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沈阳新松机器人自动化股份有限公司中央研究院院长邹风山:传感器让机器人更好地感知“外面的世界”

8月23—24日,由中国电子元件行业协会敏感元器件与传感器分会主办、辽宁省沈抚新区与罕王微电子(辽宁)有限公司共同承办的“2018传感器产业高峰论坛”在沈阳召开。沈阳新松机器人自动化股份有限公司中央研究院院长邹风山作了题为《机器人传感器技术的发展》的演讲。

邹风山指出,2017年,中国工业机器人消费总量为14.1万台,连续5年成为全球最大的消费市场,销量增速高达58.1%。据国家统计局统计,今年以来,中国工业机器人产量(包括所有企业在中国生产的机器人)持续增长,3月份增速在35%左右。可以预计,中国在未来很长一段时间里都将成为机器人产业全球最大的消费市场。

邹风山在演讲中说,机器人产业的发展离不开技术的突破。近几年,大数据、物联网、云计算等新一代信息技术与机器人技术进行融合,对机器人在生产生活中的应用产生颠覆性的变革。由于新一代信息技术与工业技术的融合,产生了新的制造模式,即智能制造模式。这种制造模式的特点是智能化、数字化、网络化以及定制化,且由于机器人的介入,成本在逐年下降,可以说,机器人在智能制造变革中发挥了重要的作用。同样,智能服务机器人已渗透到人类生活各个领域。

邹风山认为,机器人的决策过程包括三个阶段:感知、认知和执行。首先通过数据采集外部的场景信息,其次通过智能算法进入认知阶段,最后通过指令产生各种动作命令进入执行阶段。机器人是通过多种传感器进行感知的,这些传感器包括光学传感器、力学传感器、声音传感器、速度及加速度传感器、温度传感器、化学传感器等。他指出,传统机器人在R1.0时代,仅有位置传感器,无法适应任务、环境发生的变化,缺乏协作与安全保护功能。在R2.0时代,装配了多种传感器,并对传感器信息进行计算分析,可适应任务、环境变化,具有一定智能性,且具有感知环境的能力。

邹风山介绍了不同种类机器人如何利用传感器进行工作的,他说,智能焊接机器人利用3D视觉传感器对待焊接工件进行感知,获取工件的三维点云,并利用机器视觉技术与人工智能技术结合获得精确的焊接边缘,实现机器人的自主焊接。智能打磨/抛光机器人采用三维视觉传感器与力觉传感器结合实现,利用三维视觉传感器及机器视觉技术对目标进行建模,并利用力觉传感器结合力控制技术,实现复杂毛坯件的精确自主的打磨/抛光作业。智能搬运复合机器人,利用2D激光测距传感器对环境进行建图,实现自主行走与导航,同时融合超声与2D激光传感器用于机器人自主行走时避障,机器臂末端安装有视觉传感器,用于引导机器人实现视觉抓取。VR机器人,利用VR眼镜作为机器人操作的输入接口,实现机器人的远程示教等功能。VR眼镜中的惯性导航模块与相机模块相互融合,实时估计眼镜的姿态,即可将现实与虚拟相结合而不产生脱离感。同时,利用VR眼镜的视觉传感器实现了手势识别作为机器人的操作输入端。

演讲的最后,邹风山对传感器技术的未来进行了展望,他表示,传感器技术将向5个方向发展,智能化:传感器将与人工智能技术相结合,形成智能传感器;可移动化:充分利用无线传感网络技术,技术关键在于克服节点资源限制;微型化:在微型化的同时,降低功耗、提高精度、集成化等;集成化:形成多功能一体化传感器,集成度高、体积小、容易实现补偿与校正;多样化:新材料技术的突破加快了多种新型传感器的涌现,该研究方向主要与新材料的发展息息相关。

责任编辑:诸玲珍


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