細(xì)數(shù)2012機(jī)器人技術(shù)12大趨勢(shì)：3D遙感、云機(jī)器人、智能 - 全文

　　2012機(jī)器人會(huì)往什么方向發(fā)展？盡管2012年已經(jīng)過(guò)了1/3，但CROPEN認(rèn)為有必要花些時(shí)間對(duì)未來(lái)幾個(gè)月機(jī)器人發(fā)展做下預(yù)測(cè)。由于沒(méi)有時(shí)間機(jī)器這類(lèi)東西，所以預(yù)測(cè)的依據(jù)來(lái)自一些機(jī)器人行業(yè)的長(zhǎng)期觀(guān)察員，包括自動(dòng)機(jī)領(lǐng)域和Hizook（著名的機(jī)器人博客），以確保CROPEN的預(yù)測(cè)內(nèi)容盡可能準(zhǔn)確。

　　同時(shí)請(qǐng)了一些不同背景的機(jī)器人專(zhuān)家，征求他們對(duì)2012機(jī)器人發(fā)展的意見(jiàn)看法，“專(zhuān)家小組”提供了許多寶貴的意見(jiàn)，總結(jié)大家的建議，最后壓縮到12個(gè)項(xiàng)目，這不是一件容易的事，應(yīng)為許多想法都很偉大。（感謝，機(jī)器人專(zhuān)家們?。?/p>

　　在做挑選時(shí)，盡量避免那些“長(zhǎng)期趨勢(shì)”的領(lǐng)域，如環(huán)境機(jī)器人，娛樂(lè)和玩具機(jī)器人。主要專(zhuān)注于新興領(lǐng)域，同時(shí)注意資本流向，例如由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)牽頭的全國(guó)機(jī)器人倡議，計(jì)劃將投入大量的資源發(fā)展可與人合作的機(jī)器人，還有DARPA的部分機(jī)器人研究項(xiàng)目。歐洲的框架計(jì)劃資助的“認(rèn)知系統(tǒng)和機(jī)器人”，這項(xiàng)計(jì)劃可以服務(wù)于人們?nèi)粘５墓ぷ魃?。還有如在亞洲，為應(yīng)對(duì)人口老齡化，醫(yī)療機(jī)器人發(fā)展已經(jīng)長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年。

　　CROPEN不會(huì)試圖做一個(gè)全面的2012機(jī)器人行業(yè)研究報(bào)告，這里所描述的趨勢(shì)類(lèi)似“熱圖”，強(qiáng)調(diào)機(jī)器人行業(yè)有前途的領(lǐng)域和技術(shù)，包括人工智能，我們知道會(huì)有許多讀者不同意我們的觀(guān)點(diǎn)，真誠(chéng)希望聽(tīng)到你的意見(jiàn)和看法，如有什么想法請(qǐng)電郵或直接回復(fù)評(píng)論。不過(guò)有一件事是肯定的：機(jī)器人正經(jīng)歷一個(gè)神奇的時(shí)代，未來(lái)會(huì)更加精彩。

　　1. 協(xié)作機(jī)器人：機(jī)器人助手和伙伴

　　機(jī)器人控制通常有兩種方式，直接遙控和充分自我控制，問(wèn)題是遙控很麻煩，充分自我控制往往如科幻電影?？梢詮闹姓业揭粋€(gè)平衡點(diǎn)，讓人類(lèi)和機(jī)器人協(xié)作完成任務(wù)，比如下圖的PR2機(jī)器人遞藥給人。美國(guó)國(guó)家機(jī)器人倡議（NRL）提供7000萬(wàn)發(fā)展協(xié)作機(jī)器人項(xiàng)目，目標(biāo)是把機(jī)器人從工產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)展到人們的日常生活，就像當(dāng)年計(jì)算機(jī)由軍用到民用。這些機(jī)器人必須是安全的，價(jià)格相對(duì)便宜且使用方便，機(jī)器人利用其長(zhǎng)處配合人類(lèi)完成工作。該項(xiàng)目的范圍是廣泛的，但機(jī)器人的一個(gè)關(guān)鍵方面是明確的：即與人的互動(dòng)。所以希望看到2012協(xié)作類(lèi)機(jī)器人有更大發(fā)展。

　　2. 3D遙感：Kinect革命在繼續(xù)

