隨著5G的正式商用，技術(shù)高速率、低延遲、高容量的特點使其在數(shù)據(jù)收集、存儲、處理中擁有突出優(yōu)勢，5G技術(shù)突破了傳統(tǒng)通信技術(shù)人與人之間點對點的通信模式，大量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和工業(yè)設(shè)備成為新的聯(lián)網(wǎng)終端，成為首個為各類傳感器、機器人、自動駕駛車輛、虛擬現(xiàn)實等智能設(shè)備服務的網(wǎng)絡(luò)，包括從零售到教育，從交通運輸?shù)竭h程醫(yī)療，從基礎(chǔ)設(shè)施到工業(yè)制造……它正在重新定義信息技術(shù)相關(guān)行業(yè)，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新生態(tài)正在加速形成。
5G助推機器人行業(yè)加速
5G技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)正在引發(fā)新的技術(shù)革命，它與人工智能、云計算、物聯(lián)網(wǎng)將會構(gòu)成新的基礎(chǔ)設(shè)施，用于收集和處理海量連接產(chǎn)生的龐大數(shù)據(jù)資源。在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建了強有力的平臺之后，將會產(chǎn)生新的海量數(shù)據(jù)，通過強大的網(wǎng)絡(luò)基建，更多的環(huán)境數(shù)據(jù)、政府及企業(yè)的運營管理數(shù)據(jù)、個人及家庭活動數(shù)據(jù)將得以發(fā)掘和輸入，為大數(shù)據(jù)的發(fā)展提供豐富原料，而在過程中，自動化環(huán)節(jié)及程序?qū)⒈淮罅繎茫劳杏?G技術(shù)的探索與應用，機器人正在成為最先爆發(fā)的行業(yè)之一。
機器人是20世紀自動控制領(lǐng)域最顯著的成就之一。目前，全世界有近千萬臺機器人在不斷運行，且每年機器人的銷售仍然保持20%以上的增長率。隨著機器人應用領(lǐng)域和需求范圍的不斷擴大，機器人已從傳統(tǒng)的制造業(yè)進入人類的工作和生活領(lǐng)域，并在結(jié)構(gòu)和形態(tài)的發(fā)展中呈現(xiàn)多樣化，機器人系統(tǒng)逐步向具有更高智能和更密切與人類社會融洽的方向發(fā)展。
智能機器人的出現(xiàn)意味著機器人在人機互動方式的改善、數(shù)據(jù)獲取與處理能力兩大技術(shù)中的突破，而5G技術(shù)、大數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)、智能材料、仿生、微納、3D 打印、柔性多體動力學、傳感與控制技術(shù)等的快速發(fā)展，將進一步加速以合作、融合為特征的新一代智能機器人的發(fā)展。
目前，全球整體機器人市場規(guī)模不斷擴大，業(yè)內(nèi)人士預測，2025 年機器人市場規(guī)模將達到670億美元。其中，商業(yè)市場增長幅度22.8%，消費市場的增長幅度23%，同時當前的全球機器人市場也正在經(jīng)歷發(fā)展方向的轉(zhuǎn)移，由當前以工業(yè)機器人為主逐漸轉(zhuǎn)向以服務機器人為主。
與此同時，中國是全球機器人需求量、使用量最大的國家，到2020年，中國是機器人數(shù)量預計將增長到95萬臺，超過歐洲的61萬臺。同時在智能機器人的技術(shù)發(fā)展方面，目前我國機器人的研究有的方面已達到世界先進水平，但與先進的國家相比總體上仍有差距。其中，機器人與人工智能的發(fā)展休戚與共，如：機器翻譯、智能控制、專家系統(tǒng)及語言和圖像理解不僅是人工智能需要研究的重點，同時也是智能機器人得以實現(xiàn)的前提。人工智能將人的智能賦予給其他工具，而機器人則為這樣的智能化提供了容器與載體。
這些技術(shù)包括：
l 感知與學習（ Perception and Learning）“感知”是對周圍動態(tài)環(huán)境的意識，機器人的感知通常需要借助各種傳感器的幫助來代替人類的感覺，如視覺、觸覺、聽覺以及動感等。感知技術(shù)與智能機器人的地圖構(gòu)建、運動等功能實現(xiàn)都息息相關(guān)，通過感知技術(shù)最終達到機器人能夠與人類友好共存。“學習”行為則是從感知向認知的跨越，機器人的學習將允許機器人通過學習算法獲取新技能或適應其環(huán)境的技術(shù)，包括運動技能、交互技能以及語言技能等；
l 規(guī)劃與決策（ Planning and Decision）這兩項要素是決定機器人在無人操控的狀態(tài)下通過算法得出滿足特定約束條件的最優(yōu)決策能否成功的關(guān)鍵。最常見于無人駕駛汽車的導航、自主飛行器或航海探測器的線路規(guī)劃等問題，同時，還可以應用在人形機器人、移動操作平臺甚至多機器人系統(tǒng)等處，在數(shù)字動畫角色模擬、人工智能電子游戲、建筑設(shè)計、機器人手術(shù)以及生物分子研究中都能夠發(fā)揮作用。目前，實現(xiàn)規(guī)劃與決策主要依靠應用算法，理論包括人工勢場法等；
