2018機器人進入人工智能時代-工業電器網-工業電器網

2018機器人進入人工智能時代-工業電器網

日期：2023-05-06 17:32:17

機器人已經成了一個真正的平臺，這個平臺在支撐不同的領域和行業，實現了改變和變革，不再簡單的像過去的產品僅單純支撐一種功能，而是技術的變革和顛覆。5月19日，在2018全球人工智能技術大會上，新松機器人自動化股份有限公司總裁，中國科學院沈陽自動化研究所研究員，中國機器人產業聯盟主席曲道奎發表了題為“機器人進入智能時代”的演講。曲道奎：各位專家，各位來賓，大家好！今天非常高興參加全球人工智能技術大會。我可能參加更多的是和機器人有關的各種大會，近幾年，因為機器人智能的發展，參加的智能大會越來越多。前幾天在天津參加了世界智能大會。今天我報告的題目是“機器人進入智能時代”。大家都知道機器人，并且對機器人的期望值非常高。機器人大家更關注的不在于機器，而是關注“人”。所以我說，機器人在大家的心目中是高大上的，高在什么地方？智能。但到目前為止，機器人的表現是令大家失望的，不管是工業機器人還是其他領域的機器人，大家現在看到的或者表現出來的還是機器人的機器屬性。真正的在智能這一塊剛剛開始。所以我今天報告的題目是機器人已經開始向智能時代邁進，也就是說機器人逐漸的由機器向人進化。工業有4.0，但機器人的發展也有兩個時代，第一個時代叫機器時代，也稱之為機器人1.0時代。今天開始進入到智能時代，我們稱之為是2.0時代。第二，機器人在2.0時代的技術特征是什么？和1.0時代最主要的區別是什么。第四，看機器人在現在這個領域發展的最新趨勢以及進展。從五十年代機器人的發明到九十年代中期，這是一個過渡的節點，2010年以后，機器人真正進入到了智能時代。主要的標志是第一個時代，更多的是機器時代，是可編程、可監視的。中間階段是可遠程監控，第二個時代是協作、認知、感知時代。第一個時代為機器人的1.0時代，今天進入到機器人2.0時代，但只是進入，并不是說已經到智能時代的中點或者高度，只是剛剛進入。通過這一點看到，機器人的機器屬性稱之為1.0時代，機器人的定義和性能指標和常規的機器設備沒有區別，從工作的方式方法、機器人的結構到它適應結構化的環境，一直到它的高可靠性工作。一直強調的質量、生產效率、精度、速度，這些指標完全是機器的指標。今天機器人進入到2.0時代，這些數據開始逐漸淡化，而是強調機器人跟人的協作能力。自主、半自主的智能能力，另外是機器人在非結構環境下怎么適應。這些能力開始在機器人2.0時代顯現。所以第一個階段更多的是機器屬性，第二個階段，人的屬性開始逐漸吻合。美國在2013年提出，要從互聯網到機器人。這個時代正是中國“互聯網+”的時代，美國已經從“互聯網+”開始進入“機器人+”的時代。為什么？機器人智能的發展，否則機器人不可能成為一個大的支撐平臺。因為機器人技術的發展，開始在向智能進化。機器人整個的技術支撐和過去又發生了翻天覆地的變化，過去的機器人是機械、電子、控制三大技術形成了整個機器人的技術支撐，幾乎所有的高端裝備里都是這三大技術的概念。但是現在的機器人已經完全跨越了三大技術，現在開始跟BIGDATA、AI、IOT、CLOUDCOMPUTING的深入融合。所以我們說今天的機器人已經成為了一個機器人的技術生態。之所以有技術支撐的變化，機器人才可能由機器設備逐漸往智能化發展。在這個大背景下，機器人已經脫離了我們過去傳統講的機器、設備、技術，機器人成為了一個大的平臺，也就是說機器人2.0時代和1.0最大的區別是什么？1.0時就是設備、技術，在2.0時代是技術生態、產業或者產品的平臺。