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欧洲机器人学 和未来
随着科学技术的飞速发展,在机器人领域涌现出许多显著的研究成果,机器人学的发展在全球范围内呈现出不尽相同的趋势,在2018世界机器人大会上,欧洲机器人协会副主席、库卡机器人有限公司德国总部研发负责人Rainer Bischoff,介绍了机器人学在欧洲的发展与未来创新.
欧洲机器人协会是一个非营利组织,也是欧洲最大的机器人组织,既代表了产业也代表了学术.组织成员中大约有1/3是产业代表,2/3是学术代表,协会大多数的决策是基于双方各占50%的权进行的.因此,我们一直试图平衡产业和学术之间的意见,弥合两者之间的分歧.这样的做法在欧洲是非常独特的,能够使得学术和产业之间的合作更为紧密.如今,协会中有240多家成员,30多个话题组,我们共同探讨机器人的未来.我们会按照领域、平台、技术,甚至是按照社会学,对机器人进行分类,包括医疗机器人、农业机器人、工业机器人和物流机器人等.又或者我们会探讨机器人的总体技术架构是怎样的,也会从技术角度深入了解技术的发展会对未来产生怎样的影响,这些技术是如何更好地改善机器人的系统的.当然,我们也不能忽略总体的社会影响.
我们的协会是鼓励公私合作的.2014年,欧盟委员会和欧洲机器人协会启动了一个称之为“SPARC”的机器人研发计划,里面包含了欧洲最大的机器人研发项目,2014年到2020年总共接受了欧盟大约7亿欧元的资金用以进行研发工作.除此之外,来自行业、企业的私营部门也给予了20亿欧元的资金支持,协助我们进行相关的研发工作.这意味着我们总共有28亿欧元的资金用于时长为七的研发.一直以来,我们在不断更新研究领域,每年都会发布技术路线图以便告诉人们,我们的研发方向.
可以这样说,在欧洲,我们支持机器人和人工智能等技术研发的历史非常长,涵盖不同的时间点.从1998年一直到2020年,大概会有四至五个阶段.最开始它仅仅是一个学术网络,随后吸引了一些行业的合资伙伴,通过一些项目搭建起了学术界和行业的平台.2009年,我们开始致力于做研究,之后成立了欧洲机器人协会.“SPARC”是一个公私合营的项目,每年都会发布技术路线图,欧盟委员会也会给予我们资金支持,从而能够更好地促进学术界和产业界的合作,这种合作如果没有各方的共同努力是不可能实现的.
我们认为,如今机器人已经对很多领域都产生了影响,它不仅能提升工业的竞争力,而且能提升人们的健康水平,并且在很多领域中还能够提升安全性.随着技术的进步,机器人的应用领域不再仅仅是小范围的领域,在大多数的常见领域中,也可以窥见它的身影,如汽车行业.可以说,机器人技术辐射的领域是非常广泛的,因为机器人是一个实体,能够在真实的世界中和大家互动,也能够操作和移动一些物体甚至是人.而这也正是机器人和人工智能的区别所在,机器人是一个实体,是一个能够看得见、摸得着的东西.
机器人产业的增长非常快速,欧洲方面的增长速度可能看起来并没有那么高,但实际上在欧洲有一个很好的开端.有些机器人公司的成立时间不长,但增长速度非常快.机器人影响了几乎所有的行业,但从传统的工业机器人的角度来看,大多数的应用可能还是在汽车行业中,在欧洲和美国可能皆是如此,电子行业也是一个增长速度非常快的行业.此外,在其它行业中,工业机器人的应用也日益变得越来越多.如今,在包括焊接在内的许多行业中,工业机器人的应用已经非常普遍.在欧洲,我们试图将工业机器人从那些比较成熟的行业转移到新的应用环境中,整体上可能还是在汽车这一大的行业范围内,但可以将其从做总装转移到其它的步骤上,也可以将其应用在其它行业中,因为在有些行业领域需要提高自动化,以降低成本,提升质量,又或者,工业机器人能够帮助某些具体的行业作出微调,以改进生产生活方式.
