新型機(jī)器人，可以被理解為機(jī)器人的最終展示形態(tài)，但在這背后，注定要經(jīng)歷一個(gè)漫長的演變過程。
3月中旬，熱播美劇《西部世界》第三季如期放映，憑借規(guī)模宏大的精工制作與耳目一新的高科技成人樂園題材，獲得了不俗的收視成績與口碑，在豆瓣擁有9.2的評分。
《西部世界》把AI、AR/VR、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)的應(yīng)用，展現(xiàn)得淋漓盡致，甚至把無方向盤、無安全帶、無油門踏板，完全自動(dòng)駕駛的概念車也完美展現(xiàn)出來，極具酷炫。
劇中的主角之一“服務(wù)機(jī)器人”，雖是人類研發(fā)出的仿生機(jī)器人，但卻與現(xiàn)實(shí)生活中的服務(wù)仿生機(jī)器人完全不同。
劇中的仿生機(jī)器人具有超高仿真外形、會(huì)流血受傷，疼痛大叫，而且還擁有自身情感，幾乎與人類無差別。而現(xiàn)實(shí)生活中的服務(wù)機(jī)器人體積大、僵硬、反應(yīng)遲鈍。
國內(nèi)外高校、極少數(shù)企業(yè)為了研發(fā)出科幻片中具有靈活、柔性、感知的仿生類——新型機(jī)器人，一直都在積極探索，企圖研發(fā)出柔性化的仿生機(jī)器人。也有不少研究人員受狗、蛇、昆蟲、獵鷹、壁虎、水母、魚等動(dòng)物的啟發(fā)，設(shè)計(jì)出多種形態(tài)的新型機(jī)器人。
這些新型機(jī)器人，你聽說過嗎？
近期，華盛頓大學(xué)工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院Johannes James團(tuán)隊(duì)仿照昆蟲，研發(fā)出一款名為“RoboFly”的微型機(jī)器人，體重只有74毫克，可以靈活飛行，也可以在水面上行走、水上漂移。
RoboFly可幫助使用用戶檢測氣體泄漏，協(xié)助用戶執(zhí)行搜索和救援任務(wù)。除此，它也可以大量部署在水面上，尋找污染物或潛在危險(xiǎn)泄漏流體上。
另外，美國佛蒙特大學(xué)和塔夫茨大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)利用青蛙的皮膚細(xì)胞和心臟細(xì)胞，創(chuàng)造性地研發(fā)出首個(gè)活體機(jī)器人“Xenobots”，也叫異種機(jī)器人，是一種活體可編程生物。
Xenobots可自行移動(dòng)，在水中可連續(xù)運(yùn)動(dòng)數(shù)天甚至數(shù)周。并且被切割后傷口可自行愈合、重構(gòu)，生命周期結(jié)束后可生物降解。Xenobots的研究人員稱，這種機(jī)器人擁有傳統(tǒng)機(jī)器人所無法比擬的獨(dú)特優(yōu)勢和應(yīng)用潛力，未來它們或可用于醫(yī)藥遞送、勘探放射性污染源、收集海洋塑料微粒等。
不過，也有受到電影中機(jī)器人形象與一些植物、花瓣的影響，所研發(fā)出的軟體類——新型機(jī)器人。軟體型機(jī)器人是在傳統(tǒng)機(jī)器人的基礎(chǔ)上，進(jìn)行的技術(shù)改造與軀體優(yōu)化，使機(jī)器人能夠既安全又擁有保持移動(dòng)和改變自身形狀的能力，能更好的與人進(jìn)行協(xié)作。
“等周機(jī)器人”是斯坦福大學(xué)機(jī)械工程學(xué)Allison Okamura團(tuán)隊(duì)研發(fā)的軟體類新型機(jī)器人，它是軟機(jī)器人、桁架機(jī)器人和群體機(jī)器人三種類型機(jī)器人的結(jié)合體。該團(tuán)隊(duì)研究人員形容“等周機(jī)器人”是《超能陸戰(zhàn)隊(duì)》中的大白和變形金剛的混合體。
從形狀上看，等周機(jī)器人類似于“點(diǎn)與線的三維連接體”，它的軟體結(jié)構(gòu)是采用充氣式材料和截?cái)嗍絾蝹€(gè)機(jī)器組成，可根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的單個(gè)操作性來控制整體機(jī)器人的形態(tài)。主要適用于應(yīng)急救援。
