未来的诗和远方,或许是机器人为我们“负重前行”******
近日,美国研究人员在探索一种新的机器人训练方法时发现,对工具的语言描述可以促使模拟机器人加速学习使用各种工具,也就是说,熟练使用工具的机器人可以帮助人类完成重复性或挑战性任务。
根据用途的不同,机器人可以被划分为工业机器人、服务机器人以及特种机器人,其中“服务机器人”与我们的生活最为贴近。它们正在为不断上升的劳动成本提供解决方案,并开启了一种崭新的人机互动方式。今天,一起来看看世界各地的机器人在为我们的生活做着哪些努力吧!
图源:pixabay
01
赶配送
目前,一些配送机器人已经可以通过使用多传感器导航系统,在导航过程中辨别二维或三维的结构,精准、灵敏地识别障碍,实现厘米级避障、秒级反应速度,大幅度提高对环境的感知能力,保证配送过程的导航稳定性。华盛顿Steak N Egg Diner餐厅老板奥斯曼·巴里(Osman Barrie)从一家名为Bear Robotics的初创公司租用了一台名为“Servi”的机器人,负责摆桌子、供应食品和饮料。
图源:巴伦周刊
02
跳舞蹈
美国工程与机器人设计公司波士顿动力(Boston Dynamics)联动自家的四足机器人Spot和人形机器人Atlas跳起了男团舞。它不仅可以完成动作,还能将歌曲MV中的人物动作模仿出来。这些舞蹈的展示不但有趣,还体现了机器人之间如何稳健、灵活地合作。
图源:Boston Dynamic
03
做手术
医学手术通常要求高精度操作。以玻璃体视网膜眼科手术为例,理想手术操作精度要求为10微米,是头发直径的1/8。而医生手部物理抖动幅值一般为100微米,这意味着完成一台高精度手术对医生的要求极其苛刻。
有了手术机器人的介入,医生可以在相机反馈的辅助下,利用操纵杆控制眼球切口中的微型视网膜手术机器人R2D2,将起皱的视网膜(厚度仅有10微米)铺平,修复病人的视力。
图源:pixabay
04
修动车
配备机器视觉、图像识别等技术,动车组检测机器人已经拥有了动车一级检修作业能力。
它由检测机器人、中心服务器、手持移动终端、列位检测和信息管理平台等五大模块组成,可全自动检测所有型号动车组车底和转向架可视部件,具备数据无线传输、故障自动判断等功能,作业效率是人检的2.75倍。
图源:pixabay
05
做刑侦
日本机器人公司SBRH研发了一款机器人Pepper,可以对人类的面部表情进行识别和解读,与人脸识别技术相伴而生。通过对人类情感甚至是心理活动的有效识别,使机器人获得类似人类的观察、理解、反应能力,可应用于机器人辅助医疗康复、刑侦鉴别等领域。
图源:中国机械工程学会
06
助行走
2014年,世界杯开幕式首次由一位瘫痪少年负责开球。这位少年借助先进的机械外骨骼结构,通过大脑意识从轮椅上站起来大脚开球。
机械外骨骼结构被视作“可穿戴的机器人”,兼具有机器人的智能性与人体骨骼的仿生性:外骨骼通过各类传感器探测脑内电极和肌肉电信号,将活动信号传输给机器人,机器人再进行具体的机械动作。
图源:环球网
07
做清洁
目前使用最普遍的是清洁机器人。随着技术的迭代升级,清洁机器人的功能逐渐多样化,也可以满足多样化清洁需求,已经应用至交通枢纽、写字楼、园区等诸多场景。同时,清洁机器人的产品品类也日渐多元化,除了可以地面清洁之外,还出现了泳池清洁机器人以及解决幕墙清洗难题的高空清洁机器人。
图源:pixabay
08
忙配药
零售药店沃博联(WBA)正在研究使用机器人技术来配药。目前该公司配置了9个自动化“微型配送”中心,机器人可以配制80种不同的药物,为2000多家药房提供支持,每小时最多可以处理300张处方的配药,这与一家人手充足的药房一天配药数量相同。
