“機器人是制造業的皇冠，它的應用、制造是衡量一個國家高端制造的重要標志。”2020年12月11日，在由中國自動化學會、深圳市科學技術協會聯合主辦的2020國家機器人發展論壇上，中國工程院院士、湖南大學電氣與信息工程學院院長王耀南認為，“發展機器人技術和產業已經成為我國重大戰略的需求。”

進入高端發展時期

為什么各國要競相發展機器人？王耀南認為，原因在于國家民生工程的需要。機器人能夠輔助人們完成各種危險工作、復雜任務，在大型工程如橋梁建造以及維護、海洋開發、太空探索等中都發揮著重要作用。

王耀南指出，20世紀，機器人進入到智能發展階段。人類進入現代工業社會后，機器人主要被應用到工業領域，尤其是二戰以后日本、美國、德國等國，在勞動力短缺的情況下，工業機器人有了更多的應用空間，所以60年代工業機器人得到大力發展。

今天機器人的應用無處不在，在制造業、物流行業、醫療行業等領域都發揮了重要作用。“從平臺建設方面來看，機器人分為工業機器人、飛行機器人、移動機器人、空間機器人、海洋機器人等，這些機器人在智能制造領域應用較多。”王耀南說。

“近十年來中國機器人發展可以分為兩個階段，前5年為產業發展期，如今已經進入到高端發展期。”王耀南預測。

新冠肺炎疫情之后，醫療機器人成為智能機器人的主攻方向之一。“未來，機器人還將在國家重大工程基礎設施建造，尤其是將在新基建的建設中發揮重大作用。”王耀南說，比如關于珠穆朗瑪峰的科考行動，在惡劣天氣下，未來可采用機器人協助考察。

具備四大核心系統

王耀南認為，機器人是一個能夠自動執行和操作作業的裝置，它具備感知功能、規劃功能、決策功能、控制功能，能夠完成人類難以完成或者重復的勞動，可以在枯燥、危險、惡劣的環境下使用。

那么到底有多少種機器人呢？王耀南指出，從不同角度出發，機器人劃分的類型也不一樣。如從用途來看，可分為工業機器人、農業機器人、醫療機器人、巡檢機器人等；從空間來看，有工業機器人、水下機器人、空間機器人、陸地機器人等。

“不難看出，機器人是一門涵蓋了多學科的科學，涉及人工智能、機械工程、控制科學、計算機、電子、材料等多個領域。”王耀南表示，“但不管多么復雜的機器人，實際上它都是一個自動化系統，具備感知系統、決策系統、控制系統以及復雜的本體結構系統這四大核心部分。”

此外，王耀南認為，智能感知、智能協作規劃、智能精準控制是智能機器人的幾大核心技術。在智能感知方面，如何設計好一個完整的機器人視覺感知，如何打造微傳感高智能化的感知感控一體的芯片，是今后要思考的問題；在控制技術方面，柔順控制、智能控制、協同控制是三個研究熱點；要達到精準控制，機器人還要有一雙靈巧的手。“機器人作業，用來完成復雜任務，打造靈巧的機器手是一項關鍵技術。”王耀南說。

未來小型機器人或成標配

“現在人人帶手機，將來人人會帶小型機器人，而要滿足這個需求，機器人需具備五大要素。”王耀南說，即具備感知功能、規劃功能、決策功能、運動功能、學習功能。

在王耀南看來，“未來真正的機器人要具備情感交互、人機協作功能，并具備學習、語意分析等能力，才可以真正成為智能服務機器人。”

要實現這個目標，我們有大量工作要做，比如把感知能力、記憶能力、學習能力、決策能力加入到機器人的系統中，讓機器人具備智能化、自主網絡控制系統。

“發展智能機器人，人工智能是關鍵。人工智能三大核心技術，感知技術、認知技術、行為控制技術是發展智能機器人的主要技術。”王耀南說。

王耀南指出，人工智能怎么和機器人有機結合起來，歸納起來有幾個關鍵點，在感知層面主要涉及語言識別、物理識別；在認知層面主要涉及語意理解、情感分析、決策層具備多模態交互等；在執行層面主要涉及步態控制、步態識別和交互等。

“未來機器人發展一定是網絡化、自主化、協作化、靈巧化的。同時，機器人一定是要有一個好的發展規劃、創新的環境和下一代機器人的標準和技術。”王耀南說，最關鍵還要有產業隊伍人才，這個人才隊伍需要將技工、工程師、科學家融合在一起。