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2015年日本东京机器人展专家讲座纪要

2021-07-05 来源:锦州农业机械网

2015 年日本东京机器人展——专家讲座纪要

孟鹏飞、潘贻立

日本机器人政策变迁和产业最新情况

演讲人:日本机器人学会 生产学联合委员 今堀崇弘

1/RT 战略的演变和机器人大赏的实施

1.机器人大展每两年一次,是日本RT 战略 (注: 日本政府 2001年出台的机器人产业政策,RT即ROBOT)的重要活动。机器人大展增加了对系统集成和系统集成策划人的评价,从原来的关注机器人单体增加到服务、社会系统。

2.对日本国内机器人产业规模的预测:2001年日本机器人协会预测,2010 年 2 兆日元,2025 年 8 兆日元;而实际 2010 年的预测是,2020 年 2 兆 8533 亿日元,2035 年 9 兆 7080亿日元。

2015年日本东京机器人展专家讲座纪要

2015年日本东京机器人展专家讲座纪要

3.出台RT战略的始末和变迁:20世纪日本国内认为大众营销和大批量生产已经没有空间,需要从三个方向发展机器人:

1、把机器人当做一般商品大批量销售,但太难做到;

2、现有产品的高度集成化和智能化,如自动驾驶、智能家居等,也需要时间;

3、机器人技术的系统集成,这是最重要也是当前最应该做的,因此提出了日本独有的机器人系统策划人的概念。

但2005年日本的爱·地球博览会掀起了热潮,SONY 的机器狗 AIBO、本田的 ASIMO 受到了极大的欢迎,因此机器人系统策划人无法推进。后来机器人产业化遇到问题:客户需求太多样化,没有办法大批量生产;如果要满足客户需求,就要不断进行新的开发,但当时没有找到能收回投资的市场;服务商对机器人结构不熟悉,出现很多应用问题,于是从 2009 年开始又回到以前的 RT 战略,重视系统集成和集成策划人的培养。

4.集成策划人是日本创造的一个概念,不同于传统的系统集成商,而是加上了策划、咨询的功能,策划人要从产业的角度,把技术、集成、服务业的需求结合在一起。

2010年没有集成策划人之前,产业恶性循环:机器人产业创造不出新的机会,资金无法实现流动循环,研究资金削减、开发力降低、研发人员减少,也没有相关的周边业务等。也有一些企业在做研发,但制作研发不够,要做服务业需要的机器人。 集成策划人就是为了解决这些问题。

2012年获得机器人大赏的是松下开发的整个医院使用的机器人系统, 尤其是送药机器人 (代替护士频繁往来送药),这是一个典型的系统集成策划人 case。

5.松下医院机器人系统:要对医院业务做很多分析。首先是业务诊断,了解要实施的业务内容,然后重新设置医院布置,先合理配置好人和物,把药材放在同一楼层,整个布局进行重新设置,最后在设置搬运药材的机器人等,让机器人尽可能发挥最大的能力。

这个项目用了几年时间完成,医院布局和流程重新设置上面就给医院削减了 3000 万日元成本,虽然要加入机器人的费用,但整体来看改变了医院赤字的情况。

2015年日本东京机器人展专家讲座纪要

6.系统集成策划人让社会意识到机器人系统中人的重要性,想在服务方面引进机器人没有那么容易,引进前要对服务和社会系统进行重新设置。

注:这位专家提出了日本机器人业界创造并在引导的机器人系统集成策划人的概念。

即先先了解要使用机器人的环境,再对环境进行改造和流程重置,然后再布置机器人,使机器人能够最大限度的发挥功能。 不仅仅是机器人本身的系统集成, 而是把周边工作环境也纳入集成的范围, 比传统意义上的基于生产线的集成更高一筹。

可以改变企业只关注单体机器人或者产业链条某一段的情况,从整个社会和应用的角度开发产品,有利于行业良性发展。更适用于服务机器人,但实际实施难度大,需要从整个国家层面来推动,成本、技术和社会认可度发展到一定的程度。