這個平臺可以加（+）不同的東西，從而形成不同的顛覆和變革。最典型的加制造，現在中國制造2025、德國工業4.0、美國AMP等等，這些機器人在里面起了重大的支撐作用。機器人和制造的結合形成了制造模式的變革。另外，機器人可以加國防安全、生活、消費、健康、醫療、教育、交通、物流等等。現在機器人已經成了一個真正的平臺，這個平臺在支撐不同的領域和行業，實現了改變和變革，而不是簡單的像過去的產品在支撐一種什么，完全是技術的變革和顛覆。機器人2.0時代和工業4.0、中國的智能制造相互之間的關系。4.0時代，前3.0更多的稱之為機器時代，也就是說工業4.0之前的支撐發展是由各種不同的機器設備支撐，這里面也包括了機器人，但是這時候的機器人我們稱之為1.0。今天已經進入到了真正的智能機器時代，智能機器的典型代表是機器人2.0。后面的圖完全網絡化、數字化，工業3.0時也有機器人，但這個時候的機器人還是機器設備。后面的機器人和其他設備的連接，里面的數據、信息已經完全不一樣。現在有一個誤區，大家現在總談無人工廠、黑燈工廠、全部自動化，但是不管是無人工廠還是自動化，和今天的智能制造完全兩個概念。無人工廠不等于智能工廠，智能工廠的典型特征是什么？網絡連接，數據信息在里面流動，從而實現柔性智這樣的制造模式。過去在1.0時代、2.0時代、3.0時代都有無人工廠，但那時候的連接只是物理連接，通過機械設備、電器連接，不需要數據信息和智能的要素。所以這里邊我們稱之為機器人1.0時代，更多的是面對前三次的工業革命。在機器人2.0時代機器的重大戰略作用或者大的協同效應是什么？首先技術層面，機器人現在是一個大的技術生態，它是把不同的高新技術做了一個深度的融合。融合是一個更深度的化學層面的大的結合。第二，在市場方面，機器人發展是一個巨大的產業，這個產業有多少？幾萬億美金的市場。第三，機器人是一個支撐的系統，是一個平臺，它可以支撐我們不同領域的變革和發展。第四，更關鍵的一點，機器人的持續性，任何技術和產品都有它的生命周期，從誕生到成長、到平臺期最后的衰退，都有這個過程。但大家可以想象，機器人未來的終點在哪里？它可能會伴隨著我們人類社會的發展而發展。機器人的倫理問題就是從這兒出來的，機器人智能化的不斷發展，是超越了人類，還在人類的控制下為人類服務，這是未來大家要關注的。首先一個新的硬件時代來臨，原因是什么？智能時代。新的控制系統、邊緣計算、新的結構、新的材料應用等等構成了一個新的硬件時代。第二，軟件時代來臨了，叫軟件定義一切，AI是典型的軟件支撐。第三，交叉、融合、協同，包括機器人技術、AI、IOT等等相關技術的交叉、融合、協同，它的作用會越來越大、越來越深入。也就是說未來的單一技術很難形成一種顛覆式的。第四，面向大的技術生態在發展，而不是沿著其中的某項技術。首先看2.0時代機器人的能力的改變，1.0時機器人就是一種設備，但是2.0時代，作為一種智能機器人，我認為它首先要具備四大能力：運動能力、交互能力、作業能力、決策能力，具備這四大能力，我們才稱之為機器人進入了2.0時代，也就是在逐漸由機器向人的功能進化、發展。為了實現這四大能力，機器人現在需要有幾大技術的支撐，沒有這幾大技術的支撐，機器人不可能具備四大能力的改變。首先是復雜環境的作業技術；第二，和人融合的行為技術；第三個是決策，第四個是人機交互，剛才大家談的自然語言、視覺等等都是交互技術。最關鍵的安全，傳統的機器人是一種機器設備，它幾乎是關在一個籠子里，和其他的設備隔絕。但今天的機器人進入到一個智能時代，需要和人協同，需要和人共同作業，這樣安全技術成為了一個大的瓶頸問題。