在现场感知人机互动的未来

“妈妈你看,机器人在弹钢琴呢。”8月21日,在位于北京亦庄的亦创国际会展中心,许多参观者站在展厅内的机器人乐队前,不少人还跟着哼唱。这支“本职工作”是装载、焊接和分拣的乐队,曾在今年央视春晚上与众多歌手同台。

8月20日至25日,由北京市政府、工业和信息化部、中国科学技术协会共同主办的2019世界机器人大会在京举行,世界机器人博览会及世界机器人大赛也同期举行。目前,我国已经是世界上最大的机器人生产国和消费国。根据大会期间发布的《中国机器人产业发展报告2019》,今年全球机器人市场规模预计将达到294.1亿美元,我国机器人市场规模预计达86.8亿美元。

机器人应用将带来新的人才缺口

根据国际机器人联盟的分类,机器人分为工业机器人和服务机器人,前者用于生产,包括人机协作机器人和工业移动机器人,服务机器人则是用于非制造业服务于人类的,包括家用、医疗和公共服务等。另外,由于我国在应对自然灾害和公共事件中对特种机器人有相对突出的需求,一般也将特种机器人作为分类划分。根据中国电子学会发布的《2019中国机器人产业发展报告》,在今年86.8亿美元的预期市场规模中,工业机器人占比66%,服务机器人占比25%,特种机器人占比9%。

不同类型机器人有着不同用途,但都在令我们的生产和生活更加便捷。展会现场,从为垃圾分类到24小时巡逻,从灭火排烟到智能接待,参观者切身感受到机器人给生产生活带来的颠覆性改变。

在安川首钢公司展台前,技术中心工作人员刘婷向记者讲解了机器人炼钢化验系统如何运作,过去人工取出钢水有一定的危险性,而现在可以通过机器人来取样。在节卡小助系列机器人展台前,机器人工程事业部工作人员刘建硕向记者解释协作机器人如何打破地理限制,实现一台移动终端控制多台机器人本体。

机器人的逐渐应用,并不意味着工人被完全取代,相反,市场对于机器人的程序设计人员、操作人员和服务人员需求大增。“机器人行业不只是机器人,而是整个行业围绕机器人展开,会需要各种配套机制和服务。”相关业内人士表示,这将会带来新的人才缺口。

在哈工海渡机器人学院的展台前,工作人员周海璐向记者介绍着各类实训台和实训站,许多已经在职教院校教学中应用。在工程师培养方面,香港科技大学教授李泽湘则认为,机器人行业对于高校新工科人才培养也将构成挑战。“很多细分领域我们要更上一层楼,必须进行机制创新和人才培养。”

机器人产业已进入深度调整阶段

“经历了10年的两位数增长后,2018年中国需求出现下降。”8月21日,在本届大会的论坛上,中国机器人产业联盟主席曲道奎向与会者阐释着中国机器人产业发展面临的机遇与挑战。数据显示,2018年中国工业机器人销量为13.3万台,较2017年下降约5000台,而2017年却较2016年增长了5.1万台。

这样的下降趋势持续到了2019年,今年1~5月,工业机器人行业利润总额增速持续放缓,呈现同比负增长。

相关部门已经注意到了这一情况。“我们分析,原因是多方面的,比如,国际贸易环境恶化,全球经济下行压力加大,汽车、电子等主要应用行业发展低迷等。”工信部副部长辛国斌在论坛上表示。

2018年我国工业机器人最大的应用行业是电气电子设备和器材制造业,其次是汽车制造业和金属加工业,这些行业的市场表现,一定程度上影响了工业机器人的产销量。仅以汽车制造业为例,今年1~4月,全国汽车产量就同比下降了11%。

应用行业的变化影响了机器人产业,但出现销量瓶颈的关键原因还在于机器人行业自身。“从深层次原因来看,机器人产业已经进入深度调整阶段,拓展新的应用领域,提质增效成为产业健康发展的迫切需求。”辛国斌说。

对此,工信部部长苗圩表示,机器人产业在发展过程中面临着自身许多问题和挑战,包括关键核心技术需要进一步提升,应用场景和领域需要进一步拓展,风险防控和法律法规体系需要进一步完善等。“总体来看,作为新一轮科技革命与制造业融合创新的重要载体,机器人仍然是推动新旧动能的转换,推动经济高质量发展的重要动力。”

“今后的机器人发展方向肯定是人机交互,包括怎样理解人的主观意识。”英国皇家工程院院士、《科学机器人》期刊主编杨广中说。

机器人技术需要跨学科紧密合作

“我们这套设备应用后,会比国外的设备成本更低、效果更好。”北京术锐公司的许阳,向记者介绍一款医疗机器人的应用效果时,不少观众也围拢过来。在今年的大会上,各类医疗机器人颇受关注。

在杨广中看来,微创手术如果不用机器人,其复杂性、操作性、灵活性、安全性都将是很大的问题。同时,机器人越做越小,对于材料科学的要求也会更高。“现在从毫米到微米再到纳米级,也就是我们所说的微纳米机器人。”

从过去集中于工业制造领域,到如今在多领域内发展机器人,中国机器人产业正在经历着转型,而这样的转型,需要依靠基础科学积累来实现质的突破。意大利比萨圣安娜大学教授保罗?达里奥曾经表示,仿生学和生物学是新的机器人学科前沿。在他看来,未来机器人发展将从工业机器人、到服务机器人,再到互联互通集成机器人,比如伴侣机器人。

“机器人技术在新的领域进步,需要设计、控制、规划、推理、感知、人机交互、接口、沟通、对人类技能的了解、伦理和社会研究等跨学科紧密合作,可以肯定的是,机器人将不断演变,获得更强的认知和执行能力,越来越接近人类。”国际机器人研究基金会主席乌萨马?哈提卜如是说。

多领域多学科发展,需要有更多年轻人投身其中。在世界机器人大赛现场,来自各地高校的学生们正在竞技比拼,很多项目都具有一定的实践价值。哈尔滨工业大学博士生何天宝向记者展示着“假手抓取模式深度学习及自主控制方法”,通过人工智能和人体机能的融合,可以帮助残疾人。

“有了这个,消防工作就不会那么危险了,我以后也想设计这样的机器人。” 在展厅内巨大的消防排烟灭火机器人前,几名参赛的青少年选手留下合影。

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