欧洲机器人的发展与应用

作者:yeaher 发表时间:2019-08-21 09:19:00 转载自:2019世界机器人大会

        丽兹雅·莫菲诺,意大利热那亚大学机器人专业教授。2000-2016年,担任意大利机器人自动化协会副主席、主席。2013-2016年,担任意大利焊接学会主席。主要研究方向:仪器机器人设计,运动学、动态建模与模拟;智能操控与抓取;外科手术机器人、攀爬机器人、安防机器人、极限机器人;灵活、可演化的制造和自动化;机电一体化、动力学、运动控制、复杂系统模拟。

 

Rezia Molfino 

首先感谢主办方邀请我来参会,我在这里看到了非常多的机器人领域的顶尖专家和研究人员,还有中国政府的代表、业界代表和利益攸关方的参会人员,当然还有很多年轻人在场。今天我想讲的包括三个方面:技术是推进机器人发展的基础,消费者和社会的应用,欧洲工业的声音。

    图中包括许多新兴科技,其中最令人瞩目的就是机器人技术。创新之后就会出现人们对这个行业非常高的期待,之后就是人们的失望,如果足够幸运的话会出现对这项知识的重新再了解。

    现在我们有软体机器人,可以实现合规的机制,非常灵活的便携连接,这些都可以应用在机器人身上,生产新一代的机器人,也会非常像有生命的生物体,灵活度越来越高,足以执行新的任务,安全性也越来越高,可以和人们共同协作,这些技术不光可以应用在工业领域,主要是生物、医学、救援、食品、农业和制造业领域使用。

    这是一个关节,可以进行多材料混合平台的救援系统,还有可部署的机制,可以用来制作智能家具,非常灵便和灵活,这个家具可以在工厂作为新的应用。

    5G是下一代超带宽的网络,延迟会减少,吞吐量和可靠性都会提高,所以能够更好地帮助机器人技术,可以让机器人技术获得计算机视觉,以及边缘计算的辅助技术,机器人将能够更好地利用计算机技术以及云计算技术,所以不再需要人去交谈,自己可以做很多工作,我们就可以更好地进行机器人的控制。

    我们知道无人机可以进行很多令人印象深刻的航拍,也可以做基础设施检查,但是机器人也可以被用来进行紧急服务或者消费品服务,如果农村地区和工业地区信号不好的话,顶多让人觉得非常恼火,但如果是在紧急救援的时候信号不好的话就是致命的,可能会造成人员的死亡。这里是由模块化的机翼做的无人机,两个机翼是可移动的,可以扩展无人机的5G信号强度。

    欧洲人口正在老化,这是一个人口特征,所以需要进行人的全面护理服务。人工智能机器人可以帮助强化赋予人类能力,很多研究者都在研究人体运动功能启发下进行可靠直观的人机接口研究,提高人、机器人和物理环境之间的交互性能。

    机器理想当中是可以直觉性地与人进行交流,所以人工智能很重要,可以进行人与机器人之间直接的交流和交互,也可以在协作当中确保安全,改善人机环境三者的互动,其中的一些手段包括智能传感器、声音、图像、光、手势、外观、触感等等,机器也能够进行学习,人工智能支持多机器人系统导航或者多智能体合作等等。

    数字孪生技术是一种动态的、基于模型模拟的物理动态数字表示,基于数字模拟和物联网,实际上是物理体系实时更新的模拟系统,如果系统进行维护不断更新或者健康的话数据都可以实时显示,包括进行实时更新。

    我们需要包容性的机器人企业社会责任,取决于政策环境和商业环境,比如税收等等,同时企业社会责任也是一个动态的概念,涉及社会环境、道德、消费者和人权问题,以及社会影响等等,负责任的公司必须很好地解决这个问题。

    联合国于2015年发布了一个白皮书,就是关于改变我们的世界,标题是“2015-2030可持续发展议程”,列出的要点都是与机器人相互关联的。人工智能和机器人技术对人类未来发展具有重大意义,但是会带来一些基本问题,我们应该用这个系统做什么?这个系统本身应该做什么?系统的长期风险是什么?这些都是开放式的问题,同时也会挑战人类自视为世界最优秀最智慧物种这一人类自身的观点。

    人们普遍认为,问责、责任、法制是新技术的基本要求,这是2018年欧洲科学伦理技术小组定义的,最大的问题是怎么去具体分配责任?机器人到底是否能够被赋予法人实体或者法人地位?我并不是在给大家宣读答案,这些其实都是值得讨论的开放式问题。

    这些都是IFR公布的数据,早上我们也听到检查和维修是欧洲委员会的核心话题之一,具体应用包括检修、清理、维护、民事建筑、地下管道维修、外立面检查维护清洁,风力发电机的叶片检查,所有这些都是我们可以使用机器人进行应用的领域,这是欧洲委员会正在开发的项目,这样可以减少宕机时间以及人员暴露在危险环境当中的风险,也可以使用机器人方案取代漫长昂贵的程序节约资源。市场规模大约是450亿欧元,欧洲拥有50%的检修机器人技术,并且旨在通过分享提供服务改善基础项目。

