1. 協(xié)作機(jī)器人:機(jī)器人助手和伙伴
機(jī)器人控制通常有兩種方式,人工遙控和充分自行控制,問(wèn)題是遙控很麻煩,充分自行控制往往如科幻電影。能夠從中找到一個(gè)平衡點(diǎn),讓人類和機(jī)器人協(xié)作完成任務(wù),美國(guó)國(guó)家機(jī)器人倡議(NRL)提供7000萬(wàn)發(fā)展協(xié)作機(jī)器人項(xiàng)目,目的是把機(jī)器人從工產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)展到人們的日常生活,就像當(dāng)年計(jì)算機(jī)由軍用到民用。這些機(jī)器人必須是安全的,價(jià)格相對(duì)便宜且使用方便,機(jī)器人利用其長(zhǎng)處配合人類完成工作。該項(xiàng)目的范圍是廣泛的,但機(jī)器人的一個(gè)關(guān)鍵方面是明確的:即與人的互動(dòng)。所以希望看到2016協(xié)作類機(jī)器人有更大發(fā)展。
2. 3D遙感:革命在繼續(xù)
去年,一個(gè)奇怪的裝飾開始出現(xiàn)在許多機(jī)器人頭上,這就是現(xiàn)在流行的Kinect 3D傳感器,它價(jià)格便宜且使用方便,用Kinect繪制3D地圖和作為動(dòng)作傳感器,Kinect成為機(jī)器人社區(qū)的最愛(ài)(看下圖)。人們一直在尋找一種低成本的設(shè)備替代激光測(cè)距儀,現(xiàn)在Kinect幫忙實(shí)現(xiàn)(至少能夠在室內(nèi)使用),Kinect 2可能會(huì)在今年發(fā)布,將具有更高的分辨率和幀速率。
3. 云機(jī)器人:機(jī)器人共享技術(shù)
幾個(gè)研究小組正在探索云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施上的機(jī)器人,依靠云計(jì)算機(jī)處理大量的數(shù)據(jù)。這種方法能夠直接調(diào)用“云機(jī)器人”,將使機(jī)器人不需要做復(fù)雜的計(jì)算,如圖像處理和語(yǔ)音識(shí)別,甚至能夠立即下載新的技能。很多相關(guān)項(xiàng)目都在進(jìn)行中。特別是,谷歌有一個(gè)小團(tuán)隊(duì),創(chuàng)建機(jī)器人云服務(wù),如果這種技術(shù)流行起來(lái),對(duì)該領(lǐng)域可能是結(jié)構(gòu)性的轉(zhuǎn)變(想象每個(gè)機(jī)器人使用“Google地圖”進(jìn)行導(dǎo)航)。在歐洲,一個(gè)重大項(xiàng)目RoboEarth,其目的是開發(fā)“機(jī)器人萬(wàn)維網(wǎng)”,一個(gè)巨大的云數(shù)據(jù)庫(kù),機(jī)器人能夠共享有關(guān)的對(duì)象,環(huán)境和任務(wù)的信息(見(jiàn)下圖)。許多其他項(xiàng)目正在形成,我們預(yù)計(jì),在2016年“云機(jī)器人”將成為一個(gè)時(shí)髦詞。
4. 軟體機(jī)器人:力控制下的柔順驅(qū)動(dòng)器
機(jī)器人與人互動(dòng)時(shí),安全是首要問(wèn)題,常規(guī)的工業(yè)機(jī)械手臂在工廠作業(yè)沒(méi)什么問(wèn)題,但要想機(jī)器人和人密切合作,柔軟的觸覺(jué)機(jī)器人就非常有必要。出于這個(gè)原因,我們預(yù)計(jì)在2016年將看到更多力控制下的柔順驅(qū)動(dòng)器和觸覺(jué)傳感技術(shù)的改進(jìn),如下圖Meka公司的M1機(jī)器人。此外,希望研究人員跳出“條條框框”限制,開發(fā)新的更聰明的驅(qū)動(dòng)器,避免使用機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置。例如在2011年,我們就看到推出過(guò)許多“柔軟的機(jī)器人”,這些機(jī)器人感覺(jué)上很接近生物體,如iRobot的六足JamBot,他使用一種叫作6 JMU的驅(qū)動(dòng)器,還有OtherLab研制的一個(gè)充氣機(jī)器人Pneubot,使用面料和氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)。這些項(xiàng)目都指向一個(gè)充滿誘人的未來(lái),我們期望在2016年更多的柔軟的機(jī)器人出現(xiàn)。