这不仅是为了节省劳动力成本,还可以缩短病人在药房里的等待时间,药剂师可以投入更多精力为病人提供咨询服务,处理紧急处方需求等。
图源:pixabay
09
进厨房
美国连锁餐厅Chipotle Mexican Grill (CMG)最近开始在洛杉矶测试机器人Chippy,这款机器人专门用来制作玉米片。它能把玉米片浸入热油中,搅动油锅中的篮子,然后用盐和酸橙调味。CMG首席技术官库尔特·加纳(Curt Garner)称,虽然仍然需要人工打包和上菜,但在订单激增的午餐高峰期机器人是不可或缺的。
图源:pixabay
10
帮搜救
哈佛大学的研究人员从蚂蚁中获得灵感,利用“光激素”设计出一组机器人RAnts。这种机器人可以相互响应,协同工作,并对环境做出反应。RAnts 仅通过简单的本地规则进行编程,遵循光敏场的梯度,避开光敏素密度高的其他机器人,并在光敏素密度高的地方捡起障碍物,然后将它们扔到光敏素密度低的地方。
根据这些规则机器人可以实现复杂的集体“越狱”行动,并在未来应用于解决复杂的问题,如建筑、搜救和防御。
图源:网络
机器人的功能多样化离不开其3D视觉系统、位置测绘以及机械工程的进步。“集群智能”(swarm intelligence)也越来越帮助机器人共享任务并一起工作。此外,通过5G或Wi-Fi网络连接,可以实现对机器人的远程监控、编程和故障排除。
知识的量化与技术的进步不断为机器人带来新变化,而对于人本身而言,其最宝贵的智慧与灵性终究不可量化。如何做好机器与人的协同共生是未来我们共同面对的课题。
审核:张宁 策划:李政葳 撰文:穆子叶 编辑:李飞
参考 |新华社、参考消息网、科学网、科技日报、虎嗅
物联网集群擦亮“城市名片”******
2400台工业触摸屏的订单,紧急要求3天内交货,可企业该产品产能只有每天600台。这样的订单,接还是不接?
“以前遇到这种订单,工厂接不了。”无锡普洛菲斯电子有限公司生产运营负责人石勇说,按照以往生产组织模式,临时搭建生产线要向装备厂商订货,周期基本是3到6个月,还要调试、安装,“不过,今年3月,这样的单子我们不仅接了,而且按时保质保量交付了。”
底气来自“5G+积木式柔性生产单元”和“5G+柔性生产执行系统”。由协作机器人以及组装、耐压测试、激光打标、洁净单元等组成的六边形工作台,只用15分钟,就完成了硬件组装。石勇说,经过软件调试,半小时内,每天350台产能的5G柔性生产线就正式投入生产。“新老产线合力,原本4天才能完成的生产任务被压缩到2天半完成,获得了客户的称赞。”
无锡普洛菲斯电子有限公司,是5G与物联网赋能制造业数字化转型的标杆企业。自2009年获批全国唯一国家传感网创新示范区以来,无锡以应用带产业、以示范拓市场、以模式促推广,物联网已成为这座城市的产业地标和城市名片。在工信部2019年组织的国家级先进制造业集群竞赛中,无锡市物联网集群成为首批国家先进制造业集群。2021年,无锡物联网产业以26%的同比增速、3563亿元的产业规模,展现出强劲的发展后劲。
应用先行
完善产业生态,物联网促进生产、走进生活、造福百姓
初冬时节,位于江苏宜兴丁蜀镇的无锡市茶叶研究所山地茶园里,工作人员正在为茶树修剪枝叶、追加有机肥。绿油油的山坳里,4根10多米高的杆子,格外醒目。
“春节前后,茶树开始抽芽。这时无锡的最低温度可能降到零度左右,山坳里湿气大,容易形成霜冻。抽芽期的茶树遭遇霜冻,芽就毁掉了。”技术员董奇说,最近几年,借助茶叶物联网平台,无需安排人工半夜巡视,茶园也没再遭受霜冻的侵害。
奥秘就在那4根高高的杆子上。“上面装着温度传感器等物联网设备和风扇。传感器检测到茶园上部气温低于3摄氏度时,平台系统会自动启动风扇,将山坳里的冷空气吹走,防止结霜。”董奇介绍。
