10月20日,第二屆“中國制造2025”對話德國工業4.0大會在廣東(潭州)國際會展中心順利召開,來自海內外的嘉賓歡聚一堂,共同見證了這一年一度的中德合作交流盛況。本次大會精彩紛呈,專家學者、政府官員、企業高管紛紛就中德雙方在智能制造領域合作機遇作了精彩的演講,下面就為大家獻上德國人工智能研究中心(DFKI)機器人技術創新中心負責人弗蘭克.基爾西納教授(Frank Kirchner)的精彩演說。
弗蘭克.基爾西納教授(Frank Kirchner)
非常感謝大會誠摯的邀請,那我在這里簡單介紹一下人工智能以及機器人技術創新中心。
首先,我本身是大學機器人研究中心的主任,同時也是這個學校的教授。雖然我們的研究中心在德國算規模比較小的,但是我們卻在研究人工智能和機器人技術領域非常的專業,很多地方都有我們的分支機構。
作為是一個工業研究性質中心,我們和行業上下游其它機構進行密切的合作,合作方包括股東、研究中心、大型公司、中小企業等,其中像谷歌、SAP等公司都是我們的戰略合作伙伴。并且我們的合作方式也多種多樣,目前取得了一定的成果。
我們的機器人技術創新中心,專攻人工智能機器人領域。目前我們有水下機器人、宇航機器人、救援機器人,還有研發了一些物流生產領域的機器人,這些不同類型的機器人可以進行各種高難度的水下作業、空間作業,而且我們在機器人的研究上特別注重人機交互,力求機器人和人工智能的相結合。
這是我們充滿朝氣和活力的團隊,截至目前,我們有31個團隊成員,他們都是不可多得的專業人才,能夠處理非常專業的領域。有的成員是專門做機器人設計的,有的成員專注負責人機互動程序的設計,還有成員負責整個控制系統設計,他們都表現的非常專業。
專業設計能夠保持機器人實現長期的智能化,特別是對于人機互動、工業4.0這樣非常重要的話題。說到”德國工業4.0“,我們有三個“德國工業4.0”之父,并且他們都對起草德國“工業4.0”戰略規劃做出了重大貢獻。第一個是研究中心的主任,第二個是國家工程院的教授,第三個是研究院的教授,他們以及其他一些研究人員在2011年的時候創造出了“德國工業4.0”概念,在全球范圍內掀起了“工業4.0”的風潮。
“德國工業4.0”從何而來?第一次工業革命使得人們開始機械化過程,通過蒸汽機、動力系統等翻開了人類工業文明的篇章。第二次工業革命是電氣化革命,工業進入到電氣化進程當中,使得工業領域能夠進一步實現大規模生產。接著工業發展大步向前邁進,等到了70年代的時候,大規模機械化和電氣化已經趨于穩定,人類更進一步開始了非常重要的工業信息化進程。人們通過信息化的技術發展,得到了更多的數據,處理這些數據,解讀這些數據。把不同的信息整合到完整的系統當中,這才有了后來的人工智能話題。到了今天,數據處理已經不僅僅是局限在單獨的機器上面,而是形成信息互聯,并且越來越多普通人都開始關注機器的人機交互功能,這說明人們已經認識到它的重要性和未來的發展趨勢。
以前,人們看到PPT、機器和人在物理面上是分開的,人們的思維還是局限在一個區域,這是一個問題。現在人們解開了這種禁錮,人們看不同的圖、不同的視頻,感受不同的視覺、體感認知,開始消解之間的隔絕。人與機器更加近距離的合作,可以把人從籠子里面解放出來,但合作的同時也要保持安全。
關注另外一個問題,如何研發出來自動化程度強、敏感性高、人性化的機器人,使得人能夠進入到機器人工作的作業環境當中呢?這是實現人機交互非常重要的一步,因為首先要保證作業人員的安全。德國標準化進程在過去幾年中得到快速發展,從而形成了獨具特色的發展模式。這里列出了人機交互過程當中的模式,比如大家看到第一階段,人機之間完全沒有互動,如果人一旦進入機器人里作業,機器人就會停止操作;進入第二個階段,人輸入指令后進去工作,機器人能夠知道人的行為發生;進入第三個階段,人和機器人可以共同作業,但是要保持一定距離,要保證人的安全;到了第四個階段,人和機器人可以發生碰撞,但只是非常有限的碰撞。可以看到上面的三種,都是現在廣泛使用的工業機器人,而第四種是我想介紹給大家的,因為這才是機器人未來的新趨勢。這個趨勢也是是一個門檻,而且正在處于關鍵轉型期。現在全球非常著名的工業巨頭以及具有創新潛力的中小企業已經開始涉獵第四個階段。
接下來講非常重要的一點,我們研究機器人必須要確定機器人能夠發展到什么程度,而且這種程度是能夠實現的,比如人和機器人可以進行接觸,協同作業。這張圖片是寶馬在機器人上的一個典型應用,我們能夠直觀的感受到這種程度。
機器人作業當中有三個非常重要的點,其中一個是控制,必須確保人和機器不會發生硬碰撞,同時保證機器和機器之間不會發生碰撞。要保證內部安全,需要這樣一個設計,需要這樣的軟件,讓人與機器安全互動,讓機器人成為工人作業過程當中非常好的合作伙伴。我只是給大家簡單介紹各種不同類型的機器人,這個也是我們一直關注非常重要的領域,保證機器與人之間互動的安全。左邊這個機器人,它是可以伸展的,如果有一個外力沖撞這個機器人,是有一個緩沖的,通過緩沖壓力,避免傷害到作業人,而右邊機器人是個非常輕便的機器人,具有很高的靈活性。
我想強調的是,保證機器人的安全不僅要通過工業設計,還要具有數據分析。要進一步分析數據,通過這些數據新的處理方法、新的數據計算方法,保證人機互動之間的安全。
這張PPT里面總結了我們現在面臨哪些問題。從最開始的時候人機沒有物理上的互動,發展到人機之間有非常好的互動,其中的發展過程值得我們尋味。還有,希望機器人的荷載率能夠實現由高變低的過程,這樣機器人的應用范圍就更廣泛了,而且人機之間的交互也就變得容易了。在機器人的發展過程中還有許多需要繼續探索的領域,比如在材料方面、軟件開發、控制端口等都需要一個新的發展來支撐機器人產業向前發展。
我和我的同事將繼續在這一科學領域深入研究,為機器人發展貢獻自己的微薄之力,并且也希望能夠和其他同仁一起做好機器人領域的研究支撐,共同推動機器人產業向邁向新的高度,謝謝大家!
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