工业机器人有着广泛的应用领域
可以这样说,从机器人的发展形势来看,汽车行业仍然是主要的创新来源地,以ARENA2036这个企业来说,它主要是研究未来汽车装配的过程.在这一过程中,生产线是非常灵活的,机器人不断地进行移动、工作,从而生产出各种类型的汽车.当然,在未来,更为自动化的生产过程还需要我们花费更多的时间去进行研究探索,但至少我们找到了一个目标,而这正是我们可以为之努力的方向.
在医疗行业中,工业机器人的应用正日益变得普遍,我们可以通过机器人为医疗服务做一些相应的辅助工作.工业机器人只能做一些非常简单的动作,比如指向某一点,然后将某件物品转移到另一个地方,但是当我们把机器人技术用在医疗行业的多个不同领域中时,机器人技术加持下的医疗就可以为人类作出更多的贡献.
在农业领域,工业机器人的应用也是非常有趣的.一直以来,欧洲在养殖和挤奶机器人方面的研究非常领先,在一些农场中,一种融合了3D检测技术所研发的挤奶机器人,在挤奶过程中可以从奶牛身上挤出更多的牛奶.此外,在一项称之为“精准农业”的项目中,科学家研究开发出的机械机器人系统用途十分广泛.比如,在农作物种植的时候,可以用其去喷洒农药或者是去播种.在农作物收割的时候,可以用机械臂对这些种植好的农作物进行收割,极大地提高了工作效率.
在基础设施领域,工业机器人也有若干个应用方向.其实,欧洲在这个领域也具有很强的实力.我们不仅与各个国家之间开展合作,还在一些垂直的层面与多方面进行合作.比如,在挪威这种近海的油气行业中联合所有的利益相关者成立研究中心,以研究如何能够实现近海采油自动化.另外,在丹麦和荷兰也有诸如此类的机器人网络.所以说,我们与各个地区都在不断地进行合作和研发,充分利用合作资源.
目前,欧洲重点关注的是哪些技术呢？众所周知,机器人是多种不同技术和流程的复杂综合体,并不是一种简单的技术,而是一种融合的技术.比如计算、AI、通信等,所有这些技术必须融合在一起才能形成良好的系统.
首先,我们关注的是互动式的技术,包括人机互动、人机协作.当然,安全也是非常重要的.其次是更好的意识和行动,这里包括传感、信息解读、认知和感知等,然后是建立起更好的系统或者工具.由于机器人是一个非常复杂的综合体,因此需要一些很好的工具来开发机器人系统,对其进行模拟和编程,这些都是欧洲比较关注的技术领域.当然,我们对于技术的关注角度也是非常广泛的,对每一个领域的技术都会有所涉猎,但通常来说,这些技术都只有融合在一起才能生产出好的机器人,这一点是不容置疑的.因此,不能仅仅只关注某一种技术,而要把它们整合在一起进行研究和创新,探索AI潜在的巨大影响.
如今,人工智能的发展势如破竹,但我们不要忘记机械本身仍然是机器人的底层核心,这个领域仍然存有创新的余地.目前,对于欧盟来说,这也是一个非常复杂的过程,应该怎样确定优先领域,应该关注什么技术,这样的过程实际上是非常复杂的.在欧盟,共有250个组织在一起讨论下一个计划应该以什么领域作为优先考虑的领域.现在,我们已经对未来的优先领域进行了确认,认为应该在诸如医疗保健、农业食品、基础设施的维护和检查以及敏捷制造等领域中进行更多的政府部门的公共投资.
