中国工程院院士谭建荣:智能机器人的多向发展 | 2021WISE元宇宙·机器人峰会

时氪分享·2021-12-01
智能机器人发展方向: 第一个方向,机器人技术与物联网技术向结合,我们要搞智能机器人就要把物联网技术与机器人技术融合起来; 第二个方向,整个趋势和发展方向是机器人技术与传感技术相结合; 第三个方向,机器人技术与多通道交互技术相结合; 第四个方向,机器人技术与模式识别技术相结合; 第五个方向,机器人技术与深度学习技术相结合; 第六个方向,机器人技术与跟随示教技术相结合; 第七个方向,机器人技术与数字孪生相结合。

2021年以来,机器人赛道受到资本热捧。仅前10个月拿到融资的机器人项目就有299个,其中253个集中在C轮及以前,79个项目的融资额在亿元人民币以上。

天眼查数据还显示,今年新增的机器人相关企业就超过10万家。截至目前,我国有超过32万家机器人相关企业(企业名称或经营范围包含机器人)。在地域上,广东省机器人相关企业最多,有超过7万家,占比达22.02%。是第二名江苏的近2倍。

所以在这个产业和资本双重背景下,36氪于11月25日在深圳举办了超前体验·机器人峰会。此次峰会邀请了众多投资人、科学家、学者、优秀创业者以及相关从业者,共同探讨行业新趋势,以及在新环境下如何让技术走进大众生活。嘉宾包括中国工程院院士谭建荣、达晨财智业务合伙人任俊熙、蓝驰创投董事总经理曹巍、阿里巴巴达摩院语音实验室研究员付强、高仙机器人创始人兼CEO程昊天、大族机器人CEO王光能、未来机器人创始人李陆洋、云迹科技执行总裁兼CTO林小俊等多位嘉宾。

在峰会上,中国工程院院士谭建荣从机器人历史谈到目前的智能机器人。其认为,感觉要素、运动要素、思考要素,具备这三个要素的机器人,可以是智能机器人。

另外,其认为机器人技术可以和物联网技术、传感技术、多通道交互技术、模式识别技术相结合、深度学习技术、跟随示教技术、数字孪生相结合。

 

以下是谭建荣院士的现场演讲(经编辑):

我把我最近学习研究,特别在企业应用智能机器人的一些体会,向我们到会各位来宾、各位专家交流汇报。我来自浙江大学,主要从事数据建模跟虚拟现实方面的研究。

我们现在都在谈机器人,机器人是个非常重要的产业,我们很多地方都用了机器人,来进行智能制造,但是这个机器人到底是谁发明的?现在处于什么样的水平?向什么样的方向发展?我就把我学习的体会向到会的各位专家作一个交流汇报。

其实机器人并不是搞技术的人提出来的,机器人是一百多年前有一个捷克作家叫凯比克在科幻小说里面首次提出了机器人这个概念,他这个科幻小说讲主人公回到家里,希望有一天机器能够像人一样有感情、可交流、有温度。他想不出一个词来,后来他就从罗马的词根里面找的一个词,后来就变成了英文当中的罗伯特,罗伯特翻译成中文就是机器人,这个也就是机器人最早的起点。

真正技术上的机器人是谁发明出来的呢?1954年,美国有一个叫Devol的人,他发明了世界上第一台机器人,并且是机器人第一个发明专利。这个也是现在世界上比较公认的技术机器人的起点。

我们现在机器人用了半个多世纪,这个概念出现一百多年,我们现在机器人发展到什么水平了?1967年,在日本召开了第一次机器人学术会议,这个时候有两个人,两个都是日本的专家,提出了机器人的概念。第一个叫森政宏,他提出来机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机械、半人性、自动性、奴隶性的奴性机器。另一个就是加藤提出来的具有自动控制操作和和移动功能,能够完成各种作业的可编程操作器,这个时候大家才明确什么是机器人。

最近几年,又冒出智能机器人,前面加了智能两个字,智能机器人这个概念引到学术界来,起先是有争议的。争议在什么地方?有人认为机器加上人本身就应该有智能的,你再加个智能不是画蛇添足吗?不是多此一举吗?但是现在分歧正在缩小,可以说没有分歧,为什么?FANUC还真正开发出了智能机器人,你不得不承认它是个智能机器人。

这个智能机器人它有什么特点呢?这个机器人可以通过自主学习把这框东西做整齐,如果有五千个样本的训练它可以达到90%的正确率。它具体展开来说,第一步就是机器人随机抓取;第二步机器人自动判断成功还是失败,并且通过图片训练;第三步经过长时间的学习,任务正确率不断的提升。