    近期我们也设计了一个多臂无人机,可以对许多天然气精炼厂管道进行检修。

    我们来看机器人对老年护理的应用,服务机器人和护理机器人可以帮助很多想要独立生活的慢性病患者老人,能够让他们独立生活的时间更长,重点在于如何让机器人在智能环境当中与人和ICT系统进行合作和交流,因为这种系统已经在开发之中,也有很多的传感器和检测的装置,可以帮助机器人之间进行互动,从而带来更好的护理,提高生活质量,也让老年人长时间独自生活。

    欧洲机器人可以远程进行手术,护理和社交辅助机器人可以满足受到多种疾病影响的老年人口不断增长的长期护理需求,康复系统能够帮助患者在家中康复,人工智能和机器人技术就需要与现有和未来的技术堆站进行良好的集成,包括高性能计算、5G网络和纳米技术和互联网等等,一起建成新的医疗系统。

    欧洲非常重视文化能力,就是说也需要机器人的参与建设更好的文化能力,如何表达机器人与不同文化背景的人进行交流的时候所需要的知识?这也是一个有待讨论的问题,我们都是文化动物,包括信仰、价值观、语言、艺术等等,我们的文化影响看待世界的方式和生活的方式,看待同文化和不同文化人群之间的方式也会受到文化的影响,如果不了解这种文化认知的话会造成误解和冲突。

    现在我们正在使用智能系统,进行全自动和半自动的操作,可以和外科医生进行合作,现在外科医生通过机器人可以提供强大的技能,取代外科医生完成枯燥的、结构性非常好的任务。欧洲的医疗市场预期会在2023年达到19亿美元的规模,复合年增长率将在欧洲超过6%

    欧洲迫于社会压力需要以更低的成本实现更环保的生产,农民的人数也在下降,年轻一代对这个行业不感兴趣,因此我们需要实现农业的现代化,机器人技术和人工智能大数据结合,可以在这方面发挥重要的作用,无人机也可以作为空中的眼睛评估植物的生长、灌溉和健康状况,自动驾驶技术可以把现有的离地播种等农业机械变成可以移动的自动机器人,先进的传感技术也可以采用进来,比如可以在个人花园和垂直农场当中使用这些技术。

    20194月,欧盟成员国同意共同促进欧洲农业和农村地区的数字化,主要领域包括精准农业、污染监测、杂草控制、护理自动化、水果和作物收获、种植和播种,帮助工作群体和工人群体,我们需要安全地和人类进行协作,包括人体工程学、适应性责任问题,工人的包容性、可接受性和用户反馈等等,这些在早期的设计阶段就要考虑进去,确保我们的产品是真正安全的。

    数字孪生体也可以发挥作用,包括人工智能也是一样,需要考虑新型人工智能技术,开发机器人危害评估和风险管理的方法,这对数字孪生来说也是非常重要的,还要考虑人文社科在这方面的作用,包括机器人通过外骨骼帮助工人,从而减少工伤的发生率和相关的经济损失,直接参与生产工作环境帮助工人,让生产变得更精简、更有适应性。

    宝马集团决定继续采纳这种外骨骼技术,减轻重型工具对腰部施加的持续压力,减少工人长期在工作当中腰部以上的压力,比如物流和仓储农业等领域对体力要求很高。根据最新的一项研究,二十年内外骨骼的使用会从2018年的30万台/套设备增长到更多的设备使用。

    物流和交通是另外一个需要机器人的领域,现在也已经在使用机器人了,200家全球先进的电商企业45%已经在使用新一代的机器人,需要具有适应性,安全可靠、运动高效灵活,要有感知能力、操纵能力、监测和控制,同时要有机器人团体的管理系统。

    这是项目研发的成果,比如交通机器人和可持续城市机器人,这是一种智能电动车辆,可以为老人提供解决方案,特别是为残疾人提供这些设备,有些残疾人无法使用自己的肌肉能力工作,因此这能够为他们提供交通运输的解决方案,舒伯特使用的是城市货运管理,装卸完全自动化,而且符合公民的电子商务需求,满足生态可持续的需求,作为一个车队运作。

    最后我想请业界的朋友们讲一讲自己最新的应用。

    有些欧洲的机器人集成商是集成日本川崎工业产品,提供的解决方案是机器人袜子订单分拣系统,还有一个场景是同一家公司做的液压点焊机器人系统和破碎机体,ID Robotics开发了3D视觉系统,可以对比CAD图片,现在已经得到了使用,比如在机器人的部件抓取领域当中得到使用,激光方面也有很多技术专长,这种系统用来进行农业设备的生产,用于加工热溶冲压切割器的机器人。

    现在有一个新的矩阵生产理念,不使用生产线,使用的是矩阵模块化分布式系统,在这方面也有很多工作,包括移动机器人,装上机械臂,也是通过库卡的产品进行服务,另外一个应用也是移动机器人,用作汽车行业领域,特别是电动汽车领域。

    这是冰岛的一家企业和意大利仿生研究所下属的公司合作开发的,能够为操作员提供工作支持。ABB使用优米机器人,这是一个灵活的专门做组装的机器人,也有协作式机器人操作系统。Robot Tech是和松下合作开发项目,是为豪华汽车的铝部件生产提供关键的机器人焊接解决方案。

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