這個安全一方面包括機器人自身的各種安全，現在最難解決的已經不在于機器人的安全問題，因為這里面會有各種的技術措施，最難的是網絡安全。現在的機器人，無論是在工業里還是進入家庭、社會公共領域，機器人一定是在物聯網上的產品。現在物聯網帶來大的安全問題就是網絡安全，網絡安全不解決，機器人要進入千家萬戶？對不起，這是一個偽命題、偽概念。所以現在網絡安全成了機器人下一步真正要進入人類社會、人類生活里最核心的一個東西。從國家網絡的標準來看，安全是強制性的。其他的可以通過行業標準、團體、協會等都可以做，但安全一定要是國家強制標準。第一，機器人作為一種機器設備時，僅僅局限在計算智能。也就是通過計算機、存儲器進行一些編程控制，這種我們稱之為計算智能。它不會適應外部的變化，更不會適應其他的一些自主的東西。第二，感知智能。現在機器人已經進入到第二個智能層次，也就是感知智能。現在通過各種感知技術，機器人具備了對環境的識別、物件的判斷、自主規劃、動態避障等一系列的功能。作業的時候，因為機器人感知系統的大量使用和導入，使機器人已經基本擺脫了機器設備過去的屬性，那時候完全是人為設定好了以后，我們通過編程實現它的各種作業能力。今天它已經完全具備自主或半自主的做一些非結構環境下的變化。第三，認知智能時代。現在包括自主決策、思考情感等方面，這一塊已經在實驗室里取得了一些局部性的效果。這一步要發展，太長了。從學習的角度，甚至是深度學習，需要很多技術和人工智能的發展以及未來人類自身生命體和我們對生物特征深度的不斷掌握，從而在機器人認知取得巨大的成就。但是這個距離或者整個要走的路還是比較長的。現在已經進入到了什么階段？感知智能。在整個應用的過程中，現在已經進入到了實用化。雖然我們沒有進入到第三個認知智能的層次，但第二個層次智能的導入，已經使各種不同的機器人（包括工業、消費類、服務類）具備了對環境的適應，已經具備了一定的自主能力。這三個歷程，第一個稱之為1.0時代，第二個已經進入到2.0智能時代，但這個時代是剛剛進入。相關的技術在機器人里不同的應用。首先在感知方面，比如說視覺，視覺對機器人來講是最重要的感知系統。就像人一樣，人獲取知識的途徑通過視覺占70%多，其他的通過聽覺等是少量的知識獲取。假如說人類是盲人，這個人的基本社會功能可能要喪失了。但一個人假如不會說話，它的基本社會功能還是保留的。但如果是盲人的話，幾乎就是重度殘疾人。所以在視覺這一方塊，對機器人來講，對環境的識別、路徑規劃、人臉識別、身體識別等等，視覺成了機器人最重要的感知系統。也因為感知系統、視覺系統在機器人里的大量應用，使得機器人越來越智能化，這是非常關鍵的作用。我們還有其他的各種感知系統，比如說內部的通過電流，過去的作業方式已經完全改變。像人類，我們可以手把手教機器人做什么，而不是通過一個視角盒來教機器人。另外可以實現機器人的作業、裝配，也可以通過拖曳式、拖拽式的方式來做，這個時候人機已經可以有一定的融合了，過去機器人和人是分離的。還可以通過2D、3D的激光對機器人進行各種路徑的規劃，可以實現避碰、避障等自主的路徑規劃，使機器人真正開始用過去被動固定的軌跡編程，到現在進入到給它設定目標點、起點而自動實現這個過程。還有服務類的機器人，可以通過人臉的識別、人體的跟蹤，在室外對人身體識別跟蹤，這些都為我們的自主導航、自主駕駛提供了非常好的條件。還有一種交互方式是語音交互。語音交互包括兩大層次：一、語音識別。二、自然語言理解。首先是把語音識別出來，更主要的是自然語言理解，這就更難了。自然語言理解是下一步人機交互中的重點研究方向，我覺得語音識別簡單的多。