Xi宁:中国的机器人在其大发展中需要进入“新的三个层次”

本报记者方

与卓别林的《摩登时代》工业装配线相比，今天的机器人发展到了什么阶段？未来机器人最有希望的形式和应用领域是什么？中国机器人产业的大发展需要在哪些领域取得突破？

在北京举行的2019年世界机器人大会上，世界著名机器人专家、中国香港大学教授宁在接受《科技日报》记者专访时逐一回答了上述问题。

机器人功能：从“替代人”到“拓展人”

机器人有各种形状和大小。如何对它们进行分类？

会议的官方报告将机器人分为三类：工业机器人、服务机器人和特殊机器人。Xi宁认为这是“一种基于机器人应用和功能的科学分类方法”。动物仿生机器人、仿人商业机器人和工具类智能制造机器人的分类“有助于机器人的教育和普及，对公众更具形象性”。

今天的机器人和卓别林的第二次工业革命有什么本质区别？

宁说：“起初，开发机器人是希望它们能代替人，做人们不愿意做或重复的工作。然而，经过一定程度的发展，我们发现机器人仍然可以做人们不能做的工作。这是从取代人的能力到扩展人的能力的本质区别。”

他预测，在此基础上，机器人和人类将履行各自的职责，相互合作，在宏观和微观的多层次集成中共同努力，这将极大地拓展机器人未来的应用范围。

未来机器人：突破直观，在微观尺度范围工作

机器人在宏观的汽车装配、焊接和喷涂过程中与人一起在一定范围内工作。然而，随着纳米技术和生物医学的发展，机器人需要用在肉眼看不见的微观环境中。

宁举了一个例子：“例如，在新药的开发中，在蛋白质、分子和细胞规模的实验研究中，我们看不见或摸不着它们。人类很难操作它们。然而，微纳机器人在极其微观的环境中的检测和工作拓展了我们的眼睛功能，机器人的应用也从传统领域扩展到了新领域。”

“这些机器人需要使用全新的材料应用于人体吗？”对于记者的提问，Xi宁回答：“这是一个非常好的问题！传统的机器人主要由机电系统组成，包括传感器和其他电子元件，但人和动物都是生物系统，除了一些机电元件，还有生物元件。在过去，人类和机器人之间的合作是基于任务的整合来一起完成一件事。未来，一种新型的“仿生机器人”将诞生，它将生物传感技术与微型机器人相结合，以增强人体的特定功能。”

除了在器官层面融合的心脏起搏器等产品外，在分子和细胞层面融合的逼真机器人也特别值得期待。宁理性看待仿生机器人的前景：“仿生机器人的研究刚刚起步，目前已经取得了一些成果。当然，从实际应用来看，仍有许多工作要做。”

多学科并进：“老三关”与“新三关”一起闯

如何区分机器人、人工智能和智能制造之间的界限？

宁认为，现代科学技术的进步是跨学科、多学科共同促进、协调发展的结果。“机器人不仅涉及驱动器和传感器、控制和计算，还涉及材料和算法，因此没有必要非常清楚地区分边界。”

情况也是如此。人工智能和智能制造都离不开机器人直接在管理层工作。从这个意义上说，人工智能和智能制造的发展不仅推动了机器人的发展，也推动了机器人产业的发展

那么，在中国机器人蓬勃发展的道路上，需要突破哪些困难呢？

宁分析说：“以工业机器人为例，中国大部分地区仍然使用进口产品，这对国内机器人企业来说是一个挑战。目前，由于性能、数量和质量的差异，家用机器人仍然局限于相对低端的行业。然而，突破国内传统机器人的关键在于核心部件，如传动装置、控制器和传感器。

与此同时，宁认为，还有三个新的产业瓶颈，最好是推动研究，共同突破——。

“一个是机器人编程，现在机器人编程的方法阻碍了机器人的推广。

“第二是机器人的校准方法。新机器人和现有工厂坐标的协调是一个非常复杂的过程。当务之急是独立掌握快速简洁的方法，这样未来的机器人就能像电视机一样，一打开包装就投入运行。

“第三是传感器的组合。传统的机器人经常使用位置传感器，未来还会增加视觉传感器。然而，协同效应仍然很差。

这三个方面也在国外进行研究，所以中国和他们在同一起跑线上。因此，当我们通过传统的“第三关”时，我们应该同时通过“新的第三关”。这样，在机器人被广泛使用的下一个时代，中国将能够走在其他国家的前面。"

“你曾经是IEEE机器人研究所的主席，现在你在深圳建立了一个机器人研究所。你对这三个问题进行过研究和实践吗？”

“我们确实做了一些工作。”宁说，例如，一些项目需要很多高压气体管道，接口内部需要打磨平整，否则积压的焊料很容易造成核心部件的事故。“过去，一家法国公司能够制造这种抛光机器人，但它没有卖给中国。在人们使用机器人提供服务之前，企业必须支付昂贵的服务费。现在，我们开发的抛光机器人解决了这个问题。”