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近兩年,人工智能技術迅速發展,千行百業都面臨巨大的機遇和顛覆性的挑戰。在工業領域,人們迫切需要一種能實現人機自然交互,并根據生產需求進行實時調整的智能設備,于是“具身智能工業機器人”誕生了。
工業機器人提供了具身智能所需的物理實體,使其能夠在現實世界中進行感知、操作和移動。AI大模型則為工業機器人提供了強大的“大腦”,使其具備更高級的智能。
與現在火爆的人形機器人不同,具身智能工業機器人專為工業場景而生,更適應工業生產環境,而非自然環境。工業環境是一個相對封閉、簡單的環境,具有特定的任務和局限,因此不需要人形機器人這種適合自然環境的形態。
隨著市場需求的多樣化和個性化,制造業將進入“定制化生產”時代。傳統的生產線往往采用固定的生產模式,難以適應變化。而AI大模型的加入,可以使機器人更加靈活,能夠根據不同的生產任務自動調整作業策略和流程,在柔性制造方面發揮重要作用,對需要中小批量、多品種生產的制造企業尤為重要。
智能工業機器人循序漸進勢發展
不同的生產任務有不同的生產環境,具身智能工業機器人必須具有高度的智能,才能夠在生產任務間靈活切換,適應不同的環境需求。
在生成式AI浪潮之前,工業機器人行業就已經采用了大量的人工智能技術,比如在來料檢測、故障檢測、產品質檢等多個環節中,目前依然使用的是計算機視覺等傳統AI技術。
不過,傳統AI應用只是受限于數據、算力等方面而產生的臨時性的、成本相對較低的一種解決方案。未來隨著AI大模型的不斷進化,其將在工業生產的各個環節得到更為廣泛的應用。
比如在搬運碼垛應用領域,工人師傅只需在屏幕上輕輕一點,工業機器人便開始自動搬運貨物。在短短幾分鐘內,一堆雜亂無序的貨箱就被擺放至合理的位置。
在焊接機器人應用領域,有了智能感知、機器視覺與AI算法的加持,工業機器人可以自主識別焊縫位置、調整焊接參數、實現焊縫跟蹤,全程無需人工干預,便可實現高質量、高效率的焊接作業。
作為機器,隨著技術的進步,工業機器人的智能化發展勢必將循序漸進。前期階段,它將長期和人類共處在同一生產環境下。伴隨技術的發展,其智能化程度會越來越高,越來越多時候將不需要與人協作就可獨立完成任務。而發展的高級階段,將會實現真正的“無人工廠”。
如何實現工業機器人智能化
雖然AI大模型與機器人的融合前景廣闊,但仍面臨一些挑戰,如何讓工業機器人很快具備執行具體生產任務的能力,或者如何把人類的專業技能轉移到工業機器人上,核心在于通過“環境感知”“人機交互”“學習優化”實現“智能化柔性適配”。
1、環境感知
傳統工業機器人執行任務時需要人工編程干預,也有采取手動示教等方式,而AI大模型強調的是機器人在執行任務時通過自身的感知和動作來優化行為。
為了讓機器人能夠更好地與環境互動,首先需要對現有的傳感器進行優化和集成。例如,視覺傳感器(如相機、激光雷達等)可以幫助機器人識別和定位物體;力覺傳感器可以讓機器人感知到物體的硬度和阻力,從而在搬運和裝配過程中避免損壞物品或發生碰撞。
2、人機交互
AI大模型的核心價值在于能夠讓人與設備實現自然語言層面的交互。人類可以用自身習慣的方式與機器人溝通,如自然語言、肢體語言、動作、行為示范等,從根本上打破人與機器間的語義隔離。在人和機器之間建立起了一種高效的溝通方式,從根本上打破了人機交流的障礙,變革了人機交互范式。
為了實現這一點,工業機器人需要具備一定的自然語言處理能力和情感識別能力,這樣機器人就能夠理解人類操作員的指令,并做出相應的反應。例如,機器人可以通過語音識別技術與操作員進行溝通,獲取任務指令或反饋工作狀態,甚至通過手勢、目光等非語言信號進行互動。
3、學習優化
AI大模型通過整合感知、認知和決策能力,將機器人從單一功能的執行單元提升為具有自主學習和優化能力的智能系統。
為了實現這一目標,機器人需要配備先進的機器學習和深度學習算法。并不斷收集來自環境和自身的反饋數據,通過這些算法和數據,機器人可以從歷史經驗中識別出潛在的改進空間,不斷調整自己的行為,優化工作效率。
在實踐中,企業可以通過大數據分析平臺收集和處理來自生產線上的實時數據,對機器人的行為進行深入分析,優化其學習過程和決策能力。
結語
總的來說,與人工智能的結合,使得工業機器人在生產過程中更加靈活、自主,提升生產效率和質量,還能降低工業機器人的使用門檻,讓工業機器人應用更加普及,并激發更多有創造力、有創新性的人才進入機器人領域,推動制造業邁向智能化與自動化的新階段。
機器人在線認為,從企業層面,可以從實際應用出發,探索具身智能在特定行業中的應用場景,如智能制造、倉儲物流、精準裝配等領域。同時,盡早試點和部署具身智能機器人,積累實踐經驗,促進技術的不斷優化。從產業鏈層面,應從智能硬件、軟件平臺到服務支持等方面共同發展,推動具身智能機器人從單一功能向多功能平臺的轉型,使其能夠適應更廣泛的工業需求,形成一個圍繞具身智能技術的產業生態圈。
可以預見,具身智能正成為重塑全球制造業競爭格局的關鍵驅動力,使得機器人從“能動”到“自己干活”轉變,為工業制造業的智能化升級提供支持。或許,誰能在這一領域搶占先機,就能在機器人行業中率先破局。