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大疆与港科大如何完美实现产学研?港科大机器人研究院王煜院长回顾25周年

2017-06-06 堂博士 机器人大讲堂

 


香港科技大学(简称港科大,HKUST)大家都比较熟悉了,今年是港科大25周年校庆,我们回顾反思了港科大25年的发展,这25年港科大的发展非常的好,非常的快;师资队伍非常的好,科技力量非常的强,但是25年以后怎么办?前面25年发展的模型能否继续用下去?经过反思以后,我们决定要紧跟着潮流与时俱进,把学校的一切资源投在比较有目的,有集中性的几个大的方面。


第一个方面是无人驾驶机器人。港科大为我们提供一千多平方米,我们对无人技术和机器人的理解源于我们学校在这方面的探索研究,我们认为现在的机器人领域最重要的研究方向是无人机,在无人机领域,国内知名的有大疆无人机(DJI-Innovations,简称DJI)。港科大的本科生和硕士生先做项目,然后再做创业孵化器。这些研究成果为我们提供了强有力的基础,所以我们是把无人驾驶技术作为机器人发展一个主流的方向。


由于广东珠三角拥有发达的制造业,这就为智能制造的发展提供了前提,也就是第二方面——工业机器人。除此之外,香港政府大力支持工业机器人的发展,并以新加坡的“智慧城市”为例,也要把香港办成一个“智慧城市”。


第三个方面便是医疗机器人,由于医疗机器人的门槛太高,港科大没有做太多的相关研究。


我们定的四个方面:一是无人飞机与无人驾驶技术;二是工业自动化机器人的应用—智能工厂;三是人机交互,即:机器和人有感情地交流;四是智能家居与智慧城市。


机器人研究院是以应用技术为主,而且机器人技术是涉及到多学科交叉的领域,能否与其他公司合作,主要是取决研究的应用方向是否适用价值的,或者是否有长远发展前景。我们的合作伙伴有两类,一类是提供关键技术的公司,包括德州仪器(Texas Instruments),微软等等。另外一类是直接实现生产线技术应用的公司,包括李群自动化、固高科技等。


从机器人学科角度来看,机器人哪些方面会有比较好的前景。首先,从机器人的定义来看,今天机器人的定义应该是适应环境,自主运动和自主决策的设备。但30年前,机器人是可由计算机编程并能够自动执行复杂系列动作的机器。


从八十年代至今,工业机器人发展非常迅速,特别是五轴和六轴机器人。应用最广的是在汽车行业,美欧汽车的自动化程度达到95%,中国的是75%。在飞机行业,波音公司的自动化程度达到70%左右,在未来的几年可能会达到90%。


我们对机器人有什么样的要求呢?一般对机器人的要求有三个指标:速度、载荷、精度。但是这些机器人和外界环境是没有关系的,它们只是做编程的工作。而今天的机器人要自主决策能力,或者做自主的运动。今天的机器人我们对它的指标性的要求是不一样的,不仅仅是速度、载荷和精度。现在需要有新的三个指标:一是与外界环境进行互动;二是感知能力;三是实时交流。


为什么现在要把机器人做好呢?因为关键的技术发展到了一个新高度,包括驱动器、传感器以及处理器。云计算、人工智能等前沿技术有如雨后春笋,这些先进技术提供了发展的关键基础。如果能够将这些技术完美地集成,便能找到应用点。大疆就是一个例子,其本身没有做新的技术,它就是将技术集成,找到与实际相结合应用点。像这样的例子,还有苹果手机。


从工业时代进入了机器人时代,许多公司都迈入了机器人行列。从2011年到2016年,机器人的投资增长曲线接近于指数式增长。在2016年,对机器人的发展和投资有了十倍的增长。在西方发达国家,特别是美国,一旦由企业投资,年轻的鲜血会注入机器人行业,机器人行业发展速度便会迅速增长。


下面再具体的讲讲无人飞机,主要介绍大疆无人机,大疆是我们机器人研究院坚强的支持者,不仅给我们的提供资金,同时对我们研究生的培养,实验室的建设,全面提供了指导性意见与建议。


大疆无人机主要是用来航拍,并且发展非常迅速。在2014年,大疆无人机主要是靠GPS实现定位。在2016年,大疆无人机已经实现了自主飞行。上面有6个传感器,向前有两个照相机,向下也有两个照相机,可以保证这个无人驾驶飞机在室内室外可以自主的飞行。同时又可以很好的做照相机拍照的控制,再加上无线时时的传速,使得整个系统配置更加完善。


现在无人驾驶飞机进入到新的新潮,在这个市场里,不仅是新的创业公司,许多大型公司都要进入。像:Qealcomm、因特尔等公司。


对我们来讲,做无人驾驶飞机本身不是我们要做的,我们现在能够做的事是把无人机用到商业中去。商业应用和工业应用的无人机的技术还没有结合,还处于初始的阶段,并且它的市场一定要本航拍大得多,这个市场会逐渐兴起,但是这个过程将要突破重重障碍。


无人驾驶车发展非常的艰难,虽然大家都不看好,但是作为一个汽车无人驾驶,它涉及到最复杂最难的情况。由于驾驶的环境的复杂性,各种考虑的因素都需要考虑,所以许多学者认为人工智能是解决这一问题的关键技术。无人驾驶车在美国的硅谷就有230多家做无人驾驶的公司,从小到一个人的公司,大到谷歌。人工智能技术兴起后,我们离着无人驾驶就更进一步。


酒店、商店、医院、会场这些地方办公众聚集的地方,机器人的应用会有一定的发展前景,因为它的要求也没有那么的艰难,同时也可以应用无人驾驶技术。


最后,在制造工业方面的市场非常的艰难,因为做人工装备手机这样的工作,机器人还不能完成。德国正在尝试这方面的研发,但进展缓慢。我们现在和一些国外的公司合作,寻找机器人可替代人的工艺,这类工艺一般都是重复性的简单动作,对机器人来讲都是能够完成的动作,逐渐取代人工,最后达到无人生产。


要通过编程把所有的手机装配动作都教会机器人,这个是完全不可能实现的。大家现在把希望寄托在人工智能上,通过机器人自己学习,把我们很灵巧的手和眼睛做装备的技能学会。这个是机器人在工业运用中最艰难的问题,人工的技能要让机器人学会,而不是把它作为一个程序教会给他。同时很多的方面对视觉的要求非常的高,通常有五分之一的工人是来做检查手机屏幕有没有瑕疵的。

 

最后,美国工业机器人有一个著名的奖项,是由机器人之父的名字命名的Engelberger机器人奖,他自己出资创建了美国第一家的机器人公司,他在机器人行业没有赚钱,但是他坚决的相信工业机器人。在富士康内,他在三年之内推销了四万台机器人,得了国际上最高的工业机器人的奖。现在的富士康也很有信心,并宣布了国内的富士康的厂在五年以内全部自动化。在工业方面,中国仍在承受着压力。为此,我们国家现在也部署2025的工业2.0、3.0以及2049年的工业方面4.0。


来源:第四届中国机器人峰会

整理编辑:高闯


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