但是現在在機器人里，這一塊已經使服務機器人具備了跟大家交互的能力。交互方式語音識別和自然語言理解成為了服務機器人真正進入市場、進入實用性的關鍵指標，如果沒有這個，這個就是一個機器。在很多環境下，靠單一的模式很難實現精確的控制，有各種的干擾。這個時候我們稱之為多模態，也就是多種傳感方式進行融合，最終選取最佳的控制方式。現在在很多的復雜環境中，單一的感知方式已經無效。所以多模態成為了復雜環境下機器人智能的新體現。還有數字化環境，像3D模型、自主編程等，數字化環境下，怎么形成機器人的另外一種生態。最高的層次稱之為自主行為，包括自主的導航、自主的決策等，這里邊也成為了服務類的機器人的一個主要的智能體現。包括路徑規劃、自動軌跡規劃、自主實時地碰、地障等。快速講一下在機器人2.0時代，哪些機器人已經成為這個時代的機器人。過去我們說傳統的機器不是機器人2.0，現在有哪些機器人已經有這樣的技術特征，具備了這樣的技能，具備了和人機協作和協同的條件。這些機器人都是能夠和人協作協同、共融，所以既有云端的數據，又有安全系統，又有交互感知系統。首先控制系統和過去完全不一樣，過去控制系統是控制一個機器設備，今天的控制系統要有智能化。是由各種感知系統、智能化的導入。從智能控制器開始，“大腦”和傳統的就完全不一樣。不單是控制機器人，控制整體的一條線，這里的PLC和過去不一樣，也就是對生產線和整體大的數字化工廠的控制。第二，是整體的智能，在云數據上，各種感知系統在這里邊做一個通用的輸入。第三，工業機器人看著形狀不大，實際上也變化了。工業機器人也進入了2.0時代，智慧、網絡、云平臺等也成為了IOT的產品。第四，新一代的機器人結構上和過去完全不一樣，它可以人機協作。雙臂的，可以和人類手把手作業，也可以共融作業。既有感知系統，又有感知平臺，又有網絡的連接，和過去的機器設備相比是一個顛覆式的變化。我們在全球最新推出的復合機器人，過去的機器人有機械手，是作業能力。另外一種是移動機器人進行物流的傳輸，但是怎么把這兩者結合在一起，既可以移動又可以作業，就有各種的感知、規劃等等。這是新松在全球率先推向市場，中國的標準也是由我們制定的。（圖）這是完全高分子材料做的機器人，可以適應特殊環境下。（圖）在醫院和大的飯店、賓館中進行物料的輸送。機器人現在已經完全擺脫了工業機器人的范疇和概念，開始進入人類社會的不同領域。因為新一代的機器人進入到人機協作，馬上帶來一個問題，人機協作里邊的交互方式是什么？靠喊、語言，在工業現場不現實。過去通過編程方式、鍵盤，我們用了什么技術？AR技術。我們知道整個機器人的運行狀態和他下一步的需求，機器人通過手勢和其他可以知道我們人類的意愿是什么。我們在這方面做了新的使用和嘗試。下面給大家看一個視頻，新松做的一個機器人生產機器人的數字化工廠，不說全世界最先進也差不多。從整個的生產規劃、調度開始，一直到中間的智能物流、信息倉儲和實現智能制造過程，里面的數據信息完全按照CPS整套體系做的。在這里邊，所有的機器人都是IOT的物聯，每個機器人都帶有視覺和力覺。下面給大家看機器人技術的最新進展，這個機器人是一個雙臂機器人，帶有視覺、力覺，和人PK調酒，最終的結果是機器人完勝人類。最后給大家看一個半分鐘視頻，在平昌奧運會閉幕式上24臺機器人和24個舞蹈演員結合聲光電系統進行16套舞蹈動作的高科技表演。既有機器人，又有大數據，又有網絡，又有各種感知系統，同時面對零下30多度的低溫、大風以及各種干擾，完成這樣一個真正的智能機器人的一個新的展示，這在全球也是首例。

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