近年來,工業(yè)機器人領(lǐng)域各類熱門產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),全國的市場規(guī)模也在不斷擴大。中國汽車及零配件行業(yè)和消費電子行業(yè)都需要大量的工業(yè)機器人設(shè)備。據(jù)國際機器人聯(lián)合會(IFR)數(shù)據(jù)顯示,截止2012年,中國工業(yè)機器人年安裝量達22987臺,同比增長1.8%。這一數(shù)量還將進一步增長,預(yù)計到2015 年,年安裝量將達到32500臺。
近日,歐盟委員會副主席克洛斯(NeelieKroes)發(fā)出警告,稱歐盟境內(nèi)的機器人生產(chǎn)商必須安撫公眾,以免使后者認(rèn)為自己將大面積失業(yè)。據(jù)英國媒體報道,歐盟已經(jīng)出資7億歐元,資助機器人研究,而歐盟的產(chǎn)業(yè)界也投入了21億歐元。
目前世界上至少有48個國家在發(fā)展機器人,其中25個國家已涉足服務(wù)型機器人開發(fā)。在日本、北美和歐洲,迄今已有7種類型計40余款服務(wù)型機器人進入實驗和半商業(yè)化應(yīng)用;而隨著科技的發(fā)展,機器人也從科幻慢慢走入現(xiàn)實,進入人類的工作與生活中。盡管當(dāng)前機器人還未達到人們想象中的高度智能化,但正在向這個目標(biāo)前行。
1.具有“肌肉記憶”功能的機械手臂
德國機器人公司Festo開發(fā)出了一種酷似象鼻的新型機械手臂,它能靈活地做出各種精確動作,并能通過類似嬰兒的學(xué)習(xí)方式和“肌肉記憶”功能,學(xué)會任何人教給它的動作組合。機械手臂由許多氣動管組成類似肌肉功能的環(huán)節(jié)狀物體,氣動管內(nèi)的氣壓會隨著機械手臂的變化而發(fā)生細微變化,從而使機械手臂做出精確動作。
機械手臂能夠以類似于嬰兒學(xué)習(xí)抓握物體的方式——在反復(fù)嘗試和出錯的過程中,掌握抓住物體所需的肌肉動作。與2010年Festo推出的早期機械手臂相比,新型機械手臂的運動精準(zhǔn)性得到極大改善,可以輕松執(zhí)行換燈泡、撿花生米等任務(wù)。
2.可不停跳躍的仿生袋鼠
德國機器人公司Festo推出一種仿生袋鼠機器人,站立高度3英尺 3英寸(約合1米),重量僅為15磅(約合7公斤)。該機器人精確復(fù)制了自然袋鼠的大多數(shù)典型特征,可以像一只真正的袋鼠不停的跳躍。它垂直跳躍高度可達 1英尺3英寸(約合40厘米),水平跳躍距離為2英尺7英寸(約合0.8米)。
仿生袋鼠的動力來自一個貯存有高壓空氣的小型儲罐,通過一根彈簧完成肌腱的運動功能。通過驅(qū)動器、控制技術(shù)和能量遷移技術(shù),模仿袋鼠可以從跳躍時的每一個運作中有效恢復(fù)能量,從而完成下一次跳躍,形成連續(xù)動作。
機器袋鼠在運動過程中應(yīng)用到的能量產(chǎn)生、存儲和再利用技術(shù),對機器人技術(shù)的發(fā)展都有著非常強的指導(dǎo)意義。
3.可以進行復(fù)雜運動的谷歌機器人
谷歌收購的機器人工程技術(shù)廠商BostonDynamics制造出名為“Atlas”的機器人,可以實時感知真實世界中周圍環(huán)境狀況,并進行相應(yīng)的動作。Atlas擁有兩個“立體接近相機”(stereoproximitycameras)和一個位于頭部的相機,可通過頭部激光障礙識別系統(tǒng) (LIDAR)來顯示周圍環(huán)境狀態(tài)。該系統(tǒng)能夠向周邊環(huán)境發(fā)射多束激光,然后根據(jù)激光的反饋數(shù)據(jù)進行分析,得出周邊環(huán)境全景圖像,并以此做出移動路線和行動方案,從而完成分辨目標(biāo)物體、接近目標(biāo)以及撿起目標(biāo)物體等復(fù)雜任務(wù)。
目前,一個來自美國麻省理工大學(xué)的機器人專家團隊正在對“Atlas”機器人進行最后調(diào)試,希望這個機器人能夠完成爬樓梯、開門、駕駛汽車等復(fù)雜任務(wù)。并且會參加將于2014年底舉辦的美國國防部DARPA機器人挑戰(zhàn)賽。
4.可吸收著陸沖擊力的球形機器人
美國宇航局艾姆斯研究中心正在設(shè)計一個柔軟、可變形的,具有可遙控外骨骼的超級球型機器人,解決行星登陸困難的問題。超級球型機器人采用張拉整體結(jié)構(gòu),由一組連續(xù)的壓桿和纜索組成。盡管沒有任何剛性設(shè)備連接,也不靠輪軸或鉸鏈進行加固,但該機器人“異常耐用、體重輕盈,而且能夠展開”,其球形設(shè)計不會存在單一結(jié)點失靈的情況,并且可以在沒有任何幫助的情況下,將著陸過程中產(chǎn)生的巨大沖擊力,通過多個面進行分散、吸收,從而實現(xiàn)安全著陸。在成功登陸之后,它還能利用延長和收縮結(jié)構(gòu)連接纜繩產(chǎn)生推動力,借助球體結(jié)構(gòu)在行星表面滾動。這種機器人登陸天體無需攜帶減速傘、防撞氣球和輪子,可以大大減輕飛行重量。在發(fā)射時,球星機器人可以收縮為一個很小的結(jié)構(gòu)體,可以在有限的搭載空間里一次裝入更多的設(shè)備。這種設(shè)計將有可能徹底顛覆現(xiàn)有的探測車設(shè)計理念。
這個設(shè)計很有可能會被用在土衛(wèi)六的研究任務(wù)中,美國宇航局認(rèn)為超級球形機器人能從距離土衛(wèi)六超過62英里(99.78公里)的高度安全著陸,不會有任何損毀。
5.美國海軍開始測試消防機器人
美國海軍研究實驗室(NRL)正在研發(fā)新型消防機器人“SAFFiR”(Shipboard Autonomous FirefighTIng Robot),可直接走進火災(zāi)現(xiàn)場執(zhí)行救人行動。
SAFFiR采用一款重量較輕、耐高溫的新型材料,最高可承受500攝氏度的溫度。目前科研人員正在對SAFFiR的跨越障礙物、舉設(shè)備、操作救火水管等技能進行測試。2014年下半年將會在一艘已經(jīng)退役的USSShadwell上進行全面測試。