根據(jù)植物的生長特性，麻省理工學(xué)院機(jī)械工程系A(chǔ)sada團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一款叫“生長機(jī)器人”的新型機(jī)器人。Asada團(tuán)隊(duì)研究人員表示：“生長機(jī)器人的秘密絕技，就是可以像植物嫩芽向上生長一樣進(jìn)行自我擴(kuò)展。”
生長機(jī)器人是由柔軟的氣球狀材料所制成，這種材料可以像藤蔓一樣生長，肢體能夠深入狹窄空間，或在工廠、倉庫等雜亂的地方進(jìn)行工作。例如：在雜亂的架子后面拿起產(chǎn)品，或者繞過汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)零件擰開油蓋，可有效解決機(jī)器人界的“最后一英尺”問題。
為了便于大家對新型機(jī)器人的進(jìn)一步了解，億歐梳理了15款新型機(jī)器人。這15款新型機(jī)器人是億歐查詢資料時(shí)，進(jìn)行的隨機(jī)抽取，上文介紹的4款新型機(jī)器人也包含在內(nèi)。
從表格中15款新型機(jī)器人可以看出，用于醫(yī)療行業(yè)的新型機(jī)器人最多，有5款，占比約33%，排名第一；物流倉儲(chǔ)、制造業(yè)、應(yīng)急救援行業(yè)新型機(jī)器人均列第二位，各2款，分別占比約13%；道路建設(shè)、海洋工程、航天工業(yè)、可穿戴設(shè)備行業(yè)新型機(jī)器人各一款，分別占比6%。
在15款新型機(jī)器人中，醫(yī)療行業(yè)研發(fā)的新型機(jī)器人比較多，主要出于兩個(gè)原因：
醫(yī)療涉及到人們的身體健康、生命安全，醫(yī)療領(lǐng)域所采用的機(jī)器人多為協(xié)助人類解決現(xiàn)有醫(yī)學(xué)難題，其用途多具有專一性和特定性。
因此，機(jī)器人在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用看似平常但又極其特殊，這就對機(jī)器人的技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)制造有著極高要求，必須要保證機(jī)器人在日常工作中的穩(wěn)定性；
另外隨著人們生活節(jié)奏日益加快，很多人處于亞健康狀態(tài)，得病的幾率或患者基數(shù)不斷增高，對于疾病治療和康復(fù)的需求會(huì)日漸增大。新型醫(yī)療機(jī)器人方面，商業(yè)開發(fā)潛力與利用價(jià)值相對較高。
拿手術(shù)機(jī)器人來說，在1999年國外開始使用手術(shù)機(jī)器人，截至目前，在北歐國家超過一半以上的前列腺癌根治手術(shù)是由手術(shù)機(jī)器人完成。
在美國，這一比例更是高達(dá)90%。國內(nèi)首次推進(jìn)手術(shù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化起始于2014年哈工大技術(shù)團(tuán)隊(duì)成立的蘇州康多機(jī)器人，目前國內(nèi)整個(gè)手術(shù)及機(jī)器人行業(yè)處于發(fā)展初期。
據(jù)Winter Green Research統(tǒng)計(jì)， 2014年全球手術(shù)機(jī)器人市場約為32億美元，2018約為90億美元，年復(fù)合增長率大概在30%左右，預(yù)計(jì)到2021年全球機(jī)器人市場將達(dá)到200億美元左右。
而物流倉儲(chǔ)、制造業(yè)、應(yīng)急救援、道路建設(shè)等行業(yè)的新型機(jī)器人研發(fā)之所以相對較少，主要原因在于機(jī)器人的采購成本與維護(hù)成本高，加之一些用戶對于機(jī)器人的認(rèn)知度與接受程度低，造成市場規(guī)模需求尚未顯現(xiàn)。
機(jī)器人新趨勢
北京科技大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)系副院長賀威表示，至今機(jī)器人的定義仍然模糊。
但他看到“新型機(jī)器人隨著科技的發(fā)展，整合了人工智能、機(jī)械電子、新型材料和仿生學(xué)等技術(shù)，是面向特定應(yīng)用場景的智能機(jī)器產(chǎn)物。”
因時(shí)機(jī)器人CEO蔡穎鵬認(rèn)為，新型機(jī)器人的關(guān)鍵在于“新型”，有三個(gè)特質(zhì)：第一、新型機(jī)器人是采用了新技術(shù)、新材料或新設(shè)計(jì)方案后所產(chǎn)生；第二、新型機(jī)器人能夠完成一些傳統(tǒng)機(jī)器人做不到、不好做的事情；第三、新型機(jī)器人軀體更加靈活，體積小。這三個(gè)特質(zhì)是新型機(jī)器人與傳統(tǒng)機(jī)器人的區(qū)別所在。