茶叶物联网,只是丁蜀农业物联网小镇众多应用案例中的一个。
“有了物联网,稻田的温度、降雨量、光照强度、风速风向等气象指标能随时查询,还可以通过肥情监测设备收集农作物叶面反射的光谱,分析出农作物的生长指数,获得最优施肥方案。”无锡莲花荡农场技术员许冠华介绍,通过大田物联网平台以及手机应用,坐在办公室,远程遥控水肥一体机灌溉的同时完成精准施肥,不仅一亩地能节约5%的氮肥,出产的“莲花荡”牌大米更是多次获得中国绿色食品博览会金奖。
江苏中农物联网科技有限公司打造的农业物联网总平台,已建成水产养殖、畜禽养殖、大田作物、茶叶种植和设施园艺等农业生产主要领域的物联网示范工程。其中,水产养殖物联网已覆盖宜兴市主要水产养殖乡镇,建成标准化示范区5万亩,并在23个省份推广,取得明显的社会效益和经济效益。
物联网技术与传统农业擦出火花,让农民从田间走向“云端”, 同样的转变在其他行业不胜枚举。
“物联网产业发展初期,无锡坚持典型引路、以点带面,建立了‘试点—示范—推广’的长效激励机制。”无锡物联网创新促进中心理事会秘书长崔健敏说,无锡在全国率先部署电力、食品溯源、水利、车联网等重大应用示范工程22个,涵盖工业、交通、环保、医疗健康、公共安全、城市管理等重点领域,并逐步拓展到全市300多个细分行业,形成一系列“促进生产、走进生活、造福百姓”的智慧解决方案和商业运营“无锡模式”,为全国乃至全球物联网规模化应用提供了示范样板。
应用市场的开拓,离不开生态体系的完善。
——在基础设施方面,无锡在全国率先实现商用NB—IoT窄带物联网全域覆盖,部署全国首个IPv6规模商用网络,5G建设密度、流量驻留比全国领先;建成全球首个城市级车联网LTE—V2X网络,获批建设全国首个国家级车联网先导区。
——在金融方面,建立了“产业基金+银行信贷+保险服务”的综合性金融服务体系,物联网领域基金规模超600亿元,总量全国领先。
——在人才方面,立足“太湖人才计划”,建立了开放、包容、共享的人才机制。截至目前,无锡已集聚物联网各类人才20万人。
创新驱动
培育链主企业,物联网领域超半数的国际标准由无锡主导制定
走进缝纫机生产企业杰克科技股份有限公司浙江台州工厂,原先需要1000多名工人的机壳加工车间里只有30人,复杂的26道加工工序被合并成一个智能机壳加工中心,加工一台缝纫机机壳的时间从1小时缩短至1分钟。
“通过实施‘未来工厂’建设,杰克科技的生产效率提升20%,产品不良率降低20%,企业产品研发周期缩短30%,能源利用率提高10%。”数字化解决方案供应商瀚云科技有限公司工程师宋雅军说,好成绩源自数字化,而数字化的基础是准确采集企业各种机器的生产数据。与不少企业一样,杰克科技的生产设备大多是国外品牌,种类繁多、接口和通信协议不统一,给数据采集和制造执行系统推进带来不小的阻力。瀚云科技独立研发的4G/5G网关、数控网关、多功能开发板等硬件设备,帮助杰克科技解决了350余台高端CNC机床的数据采集难题,并提供了“一键上云”的能力。
作为朗新科技集团的子公司,瀚云科技开发的瀚云HanClouds工业互联网平台,目前已连接5000余家企业、1600余万台设备/产品,先后获得工信部工业互联网产业联盟评定的五星级平台、APP优秀解决方案等国家级奖项60余项。
瀚云工业互联网平台,是无锡物联网产业集群坚持创新驱动、不断增强产业升级动能的一个典型代表。
崔健敏介绍,通过探索建立“技术+模式”自主创新体系,集群内部应用和行业领域高端创新资源加速集聚,获批创建国内首个芯片封装测试领域国家先进制造业创新中心,国家超算中心、国家智能交通综合测试基地、国家物联网感知装备产业计量测试中心等178家“国字号”创新载体相继建成投用。面向行业市场需求的高性能制造执行系统传感器、异构感知数据融合、物联网终端安全防护等一大批创新成果达到国际领先水平。物联网领域超半数的国际标准由无锡主导制定。
