時間:2018-06-16
新浪科技訊 10月24日消息,2016世界機器人論壇21日開始舉行,大會邀請國內外機器人領域知名學者、專家圍繞“共創共享共贏,開啟智能時代”這一主題進行交流研討。北美國機械工程是學會設計委員會亞洲理事長、寧波智能制造產業研究院院長,之前也是ABB機器人部門的主管甘中學以《發展心靈手巧的多臂機器人,打造網絡制造新模式智能引擎》為題發言,他表示,現在我們必須通過CPS網絡和心靈手巧的機器人,加上云大腦三個部分構成新的、二十一世紀亨利福特的生產模式。這種模式可以用于我們的工業生產,同時也可以把這種原理用于我們的服務。
以下為演講實錄:
之前大家講到了醫療機器人和仿人機器人,這里我想講一講工業機器人。我向大家報告的題目是“發展心靈手巧的多臂機器人,打造網絡制造新模式智能引擎”。
之前我在ABB工作了十八年,主要是研究工業機器人。現在中國正在發展工業制造2025,也就是德國的工業4.0,適應這種新形勢是所有做工業的人面臨的問題。智能制造需要心靈手巧的多臂機器人,心靈手巧的機器人是網絡化制造的智能引擎,網絡化的立體制造是中國工業制造的新模式。
現在工業機器人在中國號稱四大天王,從ABB到法達克占據了中國的主要市場。中國很多人在發展工業機器人想占領這個市場,但是我們做工業機器人的都知道,真正的工業機器人技術、智能機器換人是百分之三十,百分之七十的工作工業機器人還不能做。為什么?現在所謂的工業機器人實際上是一個Manipulator,就是一個工業機械臂,它沒有手,更沒有人的這種智慧。所以說要想讓工業機器人在中國大幅度地發展,真正能夠代替人去做那些目前工業機器人不能做的工作,必須發展心靈手巧的雙臂機器人和多臂機器人。
大家想一想,自從第二次世界大戰亨利福特發明了流水線大大提升了生產的效率,但是把每一個工位的工作非常簡單化了。這個簡單化造成了流水生產線必須是有物流的鏈條來支撐,因為它就是一只手。我們人在做這個工作的時候是兩只手,我們還有眼睛、大腦和手。人就是靠我們自己的這種智能和手的感覺和柔性制造出來了精密的瑞士手表,所以要想回復到這個時代是個性化的工作時代,但是人的效率是很低的。要想真正能夠實現個性化制造就要有像人那樣的智慧、柔性和有眼的工作,但是要比人的工作效率更高、更準確、更穩定,這就是我們需要的心靈手巧的工業機器人。
什么是心靈?心靈就是我們的智慧、邏輯思維、判斷、學習和決策能力。什么是手巧?就是我們的手根據我們的感覺做出的及時行動,以及根據我們的直覺和經驗加上大腦的邏輯判斷三個層次形成的。人的手巧既是手的柔性運動,也是人的直觀感覺,還是人的經驗,就是我們所說的Knowhow,你很難把它說清楚,但是有的人就是做得那么巧,有的人就做不巧,所以不是單純的人工智能。要想發展工業機器人,必須發展心靈手巧的機器人。Thinkingas a human being,Act like ananimal,這樣一個多臂機器人的功能實際上要超過人。
這是我們做的一個工業機器人,也是在鍛煉它的敏捷性,還有我們給中車做的三只手,就是兩只手加上腦袋上的一只手同時在安一個玻璃。
心靈手巧的機器人有多少?最簡單的就是雙臂機器人,就像人一樣工作,但是作為一個智能機器人來講,我們可以仿造動物界的多臂多足,我們認為未來的學做機器人可以有雙臂和三臂的工業機器人,未來也可能有人做得更多,包括全工位的雙臂機器人,一個機器人可以做八個工位的工作。
這是我講的心靈手巧的基本概念和種類,心靈手巧機器人是網絡化制造的智能引擎。現在都是個性化需求,每個人要有自己能穿的衣服,茶杯也是我自己的茶杯,不可能是一種規?;纳a,個性化的制造只有心靈手巧的多臂機器人才有可能。
光有這樣的心靈手巧的機器人行嗎?還是不行,因此我們不是把一個心靈手巧的機器人僅僅做成一個自動化機器操作,我們的心靈手巧的機器人既是一個智能終端可以執行,還是一個網絡網關或者網絡控制器,同時還是能夠決策、服務的云決策平臺。我們這里所說的心靈手巧的機器人不光是一個簡單的執行者,還是一個智能中斷和CPS網絡控制器以及云制造平臺綜合的,有智能和柔性動作的機器人。
一個心靈手巧的機器人分為三個層次:執行端就像人的小腦有及時的執行功能,一旦你的手感知到了你的物體,眼睛看到的以及大腦及時的反應,這個層次是一個智能的反饋。我把這個叫做自組織智能閉環,也是我們心靈手巧機器人最底層、最及時、最迅速的反應。
