现代的机器人功能已经非常强大了,在汽车组装流水线上,功能强大的机械设备、机械手或机械臂,迅速、准确完成着各项组装任务,像压膜、焊接、喷漆等。本人也亲自在现场见证了日本著名的自动化安装流水线生产某光学组件的过程,数百米长的自动化生产线,工作迅速、准确、高效、井然有序,令人叹为观止。
我们经常在视频中看到,现在的机器人功能已经不局限于安装功能,其具备了各种表演功能,包括跳舞、与人对话、面部表情、送餐、助力、仿接发球(乒乓球或网球)等诸多功能。个人觉得,不久的将来机器人会越来越专业化或者专属某特种功能,像高空安装机器人、高空清洗作业机器人、专属高层建筑作业机器人、伺候老人机器人、伺候病人机器人、伺候婴幼儿机器人、拆卸机器人、特种环境作业机器人、按摩机器人、(重污染或重辐射环境下的)手术机器人、机器鞋、机器手套等。
机器人的形状不一定仿人形,目的符合实际情况即可。就像飞机,它飞得比鸟快,但翅膀不一定和鸟一样来回或上下前后扇动,有螺旋桨或喷气口照样可以起飞和降落;汽车比马儿跑得快,不一定非要仿马,非要有四条腿不可,靠四只轮子旋转,其速度可达每小时200公里以上,所以在形状上和用途上科学家、工程师和设计师们有非常广阔的想象空间和发展空间。
谈到机器人的控制,恐怕大部分机器人还必须是系统性的控制,也就是说机器人本身就是一套完整的自动闭环的多环的控制系统,甚至是多种控制系统的组合。这些系统中可能包括线性控制、非线性控制、最优控制等一些现代控制技术的应用,还必须配备各种各样的传感器,像温度、握力、光电、声音、距离等,还有高精度的机械部分,像连杆、轴承、万向节等。还有控制部分,像各种阀门、控制阀、伺服电机、开关等,这都是机器人整体硬件部分,还有重要的就属中央控制系统了,包括软硬件。由此可见机器人的发展需要自控理论、材料科学工程理论、工艺控制工程理论、机械工程、电气自动化、前瞻科学等多个专业领域的人才,靠他们的共同努力、配合、奋斗和发展。
机器人的训练,一定是多次反复验证的复杂过程,不会是一帆风顺的,就像一开始飞机和汽车一样,肯定会有许多深刻的教训,然后在不断改进的基础上继续前进。伺候老人机器人的训练更是如此,更不用说照顾婴幼儿了。我想大概没有人敢把自己的孩子交给第一批机器人照顾吧?但这个过程肯定会有的。应用的机器人越多,应用的各种类型机器人越多,数据越多,经不断改进,才能更可靠,更标准,更进一步推广,才能更实用,更便宜,更造福人类。
机器人的未来前景一定是非常丰富多彩的,机器人的应用也必将充斥到我们日常生活的方方面面。随着机器人的应用,与其相关的控制理论、材料应用、控制器械、传感器、控制器、大数据、芯片、控制软件、维修保养等等也带来新的就业机会,当然了也有可能对人类的道德理念、行为规范和日常生活产生深远的影响。将来机器人就像现在好多人离不开手机一样,每个人也许从出生那天起就再也离不开机器人了,直至人生的终点。