机器人总动员：瞧瞧它们的新绝活
2023世界机器人大会现场拍摄的一款拾放抓手演示装置。新华社发
人形机器人在2023世界机器人大会现场表演。新华社发
(资料图片仅供参考)
人形机器人在2023世界机器人大会现场表演。新华社发
大模型增强机器人交互和推理能力，人形双足机器人、智能仿生机器人等新产品涌现，工业机器人向观众展现着惊人臂力和灵敏度……日前，2023世界机器人大会在北京举行。从栩栩如生的仿真人形机器人、外骨骼穿戴式助行器，到工业机械臂、外科手术机器人……大会博览会期间，全球约160家机器人企业和科研机构的近600款先进技术和产品参展，其中60款新品是首次亮相。这么多趣味性与科技感十足的机器人同场“炫技”,勾勒出机器人加速走进日常生活的图景。
融合感知，虚实结合的智能驱动
30秒内穿戴整齐，轻轻抬腿，就可快速行走，只需弯腰发力，即可轻松抬起近40千克的重物……如今，在电影中走红的外骨骼机器人已经从科幻世界走进现实，在康养、工业、消防等多个领域得到应用。
黑色酷炫的外观和便捷的穿戴方式，“白虹3.0”外骨骼机器人以其优良助力效果而闻名。“最新款产品，针对康养、消防领域特定需求进行了迭代升级。”中国电科机器人有限公司研发工程师李昀佶向记者介绍，本着“机器换人”“机器替代人”理念，“白虹”将人体运动状态与机器辅助效果紧密结合，使机械能可精准传递到人体髋部、腰部，并起到支撑保护作用，从而辅助人体实现行走、奔跑、上下楼梯和弯腰搬运等肢体运动。
记者在现场看到，当使用者准备做出抬腿动作时，“白虹”能马上提供动力辅助抬起，当你刚要弯腰起身，它就能敏锐识别动作意图，背部背杆会有向上的拉拽力帮人抬起腰身，极大缓解使用者的腰部、腿部压力，达到保护腰部肌肉和关节健康的作用，有效降低人体体力消耗，缓解肌体疲劳。
“新版本机体更轻便，体验更舒适。通过高性能控制算法，‘白虹3.0’可实时检测人体运动状态，分析得到人体运动意图，自动跟随使用者的腰部、腿部运动，为人体提供有效助力，其‘腰部搬运助力+腿部行走助力’相结合的功能为业内首创。”李昀佶说。
当前，融合感知、数字孪生、人工智能、结构仿生等新技术加速渗透，机器人呈现出虚实融合、智能驱动、泛在交互等发展特征。
以今年大会上Festo展出的仿生飞行家族新成员“仿生雨燕”为例，其体内有着十分紧凑的构造，容纳了扑翼机构、扑翼控制元件、通信技术、升降舵和尾翼。在一个非常小的空间内，安装了一个无刷式电机、两个伺服电机、电池、齿轮箱和几块电路板。同时，通过超宽带技术（UWB）室内无线电导向系统，主控电脑、无线电模块和飞行器之间实现交互，仿生雨燕可在定义的空域内实现协调、自主的群体飞行。
值得注意的是，今年的机器人产品中出现了很多“六轴+附加轴”的机械臂。
在展会现场，一条黑色轨道上，橙色的6轴机械臂正在地轨上运动作业。这是库卡工业机器人直线6轴的新产品KR FORTEC-2 ultra和RL4000地轨，库卡工业自动化工程负责人、智能焊接产品经理党园清介绍，它可以应用在焊接、涂胶、机械加工、搬运、码垛等方面，展会上的这款可以搬运480千克重的物品，还可以根据客户需求实现最大负载800千克。
党园清说，工业机器人对于精度要求非常高，比如库卡此次展出的六轴焊接机器人，精度已接近于头发丝。
人形机器人，“忽如一夜春风来”
如果将机器人融入我们的生活，人形机器人就是一个最好的选择。
“君不见黄河之水天上来，奔流到海不复回。”“无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来。”
一走进博览会场馆，就传来这一声声高昂的吟诵声。循声望去，原来是仿生人形机器人“李白”和“杜甫”在把酒吟诗。一旁，几张机器脸配合TOF深度摄像头，还可以捕捉和再现几乎所有的人类微表情。
“好诗！太白兄！”一旁的杜甫正伏案书写，时而眉头紧锁、时而闭眼摇头，每一个神态动作都顺滑自然。据工作人员介绍，杜甫和李白是今年的新面孔，这两个智能仿生机器人可以彼此互动，更具趣味性。
“我们今年带来了自主研发的超级电机，也就是机器人的可动关节，又叫柔性执行器。它能更柔和地展示出机器人的动作，让机器人的动作更像人。我们还在去年的基础上将机器人的皮肤进一步升级，让它在触觉和视觉上更像人，真假难辨。”EX机器人集团研发工程师西尔告诉记者，仿生人形机器人最符合人们对机器人的印象，它不仅拥有人类的外形，还可以模仿人类的语言、动作和习惯。
为什么要将机器人做得如此逼真？“我们工作生活中使用的大多数工具都是根据人来设计的，如果一个机器人有着跟人一样的身体结构和行为方式，它们就可以更自然地使用工具完成各类工作。”在西尔看来，人形机器人在外表、动作、认知等方面更接近于人类，这方便其打破机器人应用场景的壁垒，走向通用智能。
事实上，人形机器人是集机械、材料、电子、控制、智能、仿生等多学科交叉的产物，产业带动性强，但技术难度也高，尤其需要软硬件上的结合。
