導(dǎo)語：人工智能時代工業(yè)機(jī)器人發(fā)展趨勢一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著社會的飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)模式發(fā)生變化，人工智能時代勢不可擋，尤其是機(jī)器人得到更大范圍的推廣與應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人的突出優(yōu)勢是精準(zhǔn)度較高，工作效率高，能夠承受較大工作強(qiáng)度，為整個工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)量的提升以及質(zhì)量的提高創(chuàng)造更加優(yōu)質(zhì)的條件。由此可見，工業(yè)機(jī)器人已成為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的趨勢與方向。文章基于行業(yè)發(fā)展，詳細(xì)闡述了工業(yè)機(jī)器人的特征，探討其未來發(fā)展趨勢與方向，以期為整個工業(yè)行業(yè)的持續(xù)性發(fā)展提供更大的技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：人工智能時代；工業(yè)機(jī)器人；趨勢

隨著人工智能時代的到來，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)取得巨大突破，大數(shù)據(jù)技術(shù)成為核心，為工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品性能的提升提供更加先進(jìn)的技術(shù)支持。在工業(yè)機(jī)器人發(fā)展進(jìn)程中，其操作趨于簡易化，精準(zhǔn)度更高，能夠廣泛應(yīng)用在諸多領(lǐng)域，投入成本呈現(xiàn)不斷降低的趨勢。立足工業(yè)領(lǐng)域，機(jī)器人應(yīng)用于產(chǎn)品檢測、焊接以及搬運(yùn)等環(huán)節(jié)。工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)強(qiáng)化對人力應(yīng)用的緩解，在優(yōu)勢上主要體現(xiàn)為較高的生產(chǎn)效率與較高品質(zhì)的操作，同時，操作持久性更加突出。

1工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成以及類型

從構(gòu)成上分析，工業(yè)機(jī)器人主要包含三個部分，即本體、驅(qū)動以及控制三個系統(tǒng)。從功能上分析，一種機(jī)器人的作用體現(xiàn)在對人類手、手臂的模仿。另外一種更具智能化，有效發(fā)揮仿生學(xué)的特征，能力更顯多樣化，自由度更高。在當(dāng)前的工業(yè)領(lǐng)域，之所以選擇工業(yè)機(jī)器人，主要源于其較低的單機(jī)價格，便于維修，應(yīng)用效率較高。

2人工智能時代工業(yè)機(jī)器人核心技術(shù)分析

2.1工業(yè)機(jī)器人以高精度減速機(jī)為核心構(gòu)成，涉及多種技術(shù)類型，要求較高在工業(yè)機(jī)器人中，關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)組成為高精度減速機(jī)，涉及多種技術(shù)類型。首先，材料成型控制技術(shù)十分關(guān)鍵，尤其對減速機(jī)減速齒輪的耐磨性與剛性提出更高要求，目的是保證運(yùn)行的高精度標(biāo)準(zhǔn)。在材料構(gòu)成方面，要強(qiáng)化對金相組織、材料化學(xué)元素以及含量的科學(xué)控制。其次，加工技術(shù)不容忽視。在減速器中，非標(biāo)特殊軸承是必不可少的組成部分，結(jié)構(gòu)極具特殊性，需要減速器零件加工尺寸來確認(rèn)間隙標(biāo)準(zhǔn)，工人技術(shù)要求更高。

2.2以電機(jī)與高精度伺服驅(qū)動器為核心，實(shí)現(xiàn)對工業(yè)機(jī)器人的全方位控制對于工業(yè)機(jī)器人的控制，電機(jī)與高精度伺服驅(qū)動器作用突出，強(qiáng)化對控制系統(tǒng)的管理，尤其是在瞬間力、功率輸出方面面臨更高的標(biāo)準(zhǔn)。首先，快響應(yīng)伺服控制技術(shù)能實(shí)現(xiàn)對位置環(huán)、電流環(huán)以及速度的有序控制，合理運(yùn)用干擾觀測以及前饋補(bǔ)償算法。具體講，要采用指標(biāo)預(yù)測法來構(gòu)建內(nèi)部預(yù)測模型，達(dá)到閉環(huán)優(yōu)化的目的。其次，為了保證工業(yè)機(jī)器人能夠有效發(fā)揮識別功能，要依托在線參數(shù)自整定技術(shù)，強(qiáng)化轉(zhuǎn)動慣量以及PID參數(shù)的在線優(yōu)化，達(dá)到參數(shù)的精準(zhǔn)判定。另外，在線慣量辨識算法明確伺服驅(qū)動器的實(shí)際工況，強(qiáng)化參數(shù)的智能化控制，以現(xiàn)場實(shí)際為要求，合理進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整。

