2015 年,《中国制造 2025》发布,明确提出要推动信息化与工业化深度领悟,重点发展高档数控机床、工业机器人、增材制造装备,以及智能化生产线。

中科院院士丁汉:人形机械人——机械人与人工智能结合的爆发点_机械人_技巧 绘影字幕

十年间,中国制造业开启了从「中国制造」向「中国智造」的转型之路。
如今,智能装备、智能产线、智能车间到智能工厂,在海内的企业广泛运用和推广,从提质增效到节能减碳,无处不表示着信息技能、自动化技能和人工智能技能对传统制造业的赋能。

机器人作为智能制造的关键技能之一,集成了新材料、智能传感器和人工智能等新兴技能,能直接参与制造过程,替代人工完成危险或重复性的事情。
机器人已经成为推动中国制造业数字化转型的主要力量。

「机器人是智能制造的四肢,智能制造的终极目标是人机共融。
」中国科学院院士丁汉在近日出席华东师范大学上海人工智能金融学院首届学术年会时,分享了他对机器人发展趋势的研判。
他提出,「机器人可以实现无处不在的制造。

HyperAI超神经有幸与丁汉院士进行了一次深度访谈,进一步理解其在智能制造领域的深厚积累,以及他对工业机器人、人形机器人等研究领域的独到见地。

机器人是人工智能技能的主要落脚点

第一次工业革命以机器取代人力、畜力为标志,成为人类社会发展的主要里程碑。
第二次工业革命见证了电力的大规模运用,推动了工厂的建立和集中式工业制造,专业技能的主要性也随着劳动分工的深化而日益凸显。

第三次工业革命,即信息技能革命,以打算机、数字通信、互联网等技能改造为核心,加速了生产效率的提升。
也正是这一期间,工业机器人出身了。
1959 年,美国人英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人「尤尼梅特」,并在通用汽车的压铸厂生产线上投入利用,将机器人从抱负带入了现实。

然而,50 年代的机器人紧张以机器臂的形式完成大略的重复性运动,还没有形成「人」的观点。
彼时,可编程机器臂仅能根据程序完成单一工种的根本事情。
近十年来,随着物联网、视觉传感器等底层技能和产品的升级,以及人工智能技能的深化运用,机器在工业制造环境中开始得到决策能力,真正向「机器人」迈进。

丁汉院士提出,未来,在机电系统与生命系统的深度领悟下,机器人的发展趋势是具有更高环境适应性和自主性。
人形机器人有望在非构造化环境下实现自主决策,而人工智能、大模型和传感器的无缝对接,将为机器人技能带来更大的创新与打破。

丁汉院士强调:「未来,机器人将是人工智能的主要落脚点。
」他认为,人工智能的运用拓展应以「帮助人、拓展人、做事人」为核心,通过技能进步将人类从繁琐的事务中解放出来,使其能够从事更加高等、更加富有创造性的活动。
他判断,未来十年将是机器人与人工智能结合的爆发期。

回归到工业制造领域,他认为「机器人是智能制造的四肢」,将从最初的与零件交互,发展到与环境、人和其他机器人的繁芜交互。
机器人化制造也将为计策领域核心部件的高效高精加工供应新的思路。

人形机器人是机器人技能的集大成者和制高点

只管最初的机器人难以胜任工厂内风雅的制造任务,精度和灵敏度都无法和机床比较,但随着技能进步,机器人正在改变着工业制造的格局。

目前,很多企业实行的「黑灯工厂」,即完备无人化、依赖机器自动运行的聪慧工厂,大量运用了工业机器人和机器臂,但它们紧张卖力一些大批量、规范性的加工制造,按照预先设定的程序和算法进行识别、反馈和循环操作。
对付一些小批量、技巧性强的精密零部件加工,传统机器人难以胜任。

针对这一寻衅,丁汉院士认为,人形机器人和机动操作在工业界有着巨大的潜力和代价。
人形机器人涉及机器、电器 、材料、传感、掌握、人工智能等多个学科的交叉与领悟,被国际公认为是机器人技能的集大成者和制高点。

Atlas,图源:波士顿动力官网

近年来,国内外有许多企业纷纭投入人形机器人赛道。
波士顿动力用液压系统打造的 Atlas,从蹒跚学步到步履生风,不断刷新人们对机器人的认知。
虽然液压 Atlas 已经「退役」,但他为人形机器人发展奠定了根本。

