機器人是未來萬物互聯的智能終端
發布時間：2021-02-19 19:38:20
2019年4月19日，由中國自動化學會、中共紹興市委組織部、中共紹興市柯橋區委、紹興市柯橋區人民政府主辦的2019國家機器人發展論壇暨RoboCup機器人世界杯中國賽在浙江紹興召開。在活動當日上午，中國自動化學會副理事長、CAA Fellow、中國科學院沈陽自動化研究所研究員于海斌進行了題為《機器人互聯網》的精彩報告，本文根據作者所作報告速記整理而成。
機器人是顛覆性技術，經濟潛力巨大
根據國際機器人聯合會（IFR）的統計報告，工業機器人2013年全球銷售量約17.9萬臺，需求達到了歷史最高點，同比增長12%；其中，在中國銷售量約3.7萬臺，銷售量全球排名第一，同比增長60%。中國成為最大的機器人消費國。據Allied市場研究公司最新報告，全球工業機器人市場從2013年到2020年期間將以5.4%的復合年增長率發展，到2020年其銷售額將達到411.7億美元。近年來，機器人技術的研究和應用已從工業領域快速擴展到航空航天、國防軍事、國家安全、醫療康復、社會服務等其他領域。
2013年，麥肯錫全球研究所發布的《引領全球經濟變革的顛覆性技術》報告，將先進機器人列入物聯網、云技術、下一代基因技術、3D打印、新材料、可再生能源等12項顛覆性技術中的第5項。預計到2025年，機器人每年將為全球帶來1.7至4.5萬億美元的經濟規模。作為衡量一個國家科技創新和高端制造業水平的重要標志，機器人產業發展越來越受到世界各國的高度關注，主要經濟體紛紛將發展機器人產業上升為國家戰略，并以此作為保持和重獲制造業競爭優勢的重要手段。
機器人：未來萬物互聯的智能終端
于海斌認為，像機器人這樣一個萬億美元的市場，日后一定會走進我們生活的各個方面。但是機器人每到一個新的環境，要做到與環境融合，依舊是面臨很大的挑戰，機器人對環境和非結構環境的認知能力還有很大的提升空間。所以，在機器人編程、環境感知和人機交互方面都有這樣的一些挑戰。
從機器人發展的五十年歷程來看，從第一臺工業機器人的出現，到大批量進入制造業進行多樣化地應用，之后再進入家庭，呈現的是爆發性地增長。但是這些機器人都是機器人的單體，并沒有和基礎設施連起來。于海斌說：“我們想一下，改造人類社會的東西在信息時代哪一樣如果能夠做到家喻戶曉、路人皆知但不和基礎設施連起來？汽車到處都有，它有一個強大的基礎設施支撐，手機現在無處不在，它有一個強大的網絡基礎設施支撐。”因此，在未來，機器人作為智能終端，與基礎設施相連，將會是未來的發展趨勢。
機器人互聯網：水平與縱向交叉融合
機器人互聯網是在互聯網機器人的基礎上，從機器人應用和推廣或者技術需求的角度來提這件事情的，所以核心的問題是“兩個互聯”：一個是水平的互聯，一個是縱向的互聯。
水平的互聯就是機器人和機器人之間的協作。機床和機器人有挺大的區別，機器人能夠移動和自主認知環境，機床聯網運動控制的時候對幾個軸之間的協同精度要求非常高，但畢竟是在一個半徑下。如果機器人要在跨地域或者可移動的未知環境下做到協同的話，現在的實時性根本滿足不了要求，因為兩個協同保證精度才能搞出一個確定的軌跡。
機器人互聯網的概念，它的內涵應該是實現機器、人、物理過程、信息和人之間的一種橫向和縱向加起來的兩個融合。另一個方面的概念是要有一個支撐平臺。于海斌表示：“我們是基于已有的技術，但是要對現有的技術進行改造和提升，特別是在現在5G已經到來，5G和4G最大的區別是在面向各個領域定制了自己的很多標準和要求。”機器人互聯網從網絡角度來看是借助機器人促進信息物理深度融合，從機器人的角度來看是借助互聯網的資源擴充本身的能力。
面臨挑戰：無縫集成和計算領域任重而道遠
機器人互聯網目前的應用落地依然存在許多挑戰，重點體現在這樣幾個方面：第一是無縫集成，基礎技術有挑戰，如何構建機器人無線協作網絡，滿足高速互聯、高并發接入、高精度時間同步的要求，特別是在離散制造業。于海斌表示，離散制造目前的指標很難達到，即使達到了這樣的指標，離散制造的指標拿到機器人的高速高密度運動的環境下還不能完全滿足要求。
在計算方面，首先，計算任務遷移到云端，難以滿足實時性要求。另外，本地的資源受限，無法處理那么多復雜的計算。因此，如何為機器人高效互聯協作提供邊緣計算資源，成為了下一步工作重點。
對于未來發展，于海斌表示：“機器人要能夠更廣泛普及地走到未來，我們在基礎設施、基礎平臺上還是面臨許多挑戰。當然，這個平臺的背景下也蘊含著非常多的基礎問題，總之，我們要與信息技術深度融合。盡管機器人有它自己的特點，但我們要為機器人這件事情作出一點自己的貢獻。”
報告人簡介：
于海斌，男，漢族，1964年生，工學博士。中國科學院沈陽自動化研究所所長、研究員、博導。中國自動化學會副理事長、全國工業過程測量和控制標準化技術委員會主任、國際自動化學會ISA Fellow 、“機器人學國家重點實驗室”主任、邊緣計算產業聯盟理事長，國家杰出青年基金獲得者，享受國務院政府特殊津貼，國家“萬人計劃”科技創新領軍人才首批入選者。
長期從事以現場總線和工業無線為代表的工業物聯網、基于網絡的控制系統的研究與開發，是我國工業物聯網技術領域的先行者之一。發表SCI/EI收錄論文160余篇，出版學術專著2部，獲得國家科技進步二等獎3 項，國家技術發明二等獎1項，省部級技術發明和科技進步一等獎5項，獲2013年中國標準創新貢獻一等獎、2016年何梁何利基金科學與技術進步獎、2016年國際自動化學會ISA卓越技術創新獎。曾獲全國優秀科技工作者、中國青年科技獎、中國青年科技創新杰出獎等獎項。
來源：中國自動化學會
