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“机器人是制造业的皇冠，它的应用、制造是衡量一个国家高端制造的重要标志。”12月11日，在由中国自动化学会、深圳市科学技术协会联合主办的2020国家机器人发展论坛上，中国工程院院士、湖南大学电气与信息工程学院院长王耀南认为，“发展机器人技术和产业已经成为我国重大战略的需求。”
进入高端发展时期
为什么各国要竞相发展机器人？王耀南认为，原因在于国家民生工程的需要。机器人能够辅助人们完成各种危险工作、复杂任务，在大型工程如桥梁建造以及维护、海洋开发、太空探索等中都发挥着重要作用。
王耀南指出，20世纪，机器人进入到智能发展阶段。人类进入现代工业社会后，机器人主要被应用到工业领域，尤其是二战以后日本、美国、德国等国，在劳动力短缺的情况下，工业机器人有了更多的应用空间，所以60年代工业机器人得到大力发展。
今天机器人的应用无处不在，在制造业、物流行业、医疗行业等领域都发挥了重要作用。“从平台建设方面来看，机器人分为工业机器人、飞行机器人、移动机器人、空间机器人、海洋机器人等，这些机器人在智能制造领域应用较多。”王耀南说。
“近十年来中国机器人发展可以分为两个阶段，前5年为产业发展期，如今已经进入到高端发展期。”王耀南预测。
新冠肺炎疫情之后，医疗机器人成为智能机器人的主攻方向之一。“未来，机器人还将在国家重大工程基础设施建造，尤其是将在新基建的建设中发挥重大作用。”王耀南说，比如关于珠穆朗玛峰的科考行动，在恶劣天气下，未来可采用机器人协助考察。
具备四大核心系统
王耀南认为，机器人是一个能够自动执行和操作作业的装置，它具备感知功能、规划功能、决策功能、控制功能，能够完成人类难以完成或者重复的劳动，可以在枯燥、危险、恶劣的环境下使用。
那么到底有多少种机器人呢？王耀南指出，从不同角度出发，机器人划分的类型也不一样。如从用途来看，可分为工业机器人、农业机器人、医疗机器人、巡检机器人等；从空间来看，有工业机器人、水下机器人、空间机器人、陆地机器人等。
“不难看出，机器人是一门涵盖了多学科的科学，涉及人工智能、机械工程、控制科学、计算机、电子、材料等多个领域。”王耀南表示，“但不管多么复杂的机器人，实际上它都是一个自动化系统，具备感知系统、决策系统、控制系统以及复杂的本体结构系统这四大核心部分。”
此外，王耀南认为，智能感知、智能协作规划、智能精准控制是智能机器人的几大核心技术。在智能感知方面，如何设计好一个完整的机器人视觉感知，如何打造微传感高智能化的感知感控一体的芯片，是今后要思考的问题；在控制技术方面，柔顺控制、智能控制、协同控制是三个研究热点；要达到精准控制，机器人还要有一双灵巧的手。“机器人作业，用来完成复杂任务，打造灵巧的机器手是一项关键技术。”王耀南说。
未来小型机器人或成标配
“现在人人带手机，将来人人会带小型机器人，而要满足这个需求，机器人需具备五大要素。”王耀南说，即具备感知功能、规划功能、决策功能、运动功能、学习功能。
在王耀南看来，“未来真正的机器人要具备情感交互、人机协作功能，并具备学习、语意分析等能力，才可以真正成为智能服务机器人。”
要实现这个目标，我们有大量工作要做，比如把感知能力、记忆能力、学习能力、决策能力加入到机器人的系统中，让机器人具备智能化、自主网络控制系统。
“发展智能机器人，人工智能是关键。人工智能三大核心技术，感知技术、认知技术、行为控制技术是发展智能机器人的主要技术。”王耀南说。
王耀南指出，人工智能怎么和机器人有机结合起来，归纳起来有几个关键点，在感知层面主要涉及语言识别、物理识别；在认知层面主要涉及语意理解、情感分析、决策层具备多模态交互等；在执行层面主要涉及步态控制、步态识别和交互等。
“未来机器人发展一定是网络化、自主化、协作化、灵巧化的。同时，机器人一定是要有一个好的发展规划、创新的环境和下一代机器人的标准和技术。”王耀南说，最关键还要有产业队伍人才，这个人才队伍需要将技工、工程师、科学家融合在一起。