可以这样说,医疗保健是一个垂直的整合领域,农业方面主要是指农业、园艺等,基础设施方面包括物流、仓储、运输和交通等,欧盟决定将投入大量的资金以支持这些领域的发展.在医疗保健领域中,主要是要改进公民的生活质量.现在在这个领域中存在人手缺乏的问题,并不是很多人都愿意在这个领域工作,所以我们必须要实现自动化,以改进医疗保健领域中的服务质量、降低治疗成本.在农业食品领域中也存在类似的问题,如今大多数农民的年龄都超过了45岁,存在老龄化的问题,而且大多数人不愿意去做农民的工作,所以需要实现更多的自动化作业.此外,我们需要保护环境,这也就意味着我们需要尽量减少化学药品的使用,如今的资源越来越有限,那么如果我们想要改进庄稼质量就需要更多节约型的农业.在维修方面,除了要确保基础设施没有任何宕机时间,还要考虑安全性和经济方面的影响.在敏捷制造领域,需要技术的支持以改善劳动力老龄化的现状,现在工人的平均年龄增加了1岁,在一定程度上表明劳动能力减少了.因此,我们要减少那些不安全的工作,增加生产效率,提供化的产品,降低成本,同时保证欧盟的生产能力.
医疗保健机器人可以用于智慧医院的建设中,可以用于康复中心,也可以用于家庭中人员的照顾,为人们的生活带来便捷.今后,机器人的成本效益比将会变得更高,实现化、个性化的治疗,更好更精确的诊断,因此,我们需要支持医疗创新.
在农业食品行业中,我们需要实现精准农业、自动分拣及打包,以及对家禽家畜实现机器人管理.
在维护和检查基础设施方面,大家都知道,在我们的生活中基础设施的检修是非常重要的,所以我们需要找到更好的方式进行检修,同样,在能源水电、工业流程等领域也都需要好的基础设施.
再者就是敏捷制造,我们是从高量低混合到低量高混合的转变,需要设置自动化程度更高的ROI（投资回报率）,也需要有更好、更容易安装、更易于使用的机器人.如今,技能型劳动力的人口数量存在缺口,我们关注的焦点是人与机器人之间的协作和共存,要解决的挑战包括需要在工厂里面实现数字化转型、需要人机协作、需要所有的机器连接起来、需要在“工业4.0”的状态下实现“物联网”.
机器人与人工智能融合发展
目前,在欧洲还有一个关于机器人和人工智能的争论.我们都知道,中国和美国在人工智能方面做得非常先进,欧洲也在思考,是否还要在AI领域进行投资,还是直接从中美的研究经验中进行借鉴？其实,欧洲也在对AI进行投资,但我们关注的焦点不太一样.我们希望把AI的研究与机器人相结合,将其称之为物理智能,我们希望能够保持安全性、伦理性和法律性.在机器人和人工智能的结合中,机器人应该能够智能地移动,具有自我学习系统,并且能够与现实世界进行互动.这是“机器人+AI”,而不仅仅只是AI.
机器人和人工智能会有什么互动呢？前面提到医疗保健、农业食品、基础设施的维护和检查以及敏捷制造四个应用领域,在这些领域中都需要对流程通过监测的方式进行优化,AI需要足够的数据来展现它的功能.最近,我们从欧盟获得了一笔AI平台的资助,虽然只有2000万欧元,但这是一个起点,将人工智能与机器人相结合,在这样的平台上,我们可以提供一些应用.
为什么说只有AI是不够的呢？我们需要先进的机械系统,这样才能提供更高级别的功能,所以我们不能仅仅满足于AI系统,还需要去考虑它的运动控制和感知系统等.我们需要高级别先进的系统工程,同时还需要它能够适应具体的环境,比如空间、水下、医疗等环境中.
在AI的市场上,同样存在一些垂直因素.除了和机器人相似的几个领域外,AI还有一个新的领域,也就是在金融、法律和公共服务方面提供相关的功能.如今,物理人工智能是欧洲特别关注的研究领域.
目前,“地平线2020”计划中有很多的建议性项目,但只有少数一部分得到了投资,投资金额达到了31亿欧元.可以这样说,虽然有很多的计划,但得到的资金并不多,所以我们必须珍惜所获得的资金资源,把它用在所聚焦的核心领域中.
未来,我们要把机器人和人工智能领域的各个相关方都连接起来,共同促进机器人和人工智能的发展研究.前面已经提到过,机器人技术是各种跨界技术的融合,所以我们需要联合起来协同发展.
（本文根据“2018世界机器人大会”现场演讲整理而成,未经演讲人审阅.）
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