5. 基于智能設(shè)備機(jī)器人:新的機(jī)器人智能開發(fā)
機(jī)器人能夠由傳感器、處理器、顯示設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)等元素組成。智能手機(jī)和平板電腦似乎具備了這些特性。iRobot公司已經(jīng)開發(fā)出一個(gè)叫Ava的遠(yuǎn)程機(jī)器人,能夠在平板電腦上使用。再比如,兩個(gè)西雅圖的工程師從募捐網(wǎng)站Kickstarter拿到10萬(wàn)美元并迅速開發(fā)出一個(gè)可愛(ài)智能手機(jī)供電機(jī)器人Romo(下圖)。這兩個(gè)例子代表著一種趨勢(shì),移動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域上的機(jī)器人開發(fā)潛力巨大。蘋果的iOS和谷歌的Android興起了前所未有的創(chuàng)新浪潮。其結(jié)果將是有更多的機(jī)器人,從移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入市場(chǎng)。在手機(jī)越來(lái)越多的智慧,像蘋果公司的語(yǔ)音助手Siri,將影響今年的機(jī)器人玩具和研究,由于智能設(shè)備加入,機(jī)器人會(huì)變得更聰明。
6. 更低的成本:一個(gè)你能負(fù)擔(dān)得起的機(jī)器人手臂
隨著機(jī)器人發(fā)展,像3-D傳感器器得到普及,機(jī)器人的整體成本急劇下降。不過(guò)似乎驅(qū)動(dòng)器例外。最明顯如夾鉗和自由手臂。我們不是在談?wù)撍欧鉀Q方案,我們所說(shuō)的也是許多機(jī)器人專家在的想。他們希望有一個(gè)強(qiáng)大的移動(dòng)操縱系統(tǒng):具備人的外形尺寸,兼容的驅(qū)動(dòng),足夠的有效載荷(至少5公斤),當(dāng)然至少低于5000美元。 2011年由斯坦福大學(xué)的研究人員對(duì)一種低成本的柔性機(jī)器人研究指出這是可能的(如下圖所示的系統(tǒng))。而事實(shí)上,有相當(dāng)數(shù)量的資金用在這個(gè)方向,如DARPA的三個(gè)方案(ARM-H,ARM-S,和M3)和美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)。
7. 無(wú)人駕駛汽車:解放你的雙手
好吧,你可能不會(huì)很快看到您附近出現(xiàn)自動(dòng)駕駛汽車,除非你住在硅谷,谷歌已經(jīng)充分地測(cè)試其著名的豐田普瑞斯自駕車,盡管不敢保證已經(jīng)非常完善,但有一點(diǎn)是肯定的,過(guò)去幾年在美國(guó),德國(guó),法國(guó),意大利,英國(guó)和中國(guó)自主車輛項(xiàng)目激增。去年,內(nèi)華達(dá)州成為美國(guó)第一個(gè)個(gè)允許自動(dòng)駕駛汽車上路的州。其實(shí)自動(dòng)駕駛功能已經(jīng)在很多汽車中體現(xiàn),像普瑞斯一些車型的駕駛輔助功能能夠幫人自動(dòng)停車等等。雖然汽車制造商堅(jiān)稱這些不是自動(dòng)駕駛功能,不過(guò)很顯然,汽車正更多的機(jī)器人化。
8. 工業(yè)機(jī)器人傭工:開啟一個(gè)新時(shí)代
去年,富士康公布了驚人的機(jī)器人計(jì)劃。表示打算在未來(lái)三年增加1百萬(wàn)個(gè)機(jī)器人裝配線。一百萬(wàn)個(gè)機(jī)器人是什么概念,相當(dāng)于目前現(xiàn)有工業(yè)機(jī)器人的數(shù)量的兩倍。不過(guò)仍有許多不確定因素,包括他們是否能夠保持產(chǎn)量。能夠肯定的是,市場(chǎng)對(duì)靈活、高效、安全的工業(yè)機(jī)器人存在一個(gè)巨大的需求,新一代工業(yè)機(jī)器人將更加靈巧和便宜,如川田的Nextage,ABB的FRIDA(如下圖),以及安川MOTOMAN SDA10D。工業(yè)機(jī)器人大范圍應(yīng)用將開啟一個(gè)新時(shí)代。
9. 快速原型制作:每個(gè)家庭都有3D打印機(jī)