　　去年，一個(gè)奇怪的裝飾開(kāi)始出現(xiàn)在許多機(jī)器人頭上，這就是現(xiàn)在流行的微軟Kinect 3D傳感器，它價(jià)格便宜且使用方便，用Kinect繪制3D地圖和作為動(dòng)作傳感器，Kinect成為機(jī)器人社區(qū)的最?lèi)?ài)（看下圖）。人們一直在尋找一種低成本的設(shè)備替代激光測(cè)距儀，現(xiàn)在Kinect幫忙實(shí)現(xiàn)（至少可以在室內(nèi)使用），Kinect 2可能會(huì)在今年發(fā)布，將具有更高的分辨率和幀速率。

　　3. 云機(jī)器人：機(jī)器人共享技術(shù)

　　幾個(gè)研究小組正在探索云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施上的機(jī)器人，依靠云計(jì)算機(jī)處理大量的數(shù)據(jù)。這種方法可以直接調(diào)用“云機(jī)器人”，將使機(jī)器人不需要做復(fù)雜的計(jì)算，如圖像處理和語(yǔ)音識(shí)別，甚至可以立即下載新的技能。很多相關(guān)項(xiàng)目都在進(jìn)行中。特別是，谷歌有一個(gè)小團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)建機(jī)器人云服務(wù)，如果這種技術(shù)流行起來(lái)，對(duì)該領(lǐng)域可能是結(jié)構(gòu)性的轉(zhuǎn)變（想象每個(gè)機(jī)器人使用“Google地圖”進(jìn)行導(dǎo)航）。在歐洲，一個(gè)重大項(xiàng)目RoboEarth，其目標(biāo)是開(kāi)發(fā)“機(jī)器人萬(wàn)維網(wǎng)”，一個(gè)巨大的云數(shù)據(jù)庫(kù)，機(jī)器人可以共享有關(guān)的對(duì)象，環(huán)境和任務(wù)的信息（見(jiàn)下圖）。許多其他項(xiàng)目正在形成，我們預(yù)計(jì)，在2012年“云機(jī)器人”將成為一個(gè)時(shí)髦詞。

　　4. 力控制下的柔順驅(qū)動(dòng)器：柔軟的觸感機(jī)器人

　　機(jī)器人與人互動(dòng)時(shí)，安全是首要問(wèn)題，常規(guī)的工業(yè)機(jī)械手臂在工廠(chǎng)作業(yè)沒(méi)什么問(wèn)題，但要想機(jī)器人和人密切合作，柔軟的觸覺(jué)機(jī)器人就非常有必要。出于這個(gè)原因，我們預(yù)計(jì)在2012年將看到更多力控制下的柔順驅(qū)動(dòng)器和觸覺(jué)傳感技術(shù)的改進(jìn)，如下圖Meka公司的M1機(jī)器人。此外，希望研究人員跳出“條條框框”限制，開(kāi)發(fā)新的更聰明的驅(qū)動(dòng)器，避免使用機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置。例如在2011年，我們就看到推出過(guò)許多“柔軟的機(jī)器人”，這些機(jī)器人感覺(jué)上很接近生物體，如iRobot的六足JamBot，他使用一種叫作6 JMU的驅(qū)動(dòng)器，還有OtherLab研制的一個(gè)充氣機(jī)器人Pneubot，使用面料和氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)。這些項(xiàng)目都指向一個(gè)充滿(mǎn)誘人的未來(lái)，我們期望在2012年更多的柔軟的機(jī)器人出現(xiàn)。

　　5. 基于智能設(shè)備機(jī)器人：新的機(jī)器人智能開(kāi)發(fā)

　　機(jī)器人可以由傳感器、處理器、顯示設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)等元素組成。智能手機(jī)和平板電腦似乎具備了這些特性。iRobot公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一個(gè)叫Ava的遠(yuǎn)程機(jī)器人，可以在平板電腦上使用。再比如，兩個(gè)西雅圖的工程師從募捐網(wǎng)站Kickstarter拿到10萬(wàn)美元并迅速開(kāi)發(fā)出一個(gè)可愛(ài)智能手機(jī)供電機(jī)器人Romo（下圖）。這兩個(gè)例子代表著一種趨勢(shì)，移動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域上的機(jī)器人開(kāi)發(fā)潛力巨大。蘋(píng)果的iOS和谷歌的Android興起了前所未有的創(chuàng)新浪潮。其結(jié)果將是有更多的機(jī)器人，從移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入市場(chǎng)。在手機(jī)越來(lái)越多的智慧，像蘋(píng)果公司的語(yǔ)音助手Siri，將影響今年的機(jī)器人玩具和研究，由于智能設(shè)備加入，機(jī)器人會(huì)變得更聰明。

