盘点2015年机器人行业十大前沿技术

 近些年来，机器人行业从兴起到现在一路被看好，国家高层领导在机器人等高科技术上所发布的扶持政策一条接一条。现如今，中国机器人市场已经成为全球第一大市场，不难看出中国在在机器人行业的潜力巨大，中国科研人员在机器人的路上不断创新，现在已经有了可观的成绩。本文盘点了2015年机器人行业最新应用的十大技术以供大家参考。

一、生机电一体化技术

对于未来机器人的发展方向，中国科学院上海分院副院长张旭博士在论坛上表示：基于当前对于感觉和认知机理的认识，通过基础神经生物学建立生理模型，进而进化到物理模型、数学模型、电路模型、实验室电路，最终实现芯片化的过程以及大数据的应用，未来机器人将会被装上“大脑”，机器人也将可以像人一样思考、行动。生机电一体化是近年来快速发展的前沿科学技术，将该技术应用于机器人上，通过对神经信息的测量与处理与人机信息通道的建立，将神经生物信号传递给机器人，从而使机器人能够执行人的命令。正因为这种原理，假肢也能够“听懂”人的指示从而成为人身体的一部分。

拥有一个能说话、会思考、会陪伴的“大白”或许不再是仅仅存在想象中的事，让残疾人重新走路的愿望不久也可能成为现实……

二、安防机器人巡检技术

机器人在安防行业的应用也十分流行。智能巡检机器人携带红外热像仪和可见光摄像机等检测装置，在工作区域内进行巡视并将画面和数据传输至远端监控系统，并对设备节点进行红外测温，及时发现设备发热等缺陷，同时也可以通过声音检测，判断变压器运行状况。对于设备运行中的事故隐患和故障先兆进行自动判定和报警，有效消除事故隐患。

某变电站的负责人指出，智能机器人的投入使用，将100%替代人工巡检，实现24小时全站全设备安全巡检。该机器人不仅可以提高工作效率，减轻运维人员劳动强度，降低运维成本，还为无人值守变电站的推广应用提供创新的技术检测手段;进一步提升设备设施的远程监控能力以及巡检工作质量，最终提高班组的整体运维能力，保障电力安全稳定运行。

三、大数据及分析技术

数据越来越多，而人类的解读能力是固定的，人会累，会无法完全理性。但是计算机不会，计算机可以帮助人类找到自己的盲点。IBMWatson实验室的首席工程师BowenZhou表示，在Watson的医疗项目中，人类要阅读十年的论文，计算机只需要30分钟就可以读完。据曾任职Axciom的徐玲介绍，在非常早期的时候，美国两个很大的图书馆，以及梵蒂冈图书馆的数据化已经完成了。

这两件事都指向一个结论：当我们找到的科技能力，正好能弥补人类的缺点，这之间隐藏着巨大的价值。实现的关键在于数据化，数据化让计算机和人类得以沟通和结合。

记忆力一直不是人类最关键的东西，甚至说，是最薄弱的一环。逻辑，才是人类的认知关键，逻辑的产生源于经验的积累和推演。如果计算机能够帮助人类获取更多的经验，将有助于更强大逻辑的产生。

基于大数据的分析模式最近只在全球制造业大量出现，它的优势在于能够优化产品质量、节约能源，提高设备服务。在工业4.0背景下，将对来自开发系统、生产系统、企业与客户管理系统等不同来源的数据进行全面的整合评估，使其成为支持实时决策的标准。例如，德国的半导体制造商英飞凌已经采用了将单芯片关联的方式，帮助检测有故障的芯片来提高生产质量。

四、机器人自主式技术

许多行业的生产商长期使用机器人来处理复杂的作业，但机器人却在不断进化，甚至可以在更大的实用程序中使用，它们变得更加自主、灵活、合作。最终，它们将与人类并肩合作，并且人类也要向它们学习。这些机器人将花费更少，并且相比于制造业之前使用的机器人，它们的适用范围更广泛。

例如，顾家家居已经使用了欧洲制造商的机器设备。这些机器人是相互连接的，以便他们可以协同工作，并自动调整行动，以配合下一个未完成的产品线。高端传感器和控制单元可保证与人类密切合作。同样，工业机器人供应商ABB推出一款有两支手臂的机器人，它被称为“玉米”，专门设计用来与人类一起组装产品(如电子消费品)。计算机视觉技术的应用保证了安全互动和零件识别的实现。

五、仿真模拟技术

在工程阶段，运用了3D仿真材料和产品，但在未来，模拟将更广泛地应用于装置运转中。模拟将利用实时数据，在虚拟模型中反映真实世界，包括机器、产品、人等等，这使得运营商可以在虚拟建模中进行测试和优化。例如西门子就开发出了可以模拟的虚拟机器，从而使加工过程减少了80%。