3D打印已經(jīng)成為一種潮流,并開始廣泛應(yīng)用在設(shè)計(jì)領(lǐng)域,尤其是工業(yè)設(shè)計(jì),數(shù)碼產(chǎn)品開模等,能夠在數(shù)小時(shí)內(nèi)完成一個(gè)磨具的打印,節(jié)約了很多產(chǎn)品到市場(chǎng)的開發(fā)時(shí)間。但價(jià)格昂貴(約20,000美元以上)。MakerBot公司推出的Thing-O-Matic 3D打印機(jī),零售低至$ 1000。低成本的3D打印機(jī)很可能是家用機(jī)器人中的下一個(gè)大趨勢(shì)。
10. 無(wú)人機(jī)機(jī)器人:民間無(wú)人機(jī)熱
小型無(wú)人機(jī)或叫自主飛行器,特別像是quadrotors(四旋翼飛行器)發(fā)展速度相當(dāng)快。它為愛(ài)好者們提供了一個(gè)無(wú)人機(jī)入門方向,這在過(guò)去是沒(méi)有的。下面的照片描繪的是蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員所使用的系統(tǒng)。diydrones是一個(gè)著名的無(wú)人機(jī)愛(ài)好者網(wǎng)站,它擁有超過(guò)20,000名成員,他們自己設(shè)計(jì)建造自主飛行器。買家能夠?qū)ふ乙呀?jīng)組裝的模型。節(jié)日期間步行通過(guò)商場(chǎng),我們看到十幾家商店在出售無(wú)人機(jī)。門檻的降低造就了成千上萬(wàn)的無(wú)人機(jī)愛(ài)好者,在不斷擴(kuò)大的開源軟件和硬件資源的帶動(dòng)下,通過(guò)建立廉價(jià)的機(jī)器人平臺(tái),2016的無(wú)人飛行器行業(yè)值得期待。
11. 網(wǎng)絡(luò)虛擬機(jī)器人:你在現(xiàn)實(shí)世界中的化身
網(wǎng)絡(luò)虛擬機(jī)器人能夠讓你在不需要到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的情況下,如同身臨其境,這與視頻會(huì)議有點(diǎn)類似,但視頻會(huì)議僅僅顯示遠(yuǎn)程的一個(gè)小窗口,而網(wǎng)絡(luò)虛擬機(jī)器人則給你全方位、實(shí)時(shí)的展示,允許你遠(yuǎn)程四處走動(dòng)查看,與人、物體交互,就像你實(shí)際在那里一樣。2010年Anybots公司推出的第一款商業(yè)產(chǎn)品QB,在2011年,越來(lái)越多的網(wǎng)絡(luò)虛擬機(jī)器人進(jìn)入市場(chǎng),包括VGO通信公司的VGO機(jī)器人和法國(guó)Gostai公司的Jazz機(jī)器人(下圖)。網(wǎng)絡(luò)虛擬機(jī)器人是一項(xiàng)重要的技術(shù),具有較強(qiáng)的商業(yè)前景,為商務(wù)旅客節(jié)省時(shí)間和金錢。事實(shí)上,我們認(rèn)為2016年將是網(wǎng)絡(luò)虛擬機(jī)器人發(fā)展一個(gè)里程碑:到今年年底,將有數(shù)百個(gè)QBS,Vgos,Jazzes在世界各地漫游,在2016年,新加入的者競(jìng)爭(zhēng)者承諾使這個(gè)市場(chǎng)更具競(jìng)爭(zhēng)力。
12. 仿生學(xué):人類和機(jī)器之間的結(jié)合
作戰(zhàn)機(jī)器人和其他如人機(jī)雜交技術(shù)(用詞有欠妥當(dāng))很早就引起人們興趣,以前我們只能從科幻片中看到相關(guān)場(chǎng)景,如“無(wú)敵金剛”和“機(jī)器戰(zhàn)警”這類影片。但過(guò)去兩年間,相關(guān)研究人員已經(jīng)在機(jī)器人假肢和腦機(jī)接口領(lǐng)域取得重大突破,2016年我們相信仿生學(xué)領(lǐng)域的人機(jī)結(jié)合技術(shù)能更進(jìn)一步,特別是外骨骼能昂首闊步走出實(shí)驗(yàn)室。今年,Ekso Bionics公司(前身是Berkeley Bionics)將首先在美國(guó)和歐洲的康復(fù)診所出售其機(jī)器人外骨骼。同一時(shí)間,由約翰霍普金斯大學(xué)和匹茲堡大學(xué)的研究員測(cè)試大腦植入技術(shù),該項(xiàng)目由DARPA資助,它使患者用意識(shí)控制機(jī)械臂??傊?科幻正在變成現(xiàn)實(shí)。
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