创新驱动下的内涵式发展,引导物联网步入量质并重的新阶段。
“截至目前,无锡企业承接的物联网工程已遍及全球78个国家和地区的830多座城市。”无锡市工信局有关负责人介绍,2020年,无锡物联网企业已达3657家,涵盖关联芯片、感知设备、网络通信、智能硬件、应用服务等全产业链条。以卓胜微、先导、信捷为代表的物联网相关领域上市企业高达79家,国家级专精特新“小巨人”企业和制造业单项冠军企业33家,涌现出一批以远景智能、朗新科技、中科微至、航天大为等为代表的行业领军企业,一批“生力军”正在奋力长成“主力军”。以雪浪工业大数据、南山车联网、慧海湾先进感知为特色的差异化产业布局基本形成。
政策保障
注重规划引领,健全市场化、强融合、跨区域的协同体系
初冬时节,一个特殊的车队行进在无锡市锡山区先锋中路上。前向碰撞预警、异常车辆预警、弱势交通参与者碰撞预警、限速预警、闯红灯预警、协作式自适应巡航……“驾驶”这些车辆在全长6.3公里开放道路上平稳行驶的,是一张车、路、云协同的智能网络。
2020年以来,锡山区先后实施了车联网一期、二期示范工程,实现45平方公里内智能网联路侧设施全覆盖。如今,在“车联网小镇”里,一辆辆自动驾驶小巴,悄无声息地接送着居民;一台台造型别致的无人驾驶清扫车,自动洒扫着路面……
融合“聪明的车”“智慧的路”,赋能“智慧的城”,离不开政策先行。仅半年时间内,无锡就发布了《智能网联道路基础设施建设指南第1部分:总则》、起草完成《无锡市车联网发展行动计划(2022—2025年)》,“1个地方法规+1个行动计划+N个标准规范”的车联网规划体系基本形成。
政府与车联网运营主体同步推进、统一运维的常态化建设模式,吸引近300家车联网及智能网联汽车相关企业聚集无锡,其中近65%为智能网联汽车零部件及自动驾驶相关企业,去年核心产业产值已近300亿元。
车联网产业的快速发展,是无锡物联网产业集群发展中强化政策保障、持续优化产业发展环境的缩影。以《无锡国家传感网创新示范区发展规划纲要(2012—2020年)》《无锡市“十四五”物联网产业发展规划》为引领,无锡已滚动实施4轮物联网产业发展三年行动计划,通过“精准滴灌”形成具有系统性和迭代性的推进体系。
把服务落实落细,2018年无锡成立了专门的集群促进组织——无锡物联网创新促进中心。崔健敏介绍,促进中心采取“事业+企业”双轨运营的模式,统筹推进“攻研发”与“建生态”。促进中心建立以来,引进中科院微电子所领军团队研发产业链急需的关键共性技术,创立省级制造业创新中心和产业创新中心,构建了市场化、强融合、跨区域的系统性协同体系,打造了涵盖载体、投资、展会、联盟、智库等多元能力的综合赋能体系。
“1家促进机构+10家专业协会+12家行业联盟”的系统性协同服务网络,让产业集群内企业受益良多。据介绍,无锡每年开展技术研讨、应用推广、合作配套等交流活动500余场,其中尤以供给侧、需求侧对接成效最为突出。注重激活创新“存量”,实施“一所一策”计划,充分释放公安部交研所、中船702所、中电58所等在锡“大院大所”的创新优势,促进技术与资本、成果与市场的有效对接,推动产学研用深度融合,让集群内企业协同创新效率大大提升。
“数字产业集群的一大特点是打破地域界限。”崔健敏说,去年,无锡与上海嘉定、合肥、杭州共建长三角面向物联网领域“感存算一体化”超级中试中心,就是纵深推进跨区域协同、激活产业发展动能的新尝试。
依托先发优势,近三年无锡物联网产业营收平均增速超20%,一场实体经济与数字经济的深度融合正在无锡的产业沃土上生发激荡。记者 王 政