　　6. 更低的成本：一個(gè)你能負(fù)擔(dān)得起的機(jī)器人手臂

　　隨著機(jī)器人發(fā)展，像3-D傳感器器得到普及，機(jī)器人的整體成本急劇下降。不過(guò)似乎驅(qū)動(dòng)器例外。最明顯如夾鉗和自由手臂。我們不是在談?wù)撍欧鉀Q方案，我們所說(shuō)的也是許多機(jī)器人專(zhuān)家在的想。他們希望有一個(gè)強(qiáng)大的移動(dòng)操縱系統(tǒng)：具備人的外形尺寸，兼容的驅(qū)動(dòng)，足夠的有效載荷（至少5公斤），當(dāng)然至少低于5000美元。 2011年由斯坦福大學(xué)的研究人員對(duì)一種低成本的柔性機(jī)器人研究指出這是可能的（如下圖所示的系統(tǒng)）。而事實(shí)上，有相當(dāng)數(shù)量的資金用在這個(gè)方向，如DARPA的三個(gè)方案（ARM-H，ARM-S，和M3）和美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)。

　　7. 無(wú)人駕駛汽車(chē)：解放你的雙手

　　好吧，你可能不會(huì)很快看到您附近出現(xiàn)自動(dòng)駕駛汽車(chē)，除非你住在硅谷，谷歌已經(jīng)充分地測(cè)試其著名的豐田普瑞斯自駕車(chē)（如下圖：觀(guān)看TED演示），盡管不敢保證已經(jīng)非常完善，但有一點(diǎn)是肯定的，過(guò)去幾年在美國(guó)，德國(guó)，法國(guó)，意大利，英國(guó)和中國(guó)自主車(chē)輛項(xiàng)目激增。去年，內(nèi)華達(dá)州成為美國(guó)第一個(gè)個(gè)允許自動(dòng)駕駛汽車(chē)上路的州。其實(shí)自動(dòng)駕駛功能已經(jīng)在很多汽車(chē)中體現(xiàn)，像普瑞斯一些車(chē)型的駕駛輔助功能可以幫人自動(dòng)停車(chē)等等。雖然汽車(chē)制造商堅(jiān)稱(chēng)這些不是自動(dòng)駕駛功能，不過(guò)很顯然，汽車(chē)正更多的機(jī)器人化。

　　8. 工業(yè)機(jī)器人傭工：開(kāi)啟一個(gè)新時(shí)代

　　去年，富士康公布了驚人的機(jī)器人計(jì)劃。表示打算在未來(lái)三年增加1百萬(wàn)個(gè)機(jī)器人裝配線(xiàn)。一百萬(wàn)個(gè)機(jī)器人是什么概念，相當(dāng)于目前現(xiàn)有工業(yè)機(jī)器人的數(shù)量的兩倍。不過(guò)仍有許多不確定因素，包括他們是否可以保持產(chǎn)量。可以肯定的是，市場(chǎng)對(duì)靈活、高效、安全的工業(yè)機(jī)器人存在一個(gè)巨大的需求，新一代工業(yè)機(jī)器人將更加靈巧和便宜，如川田的Nextage，ABB的FRIDA（如下圖），以及安川MOTOMAN SDA10D。工業(yè)機(jī)器人大范圍應(yīng)用將開(kāi)啟一個(gè)新時(shí)代。

　　9. 快速原型制作：每個(gè)家庭都有3D打印機(jī)

　　3D打印已經(jīng)成為一種潮流，并開(kāi)始廣泛應(yīng)用在設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其是工業(yè)設(shè)計(jì)，數(shù)碼產(chǎn)品開(kāi)模等，可以在數(shù)小時(shí)內(nèi)完成一個(gè)磨具的打印，節(jié)約了很多產(chǎn)品到市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)時(shí)間。但價(jià)格昂貴（約20，000美元以上）。MakerBot公司推出的Thing-O-Matic 3D打印機(jī)，零售低至$ 1000。低成本的3D打印機(jī)很可能是家用機(jī)器人中的下一個(gè)大趨勢(shì)。

