工业4.0下中国智能技术与机器人产业的交融

2014年11月21日，“2014中国智能产品与产业创新论坛”在中国的礼仪之邦——山东省济南市隆重举办，本次论坛围绕“ 基于新工业革命下的智能装备与机器人产业的创新与发展”这个主题，来自中国工程院、中国科学院、哈尔滨工业大学等知名科研院所的教授以及诸多知名企业的代表集思广义、畅所欲言地探讨如何高效整合“产、学、研、用”等各方资源，大力推进我国智能化产业的健康、良性、可持续发展。

论坛现场

现场座无虚席

经过30 余年的发展，我国智能化产业已经具备了较为完善的基础并形成了初步的产业布局，智能科学技术领域取得了令世人瞩目的成就，以云计算、物联网、大数据、移动互联网应用、机器人、3D 打印、智能制造、仿生材料等为代表的智能化产业迅速崛起，并在高端制造、通信、军工、新能源开发和利用等关系到国计民生的诸多领域里发挥出重要作用。不难预见，智能化技术无疑是新工业革命的核心技术之一，它不仅将成为我国各大战略性新兴产业的核心支撑技术，而且新工业化进程中的传统产业正自觉地形成与智能化产业广泛结合、深度融合的发展新模式，并由此带动了中国未来高科技产业整体发展与创新，且成为了中国经济升级版的新亮点与新增长点。

首先，来自中国工程院院士、中国人工智能学会理事长李德义教授发表《从车联网到机器人联网》的演讲，他表示，颠覆性技术能够对已有技术的传统技术产生重要影响。举例而言，数码相机代替柯达胶卷，网媒代替纸媒，导航系统代替传统地图的应用等都属于颠覆性技术。

大数据时代下的轮式机器人是2013年麦卡锡预测促进未来经济增长的颠覆性12大技术之一。车内乘员和轮式机器人之间的视觉、语音、触摸、脚踏等多种自然交互形态，轮式机器人和移动互联网以及手机等交互环境与界面的设计，是促进轮式机器人实现智能化的关键。

汽车信息化的要素包括有三：车中身份自动识别、汽车操作系统逐渐增大，车联网系统逐步扩展及OBDWIFI和OBD4G播发系统的普及。移动互联网、知识工程自动化、物联网、云计算、机器人及自主或准自主行驶车辆的增多等发展趋势促进车联网形态的变化。当前的自动驾驶不等同于自主驾驶，因实际应用范围小，所以没有智能的自动驾驶。因而轮式机器人技术的核心不是改变车辆等等动力性质，而是实现驾驶的智能化。

实现汽车的智能驾驶，需要一颗灵活的、交互性强的驾驶脑。针对于此，李教授坦言：“驾驶脑可以替代驾驶员的认知，用驾驶态势图簇作为表示语言，通过SLAM，在驾驶态势图里形成决策，并实现驾驶操作的形式化，并用云模型实现驾驶行为不确定性的自学习。”

随后，来自中国科学院院士、控制理论与控制工程的专家吴洪鑫教授发表题为《发展自动化与机器人思考》的演讲，他强调，要想提高人们的生活质量，就需要自动化的协助。同时，他还坦言，工业自动化是综合的、系统的工程，包括电、机、控制、信息、人工智能和材料等技术的综合研究和发展。生产过程的复杂与不确定因素、系统环节的复杂，故障率高等问题要求中国必须自主开发新的技术，以减少高端设备依赖进口的窘境。

“发展自动化、机器人是大势所趋，是历史的必然，深入研究解决技术问题，在产品可靠性及产业化上下功夫，政府，研究机构和企业须共同努力，同时，政策上重视和奖励实际做机器人制造业以及大型设备研制的科技工作者。”吴洪鑫坦言。

来自哈尔滨工业大学的智能机器人主题专家赵杰教授就中国机器人产业的现状及发展趋势展开阐述。他分析，中国机器人产业特点有三：市场需求巨大，新增装机量占到全球新增的1/5，预测未来五年之内还将以每年25%的比例增长；应用领域广泛，汽车行业不再是工业机器人最大的需求行业，电子、食品等多个行业将成为工业机器人领域的领跑者；制造产业链条价值链偏重于低端，制造低附加值产品价值成为我国工业机器人应用的重点。

工业4.0时代即将到来，规模化、复制化生产方式已经发生改变，个性化产品以高效率，柔性化的制造方式生产，在这其中，离不开机器人的协助。新材料、微电子、通信、计算机、人工智能、控制盒图像处理等学科的突飞猛进，为机器人的高度智能化奠定了基础，大数据，云计算技术为机器人产业的变革起到促进作用；人机关系更加注重紧密协调合作，以保持本质安全。

针对于国内机器人行业，他坦言：“国产机器人目前的瓶颈依然是规模和技术”，规模受制于应用，于技术而言，机器人产业链由核心零部件、机器人本体、系统集成和配套服务组成，产业链虽较短但涉及技术横跨软件、硬件、服务、精密制造等多个高新技术领域。在这其中，应用工艺是产业发展的主要抓手，因此，机器人系统集成在产业链的位置显得极为重要。”

谈及新一代的机器人技术，山东大学机器人研究中心主任李贻斌带领听众回顾机器人的发展历程，从“示教在线机器人”到”有感觉机器人“、再到”智能机器人”， 如今，新一代机器人应该是人工智能技术 现代信息技术 数字化制造技术三位一体，共同促进机器人产业的发展。”

“新一代机器人是与人互助的，而传统的机器人缺乏人机交互与协作的安全机制；编程和示教过程复杂，耗时较长，并且现在的工业机器人大多数缺乏感知伺服作业能力。环境、任务、行为方式、自然交互、机器人学习与进化问题都对现代机器人的发展造成一定的挑战”，李教授分析，“未来的机器人的特点有四个方面：智能化机器人将具有学习和进化能力；高速网络，大数据和云计算是机器人成为物联网的终端和重点；柔顺性，安全性和自认交互能力将使人机关系发生重要转变，机器人将融入人类社会，成为人类伙伴；功能模块化、服务网络化趋势将使机器人生产成本快速下降，机器人将成为大众商品。成为工人的合作伙伴。”

在韩立群教授的演讲过程中，她对《智能家用电器智能化技术通则》进行介绍，包括智能产品的检测及评价内容、智能化技术应用等级的检测方法及产品智能化技术应用等级等。

来自北京工业大学的康存锋博士介绍了基于工业4.0的智能装备软件平台，他还为我们展示了如何利用手机编程软件来实现对于智能狗的肢体语言控制。

智能狗

康存锋博士用手机对智能狗进行控制

来自山东大学的机械学院的教授张承瑞教授对于急于EtherMAC实时工业以太网总线的PAC控制平台进行介绍，EtherMAC是从节点完成周期同步控制的创新型技术，使得主控制器可采用标准网卡，无需硬实时操作系统，结合从节点FPGA硬件的高实时性和主站PC强计算能力的优点，可实现高性能实时同步，使得主控制器不依赖特定的供应商，方便进行系统的升级扩展，降低成本，保护客户的投资。（GK-CJT播报）