在现场，优必选科技的Walker X、熊猫机器人优悠等大型人形机器人再次集体亮相，为现场观众还原展示了大运会闭幕式现场的骑平衡车。
“我们的‘人形机器人智能多模态交互系统’，是集人机交互、指令理解、自主规划、任务执行等技术于一体的智能系统。”据工作人员介绍，该系统接入AI大模型后，利用优必选大型人形机器人自带的视觉、语音、3D深度、压力等异构多源传感器获得的多模态数据进行融合感知，不仅可以明显提升人形机器人在实际应用场景下的自主决策能力，还能依靠自身的视觉感知系统构建其所处环境的3D语义环境地图，并且通过多轮交互的方式准确提炼对话中的人类语义信息，自主生成可执行的拟人化任务指令流，让人形机器人合理并准确地执行任务。
“AI大模型、具身智能等技术与机器人的有机结合，让我们看到了很多双足行走的机器人，看到了与人皮肤很像的机器人。未来拟人类的机器人可能将是产业风口和发展方向。”对于人形机器人的发展，中国电子学会副秘书长梁靓感觉“一开始爬坡很慢，突然间开始加速”。
行走速度最快可以达到每小时6千米的“悟空”，通过融合腿足运动技术与环境感知技术，实现了机器人的三维环境地图构建和自主动态导航；全身超过60个智能柔性关节的“七仙女”，是一款真正能实现陪护功能的双足保姆机器人；“多拉”的背后，是视触觉双模态模型与模仿学习机能，这使得它能够更快速地适应不同的环境和任务……
不得不说，技术交叉融合趋势愈发明显：人形机器人“忽如一夜春风来”！
“机器人+”，行业应用加速拓展
走进“机器人+制造业”展区，新松白车身点焊机器人工作站吸引了记者的注意，只见4台两米多高的大型工业机械臂，同步摇头、转身，正在白色的汽车骨架上“戳戳点点”，高精度、高节拍地自主完成汽车点焊动作。
“汽车点焊是工业机器人的高端应用领域，其难点在于机器人控制系统定位精度和点焊效率。”据沈阳新松机器人自动化股份有限公司行业经理马骋介绍，工作站使用的新一代工业机器人采用公司自研的控制和软件系统，焊接效率高达2.2秒/点，达到行业领先水平，并可满足钢点焊、铝点焊等多种焊接工艺。
“目前，已有近百台点焊机器人进入国内多家汽车主机厂，被广泛应用于传统车企，在新能源汽车厂商中也有使用。”马骋说。
随着工业机器人应用场景不断拓宽，生产环境对机器人的体积、重量、灵活度提出了更高的要求。工业机器人正向着小型化、轻型化、柔性化的方向发展，“人机协作”成为工业机器人研发的重要方向之一。
机械臂夹取苹果轻轻拧动，模仿果农采摘的手法，苹果便被轻松摘下，放入传送带……国家农业智能装备工程技术研究中心展示的AutoPicker多臂苹果采摘机器人，专为矮化密植果园设计，每小时可采摘400～550个果子，整合了采果、纳果、储果三大功能，实现全程自动化采收。
6个工业机器人、9个工艺流程，安川首钢的新能源电池盒机器人智能生产线正快速工作，所有工业流程配备数字孪生系统，可实现虚实联动，让管理者随时掌握生产线状态。
如今，制造业、农业、商业等应用领域遍布机器人身影。创新技术迭代加速，应用领域不断细分，是本届机器人大会带给记者的直观感受。
记者从2023世界机器人大会了解到，我国工业机器人销量已占全球的一半以上，连续10年居世界首位。此外，我国工业机器人的智能化趋势日益明显，据专业测评显示，国内人工智能大模型在工业应用领域，已在部分行业实现国际赶超。但也要看到，我国机器人产业发展仍面临技术积累不足、高端供给缺乏等问题，需要进一步推动机器人产业迈向中高端。
今年年初，工信部等17部门联合印发的《“机器人+”应用行动实施方案》提出，到2025年，制造业机器人密度较2020年实现翻番，服务机器人、特种机器人行业应用深度和广度显著提升。
“各类创新主体的产出质量稳步提升，创新链条不断完善，有力促进了机器人产业向高端化升级。”工信部副部长辛国斌在大会上表示，中国不仅连续多年稳居全球最大的机器人市场，还在技术创新、高端制造、集成应用中发挥越来越重要的作用，机器人产业正逐步逼近变革跃升的临界点，蕴含着澎湃的发展动能。
“我国拥有全球最大的机器人市场，最丰富的应用场景，有条件、有能力把握住变革机遇，为全球发展贡献更多方案和智慧。”辛国斌表示，下一步，工信部将大力推动机器人产业高质量发展。一是坚持应用牵引，深入推进“机器人+应用行动”，加快成熟场景推广，鼓励新兴领域先行探索。二是坚持创新驱动，建立用户单位和机器人企业协同创新机制，带动一批高端整机关键零部件和工业软件创新突破。三是坚持融通发展，坚定企业发展信心，激发企业创新活力，加强央地协同，共同培育世界级机器人产业集群和应用示范基地。
展望未来，中国电子学会副理事长兼秘书长陈英说，高端化、智能化和生态构建是中国机器人产业未来发展的关键词。新技术加快融合创新突破，机器人应用场景持续扩展，大模型将成为机器人的智能大脑，机器人将助推行业数字化转型，机器人生态加速共融共生。
（记者 崔兴毅）
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