　　10. 無(wú)人機(jī)：民間無(wú)人機(jī)熱

　　小型無(wú)人機(jī)或叫自主飛行器，特別像是quadrotors（四旋翼飛行器）發(fā)展速度相當(dāng)快。它為愛(ài)好者們提供了一個(gè)無(wú)人機(jī)入門(mén)方向，這在過(guò)去是沒(méi)有的。下面的照片描繪的是蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員所使用的系統(tǒng)。diydrones是一個(gè)著名的無(wú)人機(jī)愛(ài)好者網(wǎng)站，它擁有超過(guò)20，000名成員，他們自己設(shè)計(jì)建造自主飛行器。買(mǎi)家可以尋找已經(jīng)組裝的模型。節(jié)日期間步行通過(guò)商場(chǎng)，我們看到十幾家商店在出售無(wú)人機(jī)。門(mén)檻的降低造就了成千上萬(wàn)的無(wú)人機(jī)愛(ài)好者，在不斷擴(kuò)大的開(kāi)源軟件和硬件資源的帶動(dòng)下，通過(guò)建立廉價(jià)的機(jī)器人平臺(tái)，2012的無(wú)人飛行器行業(yè)值得期待。

　　11. 網(wǎng)真機(jī)器人：你在現(xiàn)實(shí)世界中的化身

　　網(wǎng)真機(jī)器人可以讓你在不需要到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的情況下，如同身臨其境，這與視頻會(huì)議有點(diǎn)類(lèi)似，但視頻會(huì)議僅僅顯示遠(yuǎn)程的一個(gè)小窗口，而網(wǎng)真機(jī)器人則給你全方位、實(shí)時(shí)的展示，允許你遠(yuǎn)程四處走動(dòng)查看，與人、物體交互，就像你實(shí)際在那里一樣。2010年Anybots公司推出的第一款商業(yè)產(chǎn)品Q(chēng)B，在2011年，越來(lái)越多的網(wǎng)真機(jī)器人進(jìn)入市場(chǎng)，包括VGO通信公司的VGO機(jī)器人和法國(guó)Gostai公司的Jazz機(jī)器人（下圖）。網(wǎng)真機(jī)器人是一項(xiàng)重要的技術(shù)，具有較強(qiáng)的商業(yè)前景，為商務(wù)旅客節(jié)省時(shí)間和金錢(qián)。事實(shí)上，我們認(rèn)為2012年將是網(wǎng)真機(jī)器人發(fā)展一個(gè)里程碑：到今年年底，將有數(shù)百個(gè)QBS，Vgos，Jazzes在世界各地漫游，在2012年，新加入的者競(jìng)爭(zhēng)者承諾使這個(gè)市場(chǎng)更具競(jìng)爭(zhēng)力。

　　12. 仿生學(xué)：人類(lèi)和機(jī)器之間的結(jié)合

　　作戰(zhàn)機(jī)器人和其他如人機(jī)雜交技術(shù)（用詞有欠妥當(dāng)）很早就引起人們興趣，以前我們只能從科幻片中看到相關(guān)場(chǎng)景，如“無(wú)敵金剛”和“機(jī)器戰(zhàn)警”這類(lèi)影片。但過(guò)去兩年間，相關(guān)研究人員已經(jīng)在機(jī)器人假肢和腦機(jī)接口領(lǐng)域取得重大突破，2012年我們相信仿生學(xué)領(lǐng)域的人機(jī)結(jié)合技術(shù)能更進(jìn)一步，特別是外骨骼能昂首闊步走出實(shí)驗(yàn)室。今年，Ekso Bionics公司（前身是Berkeley Bionics）將首先在美國(guó)和歐洲的康復(fù)診所出售其機(jī)器人外骨骼，點(diǎn)擊觀(guān)看TED視頻。同一時(shí)間，由約翰霍普金斯大學(xué)和匹茲堡大學(xué)的研究員測(cè)試大腦植入技術(shù)，該項(xiàng)目由DARPA資助，它使患者用意識(shí)控制機(jī)械臂?？傊?科幻正在變成現(xiàn)實(shí)。