2.3以實(shí)時性為要求，強(qiáng)化控制操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性與精確性在工業(yè)機(jī)器人中，運(yùn)動學(xué)控制系統(tǒng)對實(shí)時性要求較高。目前，機(jī)器人運(yùn)動控制卡以定制方式為主，同時，強(qiáng)調(diào)與操作系統(tǒng)的密切配合，強(qiáng)化數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)精確性以及穩(wěn)定性的實(shí)現(xiàn)，尤其是對于操作系統(tǒng)的消息處理機(jī)制，更要關(guān)注穩(wěn)定性與快速響應(yīng)的需要，增強(qiáng)實(shí)時性，為機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化道路的發(fā)展創(chuàng)造條件。

3結(jié)合工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用實(shí)際準(zhǔn)確掌握發(fā)展趨勢與方向

3.1工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展更顯系統(tǒng)性特征，整體性能增強(qiáng)，適用范圍更廣立足新時期的發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)器人更顯多樣性，如焊接機(jī)器人、清潔機(jī)器人等逐漸投入使用，工程自動化程度顯著增強(qiáng)。隨著技術(shù)水平的不斷提升，機(jī)器人的造價呈現(xiàn)下降的趨勢，但是，性能卻不斷增強(qiáng)。例如，對于工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)械手，其主要原理是進(jìn)行人手及手臂的模仿，實(shí)現(xiàn)靈活抓取以及搬運(yùn)的功能，滿足自動化操作的目標(biāo)。縱觀當(dāng)前，機(jī)械手應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域是工業(yè)制造業(yè)、包裝業(yè)等。機(jī)械手能夠在既定的時間內(nèi)較為準(zhǔn)確與高效地完成操作動作，這也成為工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的主要方向。目前，信息技術(shù)發(fā)展迅速，尤其是人工智能技術(shù)影響力不斷擴(kuò)大，加之互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持，工業(yè)機(jī)器人發(fā)展更顯系統(tǒng)性特征，強(qiáng)化在控制系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)以及維護(hù)系統(tǒng)功能的提升。同時，依托仿真模擬化程序設(shè)計，切實(shí)增強(qiáng)智能化與自動化水平，整體性能不斷提升，在應(yīng)用方面更顯可靠性，適用范圍更廣。

3.2以工業(yè)發(fā)展需求為基礎(chǔ)，更顯生物性與仿生性特點(diǎn)，強(qiáng)化不良工作環(huán)境生產(chǎn)效率的提升立足工業(yè)生產(chǎn)，很多環(huán)節(jié)與環(huán)境保護(hù)相矛盾，對從業(yè)者身心健康產(chǎn)生不利影響，有些操作人類很難完成，這也成為工業(yè)機(jī)器人得以推廣應(yīng)用的重要因素。例如，對于真空機(jī)器人，其之所以在工業(yè)中應(yīng)用，主要原因是半導(dǎo)體工業(yè)中，真空傳輸晶圓這一環(huán)節(jié)人類無法完成，而真空機(jī)器人的引進(jìn)實(shí)現(xiàn)這一問題的解決。另外，在一些惡劣環(huán)境中，如適應(yīng)無阻運(yùn)動的蛇形機(jī)器人，滿足水下作業(yè)的仿生魚機(jī)器人等，都處于不斷研發(fā)之中，備受矚目。也就是說，在工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)程中，更加關(guān)注其仿生性與生物性的特征，能夠有效實(shí)現(xiàn)對人類行為的模仿與替代，成為新時期工業(yè)機(jī)器人研發(fā)的新動向。

3.3基于不斷升級與更新的計算機(jī)信息技術(shù)，工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)更加完善，加快統(tǒng)一化與標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)現(xiàn)在機(jī)器人內(nèi)部，核心構(gòu)成為控制系統(tǒng)，是發(fā)揮功能的重要保障，強(qiáng)化對記憶、示教、通信連接以及坐標(biāo)設(shè)置功能的支持。當(dāng)前，計算機(jī)技術(shù)不斷升級更新，為工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的優(yōu)化與完善提供強(qiáng)大動力，整體控制水平顯著提升。具體講，在控制器方面，由專用封閉式發(fā)展為開放式。也就是說，計算機(jī)水平的提升使得工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)突破專供的束縛，更顯統(tǒng)一化與標(biāo)準(zhǔn)化的趨勢，網(wǎng)絡(luò)化特征明顯。基于此，工業(yè)機(jī)器人的操作更顯便捷性，具備簡單的操作常識即可，無需投入人力物力進(jìn)行培訓(xùn)，在很短的時間內(nèi)就可以對機(jī)器人進(jìn)行模塊功能調(diào)整，在根本上使機(jī)器人的使用更加方便與快捷，維護(hù)管理工作也易于進(jìn)行。