六、物联网嵌入式技术

如今，只有一些制造商的传感器和设备进行了联网和嵌入式计算，它们通常处于一个垂直化的金字塔中，距离进入总体控制系统的智能化和自动化水平仍有一定距离。随着物联网产业的发展，更多的设备甚至更多的未成品将使用标准技术连接，可以进行现场通信，提供实时响应。

驱动和控制系统供应商博世力士乐，生产了一种半自动的阀门生产设施，可以分散地分析生产过程。产品通过无线电频率识别码进行识别，并且工作站能够“获知”每个产品必须执行的生产步骤，从而适时地进行特定的操作。

七、云计算机器人

云计算机器人将会彻底改变机器人发展的进程，极大地促进软件系统的完善。云机器人是一个复杂的体系，是对很多种高新技术整合，而在本次的研讨会中专家将会介绍到基于云架构的智能机器人系统体系结构、在该体系结构下的系统资源分配与调度、分布式智能决策与服务质量保障方法等关键技术。报告中还将介绍家庭服务机器人系统与自然环境网络遥观测机器人系统等2套基于云架构的机器人实验平台。

在工业4.0时代里，更需要跨站点和跨企业的数据共享，与此同时，云技术的性能将提高，只在几毫秒内就能进行反应。其结果是设备数据将存储在云中，生产系统可以提供更多的数据驱动服务，许多工业监测和控制处理也将进入云端。

八、超限机器人技术

微纳米技术的发展重要的方面是出现了很多新的材料，如纳米碳管、石墨烯，把这些材料变成有用的装置，比如传感器、电子元器件，其中很重要的过程就是制造过程。

在制造过程中，我们需要有工具，还有一些加工过程，有车床、铣床和装配的过程。但是在微纳米领域，由于材料尺寸非常小，看不到也摸不着，就给加工带来了很多困难，要做到这一点首先要开发一些新的工具和新的制造手段，这样才能把微纳米材料变成变成有用的元器件。

机器人技术就在这里面起到了一个很重要的作用，帮助人们把原来看不到、摸不着的，变成了能看到、能摸着的，还可以进行装配和生产。这个微纳米机器人可以把纳米环境中物质之间的作用力直接拓展，让操作者可以感觉到，这样可以直接控制微纳米机器人，对微纳米尺度的物质和材料进行操作，而且可以自动的进行操作和装配。

九、AVG机器人协作技术

传统的机器人技术平台是磁条导航，需要在作业地面铺设磁条，而有些企业是铁质地面，就无法铺设磁条进行导航，由此开发出惯性导航技术，只要在地面设上几个感应点即可，完善了高精度定位和感知功能，达到工业级精度需求，同时还实现了激光导航，并开发视觉导航技术。

相对于单个机器人的“单打独斗”，多个机器人之间的协同作业更为重要，而这需要一套完备的调度体系，要保证车间里众多同时作业的机器人相互之间协调有序，不发生碰撞，用最短的时间实现最高的效率，还需要调度系统的统筹安排，这里面有大量的算法等技术门槛，背后更是蕴含着工业运筹学的若干理论支持。多机器人协同控制算法这一技术平台可以协同控制几百台智能机器人共同工作，完成货物的订单识别、货物定位、自动抓取、自动包装和发货等功能，项目成果处于国际领先水平。

十、脑电波控制技术

无论是虚拟会议还是全息的流行歌手，或者又是数字助手，远程临场机器人在未来一定会成为人们生活中的不可或缺的一部分。当然除此之外，远程临场机器人也会通过多种方式极力去寻找并开拓新的领域，以便获得更大的市场。

说到新的领域，那就先抛开刚说的这些显而易见的应用，看看远程临场机器人是如何去彻底改变那些患有严重运动障碍的人的生活的。

由意大利与瑞士工程师组成的团队开发了一款可以通过脑电波控制的替身机器人，这样肢体运动不便的人也可以轻松操控这种远程临场机器去做些想做的事情，比如照顾自己，或者与他人交谈。

跟其他常见的替身机器人不太一样的是，在那个可以自由移动的底座结构上面挂载的不是一台pad，而是一台笔记本电脑，原因估计是平板电脑无非完成脑电波信号的处理与分析。笔记本上的摄像头和麦克风也就充当了用户的千里眼与顺风耳，能够看到机器人所处的环境和听到周围的声音所谓是“见其所看，听其所闻”，同时也可以通过Skype来与对面的人进行视频通信，名副其实的替身机器人。

至于它的控制机制从技术手段上讲就比较复杂了，从原理是说就简单点。用户需要佩戴一顶可以读取脑电波数据的帽子，然后通过想象来训练机器人的手脚作出相应的反应，换句话说就是通过意念来控制机器人的运动。

虽然用脑电波来控制机器人这不是首例，但与此前出现过的机器人不一样的是，这台替身机器人相比而言更“聪明”，甚至可以说拥有一些属于自己的“智慧”。它不仅可以通过软件来在识别各种运动控制命令，还能在行径过程中主动避开障碍物，灵活性很高，也更容易使用。