這是我的操作者和機器人進行互動的時候會從人的視覺進行觀察,得到需要校正的環境變化,只是機器人內部調整控制的策略以及目標,這個就是把人的智能和機器進行了協同,把放到機器進行循環,這個就是網絡智能閉環。這個信息送給我的自動線,然后根據人的要求再進行閉環和調整,這個就是網絡智能閉環。我們對一個車間和一個工廠不可能有一個機器人,因此機器和機器之間的互動、自動線和自動線的互動、人和機器的互動、操作者和管理人員的互動才是工廠車間完成一個產品的加工、制造、裝備以及作為產品送出去。這個過程里面我們就有最底層的執行智能,還有中間的網絡智能,以及把所有的互動網絡化以后最高層的云制造平臺對這些智能的綜合,形成了我們最佳的調度、優化、控制以及進化的功能、傳遞到各個網絡的各個部分,也是他們大伙協調一致的工作,這個就叫做群智智能閉環。我們工廠的機器人不光是操作者,還有車間主任機器人和公司領導總裁機器人,也有更高的管理機器人,人和機器之間的協同工作車間才真正叫做智能工廠車間??梢钥吹竭@兩個車之間是有協同的,要么就撞車了,就是你做兩個工作我做兩個工作,這種分配是經過他們之間相互的交流、通訊以及分類來進行。
講到這里,我認為心靈手巧的多臂機器人是一個分布式的智能結構,最底下的就是自組織的執行智能,第二層是人機協同的網絡智能,第三層是整體的人機交互群體智能,三層智能的水平形成了心靈手巧機器人的協同工作。大家都知道熊是哺乳動物,它的智能遠遠高于蜜蜂的單體智能,但這是熊的熊窩和蜜蜂蜂巢的區別,可以看到蜂巢無論是最小結構還是最佳保護的能力都遠遠高于熊窩,這就說明這種群智網絡的智能遠遠大于個體。因此,我們現在構畫的智能制造工業4.0結構就是基于這種分布式、無中心的網絡化智能造成的智能制造網絡,依靠心靈手巧的機器人構造智能工廠的網絡。
大家可能會說人家都在講個性化制造,你怎么來了一個網絡化制造?這是我想講的一個問題,第二次世界大戰以后亨利福特發明了自動流水線造成了工廠鏈條式的生產,但是大家可以想一想,一旦以后每個人、每個家庭作為一個制造的單元,要想形成規模化、高效的制造,唯一可以用的就是我們的物聯網和CPS網絡連起來,在一個大的網絡下面操作才能由個體的智能化變成一個規模化、高效的,而且能夠體現個性化特征的制造。這個制造唯一的狀態就是網絡化,因此網絡化制造是中國制造2025或者工業4.0的一個顯著特點。在這種情況下,正如現在西門子和德國所做的,就是我們有一個實體的工廠,也有一個虛擬的工廠,虛擬的工廠和實體的工廠連成一塊形成了一個CPS網絡,這個網絡下就可以運行真正個性化的智能制造。
我們為創客做了一個萬能制造平臺,叫做全方位柔性加工雙臂機器人平臺,就是我的機器人可以用雙手這樣加工,一個制造平臺就可以有八個工位來做,同時還有數據庫和工具庫,因此對一個創客來講,要想做出什么東西,有了這樣一個平臺就可以完成你的個性化制造,這個叫做萬能制造平臺。另外就是對個性化的車間和工廠,它的基本單元是什么呢?我們做工業的都知道,對于一個工業來講核心工藝主要是鑄造和焊接,前面是叫做Pre-processing,后續的是Post-processing,這三個單元作為一個基礎來構造我們的智能車間。顧客可以根據你的需求說要什么顏色和元件,然后我們當場就可以制造,這里有你的名字,還有所有工藝加工的過程。對于大型企業還不能做到個性化定制,應該是規?;ㄖ疲F在我們給中國中車的高鐵在做一個全自動化的東西,它的加工制造百分之七十還是手工,就是在做整體全自動化的。這是移動的物流平臺,和單臂機器人、多臂機器人和雙臂機器人之間的交互形成了一個工作的反饋量,大概到2018年中期大家可以在豐臺看見我們全自動的示范線。
第二次世界大戰由于亨利福特發明的汽車流水線的興起造成了制造新的方式,現在我們必須通過CPS網絡和心靈手巧的機器人,加上云大腦三個部分構成新的、二十一世紀亨利福特的生產模式。這種模式可以用于我們的工業生產,同時也可以把這種原理用于我們的服務。這個是“王陽明機器人”,這個手的動作也是雙臂機器人帶來的優勢,主要是心靈手巧、隨心所欲、貼心服務,未來我們想給老人小孩服務的話手沒有柔性是不行的,手不安全是不行的,所以柔性的機械手和心靈手巧的手臂是進入家庭的一個門檻,也是一個切入口。