特斯拉创始人马斯克在 2021 年宣告进军人形机器人领域,并在 2024 年初公布了第二代 Optimus(擎天柱)溜达于特斯拉工厂内部的***。
英伟达创始人黄仁勋也提出,人形机器人将会改变工业界,并在今年的 GTC 大会上先容了基于英伟达 GR00 平台的人形机器人。

在中国,优必选 2023 年底成功登录成本市场,成为「人形机器人第一股」。
「华为天才少年稚晖君」离开华为后创办的智元机器人,也于 2023 年 8 月发布了首款通用型具身智能机器人「远征 A1」。

从实质上讲,人形机器人可以拆分为「人形」和「机器人」两部分。
「人形」是指其形状采取人类的两足双手设计,以更贴近人类事情办法的形式去完成各种任务;「机器人」则是须要其具备一定的决策能力,能够像人一样思考,而不是实行既定程序的机器。

丁汉院士认为,拥有判断意识是人形机器人的颠覆性变革之一。
例如,过去的家用机器人(例如扫地机器人),在用户启动程序后才会根据方案路线进行清扫,但是具备判断意识的机器人则可以根据机器视觉和智能传感器检测到屋内或桌面上的垃圾或凌乱物品,从而主动进行整理和清洁。

在技能层面,丁汉院士提出,要加快人形机器人在特种环境中的运用,针对恶劣条件、危险场景作业等需求,强化其在繁芜环境下的本体掌握、快速移动、精确感知等能力,打造特种运用处景下高可靠人形机器人办理方案。

咬定青山不放松,丁汉院士的机器人技能攻坚

不可否认,在三次工业革命中,我国在技能的自主性与创新性上与西方国家存在一定的差距。
但近年来,随着 5G、物联网、AI 等技能的发展,海内科研和家当界捉住机遇,在部分领域实现了追赶乃至并跑。

丁汉院士认为,我国的一大上风是场景丰富,场景可以驱动技能的攻坚打破。
他指出,目前恰逢我国工业转型期,呈现出了很多运用处景,如果能够以场景和制造任务为核心,将能够提升我国在干系领域的技能水平,并为行业进步做出本色性贡献。

作为最早一批进入到机器人研究领域的学者,丁汉院士见证了工业机器人一起以来披荆斩棘、变革打破的进程。

早在 1986 年,丁汉就开始跟随导师开展机器人方向的研究事情。
2001 年开始,他和团队开拓的 20 余套工业机器人作业系统,广泛运用于焊接、装置、码垛和机器加工等领域,研究成果「工业机器人作业系统的关键技能研究、开拓与运用」得到了国家科技进步二等奖。
2005 年,他开始从事数字化制造根本研究,主持了数字化制造领域首个国家重点根本研究发展操持 (973 操持) 项目并得到了滚动支持。

2012 年前后,丁汉敏锐地洞察到机器人化制造的广阔前景,开始将机器人与数字化制造技能相领悟,首创了机器人化智能制造新方向,推动了制造模式从「铁打的机床,流水的工件」到「铁打的工件,流水的机床」的转变。

2016 年,他担当国家自然科学基金重大研究操持「共融机器人根本理论与关键技能研究」辅导专家组组长,在国际上率先开展共融机器人根本理论与关键技能研究。

2017 年,他主持国家重点研发操持项目「大型风电叶片机器人智能磨抛技能与系统」,其研究成果「大型构件多机器人智能磨抛加工技能」入选 2018 中国智能制造十大科技进展。

除了积极推动核心技能自主可控外,丁汉还强调,「事情要一分为二:一方面做到自主可控,另一方面在科技上要进行环球互助。

结语:当聪慧机床与人形机器人成为工厂常态

丁汉院士认为,未来,机器人的运用空间与范围将持续扩大,在细分领域繁杂的工业制造业中,人工智能算法将进一步推动实时在线的检测与丈量成为可能,尤其是在我国 AI 芯片与传感器不断取得打破的情形下,「机床将成为聪慧机床」。

同时,他预测,人形机器人将走进工厂,取代人类完成重复性高、呆板、危害人体康健的事情任务,让人类能够专注于更有代价、更故意义的事情。