3.4綜合傳感器融合配置技術(shù)日趨成熟與完善，實(shí)現(xiàn)對人類思維與神經(jīng)的多功能仿生立足信息時代，人工智能的發(fā)展勢不可擋，智能化成為工業(yè)機(jī)器人在未來的發(fā)展方向。智能化的機(jī)器人，即強(qiáng)調(diào)機(jī)器人對人類模仿的更高層次，需要具備更高層級的仿生，既要能夠模仿人類的動作行為，同時，還需要具有人類的思維與神經(jīng)。基于此，傳感器成為智能工業(yè)機(jī)器人的重要構(gòu)成部分，尤其是視覺、力覺、觸覺傳感器的出現(xiàn)，加快工業(yè)機(jī)器人智能化的發(fā)展速度。例如，對于從事電弧焊接的機(jī)器人，采用多傳感器融合配置，融電弧傳感器、視覺傳感器以及機(jī)器傳感器于一體。在視覺傳感器的支持下，機(jī)器人能夠憑借激光視覺掃描功能，獲取焊接過程中所需要的焊炬等數(shù)據(jù)信息，保證電弧焊接的精準(zhǔn)性。另外，遠(yuǎn)距離遙控機(jī)器人的出現(xiàn)代表了綜合性傳感器融合配置技術(shù)上了新的臺階。這種技術(shù)在機(jī)器人未來發(fā)展中將得到更大范圍的推廣與應(yīng)用，處于不斷完善與成熟中。

4我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展存在的不足與凸顯的問題

首先，我國工業(yè)機(jī)器人起步較晚，發(fā)展時間較短，資金投入方面彰顯不足，在技術(shù)與經(jīng)驗方面彰顯無力性，處于不斷摸索與提升階段，研發(fā)力度亟待增強(qiáng)。其次，對于我國機(jī)器人的發(fā)展，在生產(chǎn)技術(shù)與可靠性方面相對薄弱，尤其是機(jī)器人很多關(guān)鍵部件需要進(jìn)口，生產(chǎn)成本大幅增加，機(jī)器人市場仍需不斷擴(kuò)大，尤其是過高的成本支出，使得工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)研發(fā)方面缺乏較高的積極性。再次，工業(yè)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)需要以規(guī)模優(yōu)勢為前提，但是，我國在生產(chǎn)與研發(fā)方面的投入尚未達(dá)標(biāo)，給推廣與應(yīng)用造成巨大阻力。

5如何推動人工智能時代工業(yè)機(jī)器人的快速發(fā)展

隨著時代的不斷進(jìn)步，智能機(jī)器人技術(shù)處于不斷創(chuàng)新升級中，因此，工業(yè)智能機(jī)器人在未來的發(fā)展要集中做好如下幾個方面的工作。首先，從理論研究方面分析，要重視加強(qiáng)指揮制造技術(shù)的探究，尤其是針對機(jī)器人中相關(guān)零部件的生產(chǎn)，要切實(shí)提升產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，有效應(yīng)對生產(chǎn)難題，借助新型制造技術(shù)與制造模式，縮短機(jī)器人生產(chǎn)與推廣時間。其次，要結(jié)合社會需求，合理增加智能機(jī)器人科研項目資金投入，設(shè)置專項資金，尤其是面對工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的新階段，要擴(kuò)大對機(jī)器人及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的投資量，在根本上為工業(yè)智能機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步創(chuàng)造條件。再次，立足新時期，要對工業(yè)機(jī)器人相關(guān)條例、規(guī)則等進(jìn)行完善，加快核心技術(shù)研發(fā)速度，同時，做好研發(fā)技術(shù)與成功經(jīng)驗的總結(jié)分析，推動智能機(jī)器人工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程的加快，構(gòu)建更加完善的標(biāo)準(zhǔn)體系，強(qiáng)化對人機(jī)交互準(zhǔn)則的合理優(yōu)化。

6結(jié)束語

綜上，工業(yè)機(jī)器人是多學(xué)科相互融合與發(fā)展的產(chǎn)物，對工業(yè)行業(yè)的發(fā)展意義巨大。因此，要立足信息時代，在人工智能技術(shù)的支撐下，準(zhǔn)確掌握工業(yè)機(jī)器人發(fā)展趨勢，明確技術(shù)特征，促使工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)制造成本的不斷降低，性能逐步增強(qiáng)。同時，要重視仿生學(xué)在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的研究與應(yīng)用，強(qiáng)化控制系統(tǒng)功能的不斷升級改造，加快多傳感器融合配置技術(shù)的發(fā)展，大幅提升工業(yè)機(jī)器人的智能化水平，推動整個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與統(tǒng)一化建設(shè)，拓展機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域，以便更好發(fā)揮工業(yè)機(jī)器人在人工智能時代的價值。

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作者:柴彥玲 單位:上海電機(jī)學(xué)院