2/工业机器人技术新方向

动态补偿技术、机器人新的材料和要素

1.动态补偿技术以东京大学的研究为例, 主要是通过装在机器人手臂末端的高速视觉相机拍照调整位置,对工作环境的不确定性进行补偿,从而实现高速度高精度, 这两者一般很难同时实现。未来想要达到的目标是增加灵活性, 比如在手臂加装高速执行器, 同时达到高速、 高精度、高灵活性。

2.日本业界也在研究中国的机器人十二五规划,认为中国目前的机器人效果达到日本的70%左右,主要是需要采购日本的关键零部件。如果将来中国熟悉了特性,自制关键零部件,如果能掌握好相关的技术,相信中国也能做到跟日本一样的水平。感受到威胁,日本要在机器人要素技术先行一步, 主要是四个方向:机器人完全不用电缆;材质提升,完全不用机器油;机器人能源消耗降低到目前的一半; 机器人可以搬运比自己还重的东西。

机器人的结构和原理,半个世纪以来没有变化,主要是通过加装传感器提升智能这样外部的配合,迟早会被超越。因此要在材料和要素本身创新,无论怎样的创新都会被超越,所以要持续不断创新以保持领先优势。

无所不在的网络机器人技术面向连接机器人、传感器、智能手机的服务

演讲人: 日本社会媒体综合研究所部长、 株式会社国际电气通信基础技术研究所 宫下博士

1.机器人定义的几个要素:传感器、控制系统、驱动系统、执行器。2015 年 1 月 RT 新战略对要素进行了重新定义: 没有驱动系统也可以叫做机器人,因为通过网络连接在一起,没有必要把驱动器放在机器人身上。 比如用网络把智能手机、 机器人系统连整合在一起,整个大厦都变成了机器人。

2.日本花了10 年时间进行研究, 2004-2009 年是第一阶段, 主要是做基础研究,2009-2013是第二阶段,主要研究把机器人和智能手机连接在一起的通讯协议。在这个过程中认识到,机器人还是需要身体,有类似于人的外部形态。虽然技术上可以泛网络化,把不同的终端变成机器人,但公众接受方面还是需要考虑具体的形态。机器人的意义就是存在感,也就是互动需要跟人产生人际关系。

日本国内老年人多,需要沟通,首先要做能让老人开心、给老人打气的机器人,仿人形机器人可以提供存在感,能产生友情,容易给人带来快乐。比如在日本一所养老院里放了一台机器人,早上会跟老人说早上好,老人回答早上好,这时另一个老人说,你的手好了吗?(机器人的一个手臂昨天故障),机器人回答,已经好了。大家建立起了朋友一样的亲切关系。所以要有人的外表形态。

3.怎样做的呢?用网络把传感器、控制器、执行器连接在一起,硬件方面已经没有问题,但在软性的方面还不够好。目前我们的网络化机器人系统研究共有三层,最底层是机器人、功能性硬件连在一起;再往上一层是软件层,最上层是服务应用层。

这一个体系完成后,普通人也可以像开发智能手机 APP 一样开发机器人。可以想象安卓和 ios 系统, 但安卓和 ios 都缺乏与人互动,所以要靠机器人,开发机器人软件。目前在跟美国的Willow Garage 合作做机器人的开源操作系统 ROS,把机器人的功能模块化。

4.有两个现实的例子:

1、一个行动不便的老人想要去商场购物,可以用智能手机拨打号码给出租车和商场,这时智能手机就变成网络中的一个 ID,通过 GPS 定位,乘坐机器人轮椅到门口坐上出租车,到达商场,商场工作人员可以知道他的位置,商场装满了各种传

感器,可以使轮椅避让障碍和人,像正常人一样购物。

2、身体健全的老年人,可以打电话给要去购物的超市,智能手机此时变成网络中的一个ID,到达时机器人已在等候,可陪伴老人购物,拿物品等,并在购物时随时告诉老人市场信息,特价推荐,跟老人沟通购买意见等。店里也可以掌握老人的路线和再看的商品,了解感兴趣的商品,从而掌握顾客购买趋势等。

5.以前的机器人,是一家公司做所有的工作,先硬件、再加各种执行器等,再装软件。现在通过网络连接,以软件为主导。行业发展需要这样破坏式的创新,可持续的系统,做好服务。