工业机器人智能化应用的关键共性技术综述：我后悔了，怎么没早点学做机器人！
近年来，人工智能、云计算、物联网等技术飞速发展，让主要工业国家提出了面向智能制造的战略规划，如“工业 4.0”、“工业互联网”和“中国制造 2025”。这些计划助推制造业从数字制造转型升级，为数据和信息处理提供了强大的支撑。自动化装备融合智能感知、智能规划、智能控制等技术，不仅构成了以知识和推理为核心的智能制造系统，而且加快了制造业的转型升级进程。
在具体的转型升级方式上，工业机器人作为一种自动化装备，通过与先进技术如智能技术和工艺数字化技术融合，不仅实现了面向不同作业场景、作业任务、作业工艺的应用，还加快了生产效率。因此，从单台柔性工作站到大型柔性流水生产线，工业机器人的应用范围不断扩展，在社会发展中发挥越来越重要作用。
然而，在传统行业中，如汽车零部件、三C电子及五金压铸等领域，还存在大量非结构化作业场景，如喷涂、抛磨及装配等，其自动化程度低且环境恶劣，这些都限制了现有生产模式对市场需求响应能力以及人员健康状况。为了解决这一矛盾，我们需要基于智慧与数字科技，对现有的工业机器人系统进行提升，使其具备第2代（Robotics 2.0）甚至是第3代（Robotics 3.0）的特性。
随着我国制造业向智能制造方向发展，以及相关高端装备成熟，我们将促进从1代快速发展至3代，即具有高度自主性的新一代工業機器人。这不仅解决传统机械人的不足，也满足产品定制需求增长带来的多样性挑战，使得更广泛的产业领域能够利用这种革命性的设备。
1 工業機器人的典型技術路線
為解放生產力並提高產品質量與生產效率，我們正逐步將工業機械取替傳統自動裝備。在數字世界中，這些技術與大數據、大資料庫、大計算力等技術結合，以創造一個能夠預測未來，並在必要時進行調整的人類-機械協同系統。
圖1顯示了一個雲端邊緣端點融合系統，它能夠讓真實現場與數位世界完美對接。這種整合使得硬件與軟體之間無縫對話，而這正是工業機械人的核心所在——它們能夠學習並改進自己的性能，以適應新的任務。
從生產過程分析，每個步驟都涉及原料處理或材料加工，以創造出合格品。在轉換為智慧製造之前，這些過程通常依賴於工具或手動操作，但隨著時間推移，我們正在探索如何通過自動化裝備來取代這些過程，並將其轉移到更高級別的人類-機械協同體系中。
圖2展示了一個使用基於感官反饋的人類-機械協同系統，它可以根據環境變遷進行調節。此外，由於我們生活中的日常活動已經被數碼設備所覆蓋，因此我們正在研究如何將這種合作延伸到其他領域，比如家居管理或者醫療保健。
2 工業機器人的關鍵技術
2.1 智能感知系統
要使工業機械獲得真正獨立行走能力，他們必須擁有一套強大的感官技能。這包括視覺感知，用於識別物體形狀大小；觸覺感知，用於判斷壓力；聽覺感知，用於辨認聲音；嗅覺用於辨認氣味；甚至還包括味道。如果我們想讓他們像動物一樣運行，那麼他們就需要擁有類似的功能。但目前最普遍的是視覺和觸覺，因為它們是最直接相關到的功能之一。
當然，最好的情況下，是如果一個公司可以建立一個全面的情境模型，這樣便可以準確地預測任何可能發生的事件，並相應地調整行動。而要達成這一步，就需要大量先進算法，以及巨大的計算資源。我們現在正致力于開發此类算法，并構建可持續發展的大規模計算平台，以支持未來所有形式的複雜問題解決方案。
總結而言，隨著全球競爭日益激烈，一切從事研發工作的人員都應該努力提高自己對未來趨勢理解力的水平。我希望本文能給予您一些靈光，可以幫助您找到前進道路上的指南針。我也期待著看到您的回應，如果您有任何疑問或想討論更多相關內容，我會很樂意聽取您的意見！