我们要问普通的机器人和智能机器人到底有什么区别呢?我个人认为普通的机器人它的轨迹、它的运动、它的速度、它的加速度都需要事先能编程安排好的,所以机器人应用的一个重要方面,就是叫轨迹规划或者说运动规划。而智能机器人,当然少量的编程也是需要的,但大量的是通过迅速、通过学习来获得它的轨迹,来获得它的运动和它的加速度。

在智能机器人方面,美国还开发了达芬奇手术机器人,它是动手术的机器人,它有外科医生控制台,机械臂系统,成像系统,三大系统组成,它使得外科手术操作更精确,愈合更好,创伤更小,手术指令更广,从而减少疼痛,特别是用于泌尿外科、心胸外科、妇科和腹部外科等等。

我们看了智能机器人以后,那么智能机器人到底有些什么要素呢?第一个就是感觉要素;第二个就是运动要素;第三个就是思考要素。感觉要素、运动要素、思考要素,具备这三个要素的机器人,我们可以认为它是个智能机器人。

智能机器人也可以分为三种:

1、传感型的智能机器人;

2、交互型的智能机器人;

3、自主型的智能机器人。

智能机器人又可以分为外部受控、集中处理、统一控制等等的指挥命令的完成者。

因为时间关系,我就不展开讲了。

智能工业机器人从感觉要素看,它需要传感器,从思考要素看,要把人工智能技术结合起来,从反应要素看,它必须要交互执行。

智能工业机器人也可以分为单机自主、多机协同,而它的最高境界就是人机协同,人和机器人一起来进行合理分工、协同工作。

因为整个时间关系,我有些就不讲了。

无论是单机自主、多机协同和人机共融,我们都需要场景识别智能化、互联互通集成化、人机交互拟人化,这三方面的技术。这三方面的技术具体展开可以有10大关键技术,比如工业机器人多源多物理状态融合技术;第四基于图像示范的作业位置跟随学习预测技术;工业机器人作业对象测量定位技术,具有增强现实的工业机器人维修导航技术;第九工业机器人数字孪生操作技术;第十工业机器人集成化交互技术。

智能机器人我这个团队也做了很多的工作,时间关系,来不及仔细介绍,我就介绍几项。

第一项,基于深度学习的电子眼目标提取;

第二项,基于3D结构光的机械臂抓取位置检测。

第三项,基于空间距离的极限约束的机械臂手眼标定。

第四项,汽车车门焊接机器人生产线数字孪生仿真和工作流、任务流、人流的协同控制。

第五项,工业机器人作业规划虚拟施教。

我们做了这么多工作,现在智能机器人往哪个方向发展呢?我在这里也罗列几个方向:

第一个方向,机器人技术与物联网技术向结合,我们要搞智能机器人就要把物联网技术与机器人技术融合起来。

第二个方向,整个趋势和发展方向是机器人技术与传感技术相结合。

第三个方向,机器人技术与多通道交互技术相结合。

第四个方向,机器人技术与模式识别技术相结合。

第五个方向,机器人技术与深度学习技术相结合。

第六个方向,机器人技术与跟随示教技术相结合。

第七个方向,机器人技术与数字孪生相结合。

跟随示教什么意思?跟现在元宇宙这个概念也是非常相关,我们要在虚拟空间下把机器人教会,然后机器人能够自主作业,这个技术是我们技术路线的一条思路,我们这个思路得到了国内外专家的一致认可,我们也开发了相应的产品,我们这里研究了5项技术,发表了一批专利。我们也开发了一个教用一体6自由度工业机器人,这个就是把机器人技术跟虚拟现实技术融合起来,我们取得好多发明专利,老实讲我也比较忙,没有空把它商业化,但是我毕业的有个硕士研究生,他跟我讲:“谭老师你把专利技术授权给我,我把它去产业化。”我说非常好,但你要产业化就要成立一个公司,还要投资,有人来投资。我们现在浙江温州老板钱有的是,到处在找项目,我就把我们这个项目推荐给温州的一个企业家,温州的这个企业家他对我们项目非常感兴趣,就跟我们联合成立了一个公司,开发了教用一体6自由度工业机器人,就是在虚拟环境下能够用于教学,而且教会了企业就可以用这个机器人来生产。

我们这个项目在这个公司进行产业化以后,第一年就卖掉一百多台,第二年就卖掉三百多台,第三年就卖掉了五百多台。李克强总理访问“一带一路”国家要推荐我们中国的产品,总理就委托工信部,工信部给他找了四个项目带过去,我们这个项目也是选中了。这个照片就是李克强总理访问克罗地亚带的我们的产品,总理戴了个蓝色领带,这个温州的老板戴了个红色领带,旁边最左边这个戴眼镜的小孩子就是我的研究生,这个产品就是他研发出来的。这个产品在国内外都取得了非常好的影响,我们也欢迎在座的各位领导、在座的各位专家有机会到杭州来,到我们浙江大学来进行技术交流项目合作。

因为时间关系,我就讲到这里,谢谢大家!

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