陳曉東
Robot 一詞,來源于捷克作家卡雷爾·恰佩克1920 年發(fā)表的科幻劇《羅素姆萬能機器人》,描述的是一個具有人的外表、特征和功能的機器。
當然,機器人的發(fā)展并不是從現(xiàn)代社會才開始的,創(chuàng)造一種可以從事勞作或服務生活的自動機械,是世界各國人民從古至今的共同夙愿。古希臘的自動機、中國的指南車、春秋時期魯班按照機械原理制成的木鳥……都是古代自動機械裝置的精妙之作。
隨著科技的進步和發(fā)展,三次工業(yè)革命讓機器生產(chǎn)從無到有,機器人從一開始的想象到困守于工廠或藏于某個實驗室,目前已經(jīng)全面走向透明和開放。同時,隨著智能化水平不斷提高,適應特殊環(huán)境的能力不斷增強,應用于軍事、安防、應急、電力、井下、石化、農(nóng)業(yè)、建筑等眾多領(lǐng)域的特種機器人前景越來越廣闊,使人類生活發(fā)生了巨大的變化。
特種機器人的“眼耳舌身意”
特種機器人,顧名思義,它們的技能是特別出眾的, 它們解決難題的方式是特別奇異的, 它們工作的場景是特別復雜的。
因此,特種機器人主要應用在特殊的環(huán)境里,替人類完成諸多看似不可能完成的“艱巨任務”。它們不僅有腦(意)、手、腳(身),且有非接觸傳感器(眼、耳、鼻、舌)。
“意”就是大腦,在特種機器人的大腦里事先植入一些應用程序和算法,使其能按照人的指揮去做一件完整的事情。當然,在復雜的環(huán)境中還要靠靈敏度高的“眼”——視覺傳感器、“耳”——聽覺傳感器、“鼻”——嗅覺傳感器、“舌”——語音系統(tǒng)等來完成與人的交互以及人對它的控制。
特種機器人的長相雖然不一定像人,但是它們具備人的一些基本功能。比如特種機器人擁有輪、履帶或者足等結(jié)構(gòu),形成它的行走方式。此外,特種機器人的“手”被稱為“作業(yè)終端”(或“作業(yè)模塊”)。用其作業(yè)臂可以完成抓、舉、固定、旋轉(zhuǎn)其他裝置等。比如特種機器人根據(jù)需要搭載不同的武器系統(tǒng),就能夠在各種作戰(zhàn)環(huán)境中攻擊敵方。如果在它的身體上安裝一只強有力的“手”,就可以排除地雷或疑似爆炸物。
各領(lǐng)域特種機器人的“超能力”
特種機器人的應用領(lǐng)域較為廣泛,從軍用機器人到特殊環(huán)境作業(yè)機器人,從應急救援到智能裝備,機器人技術(shù)正在改變著人們的生活方式和工作方式。
特種機器人主要集中在軍用、警用、應急和特殊民用這幾大領(lǐng)域。
軍用機器人在戰(zhàn)場環(huán)境下,能夠替代士兵完成偵察、引導、打擊、排雷排爆、核生化檢測、伴隨保障等多項作戰(zhàn)任務。
我國軍用機器人起步雖晚,但發(fā)展迅速。北京晶品特裝公司專注于軍用機器人等方向核心組件和整機系統(tǒng)研究,擁有軍用機器人等領(lǐng)域的主要關(guān)鍵核心技術(shù),相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)或指標突出,多款型號在競標綜合評比中排名第一。
警用機器人主要是協(xié)助警察在一些特定環(huán)境中進行安防巡邏和現(xiàn)場處置等工作。它可以進行人臉識別,發(fā)現(xiàn)有案底的人就會發(fā)出報警,提示周邊的警察關(guān)注并及時將其緝拿歸案。另外,還可以在警用機器人上面安裝捕捉網(wǎng)和非致命武器,必要時可及時控制和打擊不法分子,協(xié)助警察執(zhí)行安全防范的任務。
在北京首鋼舉辦的2023 年第11 屆中國國際警用裝備博覽會上,展示了最新的警用科技成果和警用機器人,如無人船、水下機器人、排爆機器人、巡邏四足機器人、無人機等。
在應急救援和消防領(lǐng)域中,特種機器人也起到了非常重要的作用。
如果發(fā)生地震、火災等,不僅能夠及時發(fā)現(xiàn)災情,也可以預先報警,并在災后實施救援。
中信重工開成機器人公司研發(fā)了大、中、小系列消防和井下機器人。
目前, 消防機器人正在朝著智能方向發(fā)展,比如,為了盡早撲滅火情,消防機器人必須快速到位,這就需要消防栓能夠與機器人接口實現(xiàn)快速銜接。安徽相品智能科技有限公司專門生產(chǎn)智能水栓,只需兩秒就可以實現(xiàn)銜接,保證其與消防機器人全方位協(xié)作。
在疫情期間,中關(guān)村融智特種機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成員單位迅速開發(fā)投用消毒機器人、配送機器人、巡檢機器人以及人工智能應用等設(shè)備參與一線防疫,節(jié)約醫(yī)用防護裝備消耗, 降低病毒人際傳播風險。被大家親昵地稱為“Andi”和“小白”的兩款機器人,疫情期間曾活躍在武漢金銀潭醫(yī)院、協(xié)和醫(yī)院以及北京的部分酒店內(nèi),應用于安防巡檢。
特殊民用機器人的應用領(lǐng)域包括農(nóng)業(yè)、物流、石油化工等。比如,在物流公司,會看到物流機器人自動執(zhí)行貨物轉(zhuǎn)移、搬運等操作;農(nóng)業(yè)機器人進行果園除草、精準植保、采摘收獲、畜禽喂料、淤泥清理等工作;石油化工企業(yè)有許多巨型儲油罐,需要定時進行維護,比如除銹、拉毛、重新粉刷等,這時特種機器人的出現(xiàn)就會替代人類,從事危險又辛苦的工作。
特種機器人的未來
我們正在進入智能機器人時代。很多人發(fā)現(xiàn)在日常生活中,時常會有機器人“出沒”,特別是一些需要“特殊服務”的場景。
在景區(qū),我們可以看到安保巡邏機器人在維護秩序;在科技館、博物館、商場等公共服務場所,我們可以看到具有導覽、交互等多功能的應用于各種場景的機器人;在施工現(xiàn)場,建筑機器人各司其職地處理鋼筋綁扎、墻體筑造、墻體噴涂、地面平整、輔助搬運等工作……
隨著人類想象與思考的開始,關(guān)于特種機器人的奧秘,也將一步步推向現(xiàn)實。
我國特種機器人市場保持較快發(fā)展,各種類型產(chǎn)品不斷出現(xiàn),比如搶險救援機器人、無人作戰(zhàn)系統(tǒng)、警用巡邏機器人、深海探測機器人等。
未來,我國特種機器人的發(fā)展方向?qū)⒅攸c關(guān)注技術(shù)創(chuàng)新和自主研發(fā),提高特種機器人的智能化能力、自主決策能力和控制精度,同時探究特種機器人的新應用領(lǐng)域,尤其是在各種條件惡劣、對人體有危害的環(huán)境或人員無法進入的狹窄空間去代替人工進行作業(yè)。