l 動力學與控制（ Dynamics and Control）機器人動力學是對機器人結(jié)構(gòu)的力和運動之間關(guān)系與平衡進行的研究，主要通過分析機器人的動力學特性來建造模型、研究算法以決定機器人處理對物體的動態(tài)響應方式。而機器人控制技術(shù)，指的是為使機器人完成各種任務和動作所執(zhí)行的各種控制手段，既包括各種硬件系統(tǒng)，又包括各種軟件系統(tǒng)。隨著計算機運算能力大大提高且成本不斷下降，計算機實時控制方案/控制系統(tǒng)的設(shè)計已越來越重要，并成為提高機器人性能的關(guān)鍵因素；
l 人機交互（ Interaction ）人機交互是開發(fā)合適的算法并指導機器人設(shè)計，以使人與機器人之間更自然、高效地共處。隨著高速處理芯片、多媒體技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展與普及，這一技術(shù)關(guān)注的重點也由計算機的反饋轉(zhuǎn)向以人為中心。經(jīng)過基本交互、圖形式交互、語音式交互和感應式交互（體感交互）4個階段，未來，交互方式將成為先前各種技術(shù)的結(jié)合，包括即時動態(tài)捕捉、圖像識別、語音識別、VR等技術(shù)，最終衍生出多樣化的交互形式，而機器人有望在未來成為體感交互的載體。
機器人的應用落地
近年來，機器人行業(yè)發(fā)展迅速并已廣泛應用于各個領(lǐng)域尤其是工業(yè)領(lǐng)域，據(jù)IFR（國際機器人聯(lián)合會）的數(shù)據(jù)及預測，全球范圍內(nèi)工業(yè)機器人在未來3年將持續(xù)保持15%以上的增長，而中國的增速相對更高，平均增速在20-25%之間。
以物流機器人為例，作為工業(yè)機器人的一個應用細分，這類機器人主要應用于流通環(huán)節(jié)，從電商發(fā)展之前的基本空白，至如今主流電商倉庫基本實現(xiàn)半自動化乃至全自動化，數(shù)十年間物流機器人支持的自動化系統(tǒng)也正從電商向非電商領(lǐng)域延伸。如，在倉庫作業(yè)場景中， AGV（自動引導運輸車）是認知度最高、最為常見的倉庫內(nèi)機器人，各類基于AGV小車的衍生產(chǎn)品：叉車AGV、搬運AGV、托盤AGV、翻蓋AGV（分揀AGV）等，承包了倉庫內(nèi)與物品移動相關(guān)的各類作業(yè)場景。除了AGV，還有基于高密存儲貨架的穿梭車、各類協(xié)作機器人、并聯(lián)機器人，也在不同的場景發(fā)揮著重要作用……程序化、智能化的機器人系統(tǒng)為物流作業(yè)帶來了顯著的效益提升。
除了工業(yè)領(lǐng)域，智能機器人在其他領(lǐng)域的存在感同樣強烈。
在無人駕駛領(lǐng)域，無人駕駛汽車利用車載傳感器來感知車輛周圍環(huán)境，并根據(jù)感知所獲得的道路、車輛位置和障礙物信息，控制車輛的轉(zhuǎn)向和速度，從而使車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛，是集自動控制、體系結(jié)構(gòu)、人工智能、視覺計算等眾多技術(shù)于一體。
在室內(nèi)服務領(lǐng)域，人類服務的特種機器人能夠代替人完成家庭服務工作，包括行進裝置、感知裝置、接收裝置、發(fā)送裝置、控制裝置、執(zhí)行裝置、存儲裝置、交互裝置等，這些感知裝置將在家庭居住環(huán)境內(nèi)感知到的信息傳送給控制裝置，控制裝置指令執(zhí)行裝置做出響應，并進行防盜監(jiān)測、安全檢查、清潔衛(wèi)生、物品搬運、家電控制、家庭娛樂、病況監(jiān)視、兒童教育、報時催醒及家用統(tǒng)計等工作。IFR的統(tǒng)計表明，2020年這一市場將快速增長至69億美元，2016-2020年的平均增速高達 27.9%
另外，在一些極端環(huán)境中，機器人可以代替人類在極端環(huán)境中工作，比如極寒環(huán)境、深海環(huán)境、核污染地域、極端天氣等。探測機器人要能保證探測的范圍足夠廣，對復雜的外形環(huán)境要有很好的適應性和通過性，具有穩(wěn)定高速高效的行駛能力，并有一定的避障能力、爬坡越障能力和耐磨損能力等。有觀點表面，人工智能機器人可能是未來太空探索的引領(lǐng)者。
機器人未來的發(fā)展有趨勢顯現(xiàn)：軟硬融合、虛實融合和人機融合。軟硬融合是指機器人軟件比硬件更為重要，因為人工智能技術(shù)體現(xiàn)在軟件上，數(shù)字化車間的軌跡規(guī)劃、車間布局及自動化上料等都需要軟硬件相結(jié)合。虛實融合是指通過大量仿真、虛擬現(xiàn)實，能夠把虛擬現(xiàn)實與車間的實際加工過程有機結(jié)合起來。人機融合是指人、機器和機器人這三者的有機融合。
在這過程中，機器人與5G等新一代通信技術(shù)的協(xié)同發(fā)展已經(jīng)成為重中之重。
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