“多节点控制”:机器人智能化突破口

日前，国务院召开常务会议部署加快推进实施“中国制造2025”，实现制造业升级，中国版“工业4.0”正在渐行渐近。发达国家在实现制造业升级的过程中是以机器人为核心的智能装备为抓手而发展起来的。从“中国制造”走向“中国智造”也不应当例外，即中国制造装备业将经历一个智能化的过程。d 日前召开的"机器人与智能系统院士论坛"上，各方专家对此进行了充分论述，探讨我国机器人产业和智能制造业的创新契机和发展道路。

智能制造突破从机器人开始

智能制造一般涵盖智能制造装备、智能制造系统、智能制造服务等，其中智能制造装备是智能制造发展的核心突破点。

“中国制造2025”被视为“用三个10年完成中国从制造业大国向制造业强国转变”的第一个10年路线图，使得智能制造装备成为当前最受关注的行业之一，全国多个地方都在积极谋划智能制造业的发展。而根据国际经验，机器人的智能化将是智能制造的产业核心。对此，中国科学院院士熊有伦认为，智能制造一般涵盖智能制造装备、智能制造系统、智能制造服务等，其中智能制造装备是智能制造发展的核心突破点。

智能制造是将人类智慧物化在制造活动中并组成人机协调合作系统。机器人不再是简单代替人工作业，实际上是改变人类的生产方式，帮助各行业提高生产效率和产品质量，实现节能增效的现代化生产及管理。

“智能制造系统的发展涉及市场与环境、制造需求、多品种多批量、高质量低成本等要求，这是一个系统综合协作。要提高竞争力，提高工作效率，缩短生产周期，提高柔性，机器人和智能系统将成为持续发展的发动机。”熊有伦进一步表示。

90%%的企业智能化程度未成熟

近几年中国市场的需求尚未达到非常高精端的地步，简单生产线上机器人替代人工作业有所普及，复杂应用仍需时间。

如何实现工业机器人的智能化是当前需要解决的重点问题。中国制造业与发达国家相比还有差距，特别是在智能化方面。相比在上世纪70年代就已经开始致力智能制造的发达国家来说，中国的智能制造业晚了许多。有业内专家认为，目前中国企业的智能化水平参差不齐，仅有10%%左右的大企业智能制造水平较高，尚有90%%的企业智能化程度未成熟。

三菱电机株式会社名古屋制作所市场&产品企划部机器人课申德山表示，高精度高速度的智能化机器人肯定是未来的发展方向，近几年中国市场的需求尚未达到非常高精端的地步，简单生产线上机器人替代人工作业有所普及，但是复杂应用的取代仍需时间。

但是，从欧美市场对于机器人的智能化、信息化需求来看，要求是很高的。可以预见若干年后的中国也必然有同样的需求。对于机器人厂商来讲，既要前瞻发展进行新功能新产品的研发，引导市场和技术方向，又要兼顾市场的实际需求状况。

与周边传感、控制、通信系统作好结合

从工业控制的角度来说，多节点控制以及不同节点的通信协作是当前的关键之一。

就目前而言，机器人智能化的关键是如何与通信系统以及周边传感器、控制器结合，实现有效应用。这是大多数企业关注的重点。Atmel高级总监吴群认为：“从工业控制的角度来说，多节点控制以及不同节点的通信协作是当前的关键之一。”

原来在工厂结构化环境下工作的自动机器或工业机器人，适合于大规模、较少柔性和变动的生产环境，对智能程度并无过高要求。随着自动化应用领域的扩展对智能机器人及系统提出了新的需求，要满足不同的非结构环境下的不同需求，必须具有综合集成和自主的能力，特别是向着多机器人协作发展。这就需要良好的通信协作能力。“我们觉得互联互通变成了一个非常重要的环节，当然还有采样。Atmel在产品设计和规划里把互联互通、Sanser、安全、安防系统作为重点进行考量。这个过程里可以看到MCU技术，加上互联互通技术、传感器等的巨大作用。如果我们把这几个模块集成到一颗芯片里，这个芯片将非常适合未来工业4.0时代的需求。”吴群指出。

此外，感知也是机器人智能化的基础，包括“感觉”(传感)和“知道与理解”(信息融合与利用)。高通公司中国研究中心主任侯纪磊认为，机器人需要一个更加强大的对环境的感知能力。我们在开发Snapdragon这个系统芯片的过程中，除了导航、定位和惯性导航系统、环境之外，对于各种各样的OEM有非常宽泛的支持，比如Sensor assisted。在复杂的环境下进行定位是一个挑战，Sensor assisted可以帮助人们纠正误差，使得未来机器人在复杂环境下工作获得良好支持。

在机器人向智能化的发展中，多机器人协作系统是一类具有覆盖性的技术集成平台。如果说单个机器人的智能化还只是使个体的人变得更聪明，那么多机器人协作系统则不但要有一批聪明的人，还要求他们能有效地合作。所以它不仅反映了个体智能，而且反映了集体智能，是对人类社会生产活动的想象和创新探索。