對于新型機(jī)器人而言，驅(qū)動(dòng)單元是制造它們的關(guān)鍵部件，它決定了機(jī)器人能否行動(dòng)靈活、敏捷。
蔡穎鵬告訴億歐，驅(qū)動(dòng)單元在機(jī)器人研究領(lǐng)域是個(gè)熱點(diǎn)，但在近10-20年的研究中變化不大，市場上的驅(qū)動(dòng)單元已形成了比較標(biāo)準(zhǔn)化的一些驅(qū)動(dòng)單元品類。
除驅(qū)動(dòng)方式外，AI與傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)也是研發(fā)新型機(jī)器人時(shí)不可或缺的技術(shù)。AI在軟體新型機(jī)器人中，相當(dāng)于機(jī)器人的大腦，起到“決策”的作用，可使機(jī)器人變得更智能、更聰明。
簡單來說，研發(fā)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式與技術(shù)，決定了機(jī)器人功能和性能發(fā)展的天花板。其中，技術(shù)層面決定了機(jī)器人能否到達(dá)天花板，或者距離天花板有多遠(yuǎn)。
蔡穎鵬介紹：新型機(jī)器人必須要做到一些傳統(tǒng)機(jī)器人做不到或做不好的事情，如果它僅是用來展示或擁有簡單的交互、跳舞等功能，就不存在太創(chuàng)新的內(nèi)容。因?yàn)閺墓δ苌峡矗鼪]達(dá)到我們想要的效果。從長遠(yuǎn)來看，新型機(jī)器人可以很好的幫助人類從事搬運(yùn)、接待、幫人服務(wù)的工作。
仿生、軟體類新型機(jī)器人是目前機(jī)器人行業(yè)研究的熱點(diǎn)，尤其是近兩年，Nature和Science等頂級期刊上發(fā)表了多篇關(guān)于仿生機(jī)器人的文章。不僅在我國，世界上的主要國家也都在仿生、軟體機(jī)器人這一領(lǐng)域進(jìn)行重點(diǎn)研究。
“這是未來新型機(jī)器人發(fā)展的趨勢”，賀威向億歐表示。
尾聲
新型機(jī)器人商業(yè)開發(fā)價(jià)值意義在哪？
新型機(jī)器人的誕生與技術(shù)在不斷成熟。研發(fā)新型機(jī)器人的過程中所產(chǎn)生的新材料，也可廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、護(hù)理、家庭服務(wù)、娛樂、教育等領(lǐng)域，這些都可以催生出巨大的潛在商業(yè)價(jià)值。
例如航空航天、農(nóng)業(yè)等很多場景，傳統(tǒng)機(jī)器人并沒有打開市場，現(xiàn)有機(jī)器人的功能和性能達(dá)不到用戶需求。一旦新型機(jī)器人結(jié)合市場需求，產(chǎn)品/技術(shù)成熟以后，可以很好的打開商業(yè)化空間。
不過，蔡穎鵬也說，“新型機(jī)器人的商業(yè)價(jià)值雖大，但變現(xiàn)時(shí)間會(huì)比較長”，因?yàn)楫a(chǎn)品/技術(shù)需要進(jìn)行服務(wù)迭代，逐漸成熟后才能在市場上推廣應(yīng)用，變現(xiàn)需要一定的周期。
以液態(tài)金屬為例：液態(tài)金屬本質(zhì)上研制的是一種材料技術(shù)，這種材料技術(shù)可以應(yīng)用在很多場景，就如同3D打印技術(shù)一樣。
新型機(jī)器人的商業(yè)落地不像自動(dòng)駕駛機(jī)器人，自動(dòng)駕駛機(jī)器人從研發(fā)到落地，最短也需要5年時(shí)間，比如新石器機(jī)器人，從開始研究自動(dòng)駕駛機(jī)器人到實(shí)現(xiàn)商業(yè)化花費(fèi)了5年時(shí)間，是全球率先完成L4級自動(dòng)駕駛機(jī)器人產(chǎn)品商業(yè)化落地的企業(yè)。
技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)、到商業(yè)化落地需要時(shí)間。新型機(jī)器人，可以被理解為機(jī)器人的最終展示形態(tài)，但在這背后，注定要經(jīng)歷一個(gè)漫長的演變過程。
