控技術(shù)

　　不要以為機(jī)器人的敏感度很差。美國麻省理工學(xué)院（Massachusetts Institute of Technology， MIT ）視覺科學(xué)學(xué)科聯(lián)合波士頓東北大學(xué)研究團(tuán)隊近日成功研制了一種觸覺傳感器GelSight ，比人類的手指更加靈活敏感。

　　此次麻省理工學(xué)院及東北大學(xué)聯(lián)合研究團(tuán)隊開發(fā)的“機(jī)器人手指傳感器”突破了此前機(jī)器人手部關(guān)節(jié)不靈敏等限制，甚至比人類手指更加靈活敏感，因此受到了各界矚目。該傳感器不是以機(jī)器來辨識觸覺，而是以3D視覺實時定位物體的方位，以實現(xiàn)對物體的識別和傳感。

　　據(jù)悉這種技術(shù)比人類的手部觸覺靈敏約100倍。 GelSight 內(nèi)置有紅色、黃色、白色、藍(lán)色等照明設(shè)備， GelSight 可根據(jù)指示的信號迅速做出反應(yīng)，根據(jù)麻省理工學(xué)院方面公開的演示視頻更可直觀的感受到 GelSight 的強(qiáng)大功能。裝置了 GelSight 傳感器的機(jī)器人可輕松拔出裝置在電腦上的USB，但未裝置 GelSight 的機(jī)器人則無法完成該動作。

　　據(jù)悉， GelSight 最大的特征在于最快的辨識物體的視覺信號，并馬上將其轉(zhuǎn)化為觸覺信號。

　　八、機(jī)器人用可伸縮電線

　　日本綜合型化學(xué)企業(yè)旭化成將于9月1日發(fā)售可以像橡皮筋那樣伸縮的電線。

　　該電線由旭化成其旗下子公司、從事紡織業(yè)務(wù)的旭化成紡織公司開發(fā)。在拉伸時可以伸長至1.4倍，同時在反復(fù)彎曲直至斷線的耐久性方面也是以往產(chǎn)品的10-100倍。

　　以樹脂材料作為保護(hù)的一般電線在用于機(jī)器人時，在手腕做彎曲動作等的情形下，容易形成松弛或纏繞。而旭化成開發(fā)的這種伸縮性電線將可以依照其實施的擬人動作合理布線。

　　九、機(jī)器人可自行組隊技術(shù)

　　相信對于有密集恐懼癥的人來說，看到1000只排得密密麻麻的小機(jī)器人在桌面上一起移動絕對不會感到好受。不過這仍無法阻礙哈佛大學(xué)的工程師們打造這樣的系統(tǒng)。據(jù)悉，研究團(tuán)隊使用了1000只組裝簡易的小型機(jī)器人，每個造價20美元。 據(jù)介紹，每組裝一個這樣的機(jī)器人需要5分鐘的時間，也就是，他們花費(fèi)了83多個小時完成了這項艱巨的任務(wù)。

　　之后，他們?yōu)檫@些小小的機(jī)器人提供了多套算法，這樣它們就能移動形成多種形狀。

　　目前，這套系統(tǒng)面臨的最大問題并不是組裝所需花費(fèi)的時間，而是如何開發(fā)出一套可以精準(zhǔn)控制這群小機(jī)器人的算法。

　　就目前來看，現(xiàn)在這套系統(tǒng)更多的像是機(jī)器人對自己的編程控制，而不是執(zhí)行一個可讓人類受益的任務(wù)。另外，Rubenstein 表示，他們未來將可能用更小的機(jī)器人打造一個更大的“蜂群”，進(jìn)而了解控制體積更小機(jī)器人的方法。

　　十、造房子機(jī)器人：或成為未來主流

　　一個被稱為Minibuilders的全新3D打印建筑機(jī)器人套件，可以像建筑工人那樣3D打印出一間房屋，其快速、低價、安全讓建筑機(jī)器人將有可能成為下一代強(qiáng)大的建筑必備工具。

　　其運(yùn)作方式基本上和同類型的無人建筑機(jī)器人一樣，逐層澆筑流體建筑材料。但是它最大的不同，就是可以打印的建筑體積更大，而且設(shè)計方法也與眾不同。

　　用機(jī)器人造房子的確很酷，可以肯定的是，Minibuilders將在未來建筑機(jī)器人領(lǐng)域里扮演一個非常重要的角色。

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