在北京北人亦創(chuàng)國際會(huì)展中心，一款名為“長城龍”的機(jī)甲龍擺頭吐霧，發(fā)出咆哮，吸引了不少觀眾駐足圍觀。8月21日，2024世界機(jī)器人大會(huì)在這里開幕，最受矚目的世界機(jī)器人博覽會(huì)同步舉行，169家企業(yè)600余件創(chuàng)新產(chǎn)品參展，27款炫酷的人形機(jī)器人集中亮相，上演“機(jī)器人總動(dòng)員”。通過科技創(chuàng)新，機(jī)器人正日漸頻繁地出現(xiàn)在生活中，成為人們的幫手。
消防機(jī)器人能夠探測(cè)生命體的存在
“當(dāng)我喊出‘救命’的時(shí)候，機(jī)器人立刻就啟動(dòng)了救援程序，感覺就像在電影里一樣?！痹谏綎|國興智能科技股份有限公司展出的一款防爆消防滅火偵查機(jī)器人旁，一位觀眾興奮地說。
山東國興智能科技股份有限公司展出的防爆消防滅火偵查機(jī)器人。實(shí)習(xí)生 姜揚(yáng)濤 攝
易燃易爆、有毒、缺氧、濃煙……這些危險(xiǎn)環(huán)境是消防救援中的挑戰(zhàn)。這款機(jī)器人具備強(qiáng)大的偵查和滅火能力，能夠代替消防救援人員進(jìn)入危險(xiǎn)的災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)。
據(jù)公司銷售經(jīng)理王春虎介紹，機(jī)器人搭載了一個(gè)進(jìn)口的消防水炮，最大流量可達(dá)80升/秒，支持水和泡沫兩種模式，射程高達(dá)85米，可在安全距離內(nèi)進(jìn)行滅火。同時(shí)，機(jī)器人通過集成的紅外熱像儀，能夠探測(cè)到生命體的存在以及火源的溫度分布，確定火源中心點(diǎn)，為滅火行動(dòng)提供數(shù)據(jù)。
此外，它還擁有圖像采集功能和雙向語音功能，能夠?qū)崟r(shí)傳輸現(xiàn)場(chǎng)情況，并與救援人員進(jìn)行溝通?！霸诰鄼C(jī)器人五米內(nèi)對(duì)著它喊出‘救命’，機(jī)器人會(huì)立即反映給終端，實(shí)施救援。”王春虎說，這款機(jī)器人的設(shè)計(jì)就是為了讓消防員能夠在不直接暴露于危險(xiǎn)環(huán)境的情況下完成任務(wù)。
模擬劈叉、彎腰，機(jī)器人可靈活定位摘水果
在國家農(nóng)業(yè)智能裝備工程中心的展廳內(nèi)，一款名為“靈展1號(hào)”的農(nóng)業(yè)專用機(jī)械臂正在展示“摘水果”絕技。這款機(jī)械臂不僅能夠靈活地避開障礙物，還能模擬“劈叉”和“彎腰”動(dòng)作，利用視覺識(shí)別系統(tǒng)自動(dòng)定位并摘取草莓。
“靈展1號(hào)”之所以能完成這些高難度動(dòng)作，得益于其獨(dú)特的設(shè)計(jì)。據(jù)北京市農(nóng)林科學(xué)院研究員熊亞介紹，這款機(jī)械臂結(jié)合了串聯(lián)機(jī)構(gòu)與單軌雙滑塊機(jī)制，使其在狹小空間內(nèi)也能靈活作業(yè)，并以更快的速度、更準(zhǔn)確的位姿控制完成動(dòng)態(tài)抓取任務(wù)。與傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)械臂相比，“靈展1號(hào)”的操作空間擴(kuò)大了約三倍，展現(xiàn)出更強(qiáng)的移動(dòng)抓取能力和靈活性，使其能夠在復(fù)雜環(huán)境中執(zhí)行高難度任務(wù)。
“靈展1號(hào)”是海淀區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局和北京市農(nóng)林科學(xué)院攜手資助研發(fā)的產(chǎn)品之一，與之配套的還有移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)“田野漫步者1號(hào)”。該機(jī)械臂融合了多項(xiàng)開創(chuàng)性技術(shù)，已經(jīng)成功斬獲兩項(xiàng)國家發(fā)明專利。
目前產(chǎn)品還處于測(cè)試階段，熊亞說，“我們希望通過進(jìn)一步的優(yōu)化和完善，讓它在未來能投入到實(shí)際的農(nóng)業(yè)采摘工作中去?！?/p>
爬壁機(jī)器人高空作業(yè)，提高檢測(cè)準(zhǔn)確率
在吉泰智能的展位前，專門用于高空作業(yè)的爬壁機(jī)器人吸引了參觀者的目光?！拔覀兊漠a(chǎn)品基本針對(duì)能源領(lǐng)域的垂直應(yīng)用，特別是那些需要高空作業(yè)的地方，比如風(fēng)電塔和鍋爐等。”吉泰智能副總經(jīng)理朱曉松說，這些地方往往需要工人在百米以上的高度進(jìn)行維護(hù)和檢查工作，存在較高的安全風(fēng)險(xiǎn)，機(jī)器人可以替代人類從事這些高危作業(yè)。
其中一款爬壁機(jī)器人搭載了一系列傳感器和檢測(cè)設(shè)備，能夠爬到鍋爐內(nèi)部的水冷壁上進(jìn)行檢測(cè)工作。朱曉松說，傳統(tǒng)方式依賴人工點(diǎn)檢，需要搭建腳手架或使用升降機(jī)，非常耗時(shí)。另外，人工登高采用手持設(shè)備點(diǎn)檢，巡檢檢修依靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，疏漏的概率較高。而且數(shù)據(jù)通常采用Excel表格或手機(jī)拍照的方式記錄，比較零散，難以有效利用。
相比之下，爬壁機(jī)器人可以進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)后臺(tái)檢測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)分析等多種效果，不僅提高了檢測(cè)效率和準(zhǔn)確性，還大大降低了高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。
履帶式底盤裝上“智慧大腦”
在中信重工展廳，不少觀眾拿起遙控體驗(yàn)ROS履帶式底盤。中信重工開誠裝備智能有限公司的王永利說，這款ROS履帶式底盤采用了防水、小型化、輕量化的設(shè)計(jì)，低重心布局使其運(yùn)行平穩(wěn)，能夠輕松通過山地、沙地等復(fù)雜地形。它還配備了獨(dú)立懸掛減震系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的抗沖擊能力。
同時(shí)，這款底盤具有ROS標(biāo)準(zhǔn)接口和豐富的接口拓展能力，可方便擴(kuò)展安裝攝像頭、深度相機(jī)、機(jī)械臂等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)多種功能，適用于教學(xué)、科研以及產(chǎn)品二次開發(fā)。搭載ROS系統(tǒng)的智能履帶式底盤裝上了“智慧大腦”，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制、靈活編程與高效協(xié)同。
機(jī)器人助教可評(píng)估學(xué)生情緒狀態(tài)和參與度
在北京愛賓果科技有限公司展臺(tái)，一群孩子圍住機(jī)器人提問：“賓果，賓果，為什么天空是藍(lán)色的？”機(jī)器人迅速理解并回答：“這是因?yàn)榇髿庵械牡獨(dú)夂脱鯕夥肿訒?huì)散射太陽光中的藍(lán)色光波，讓我們看到的是藍(lán)色的天空?！焙蜋C(jī)器人對(duì)話讓孩子們倍感興奮，他們?cè)诔鲱}考機(jī)器人助教的同時(shí)，也記住了科學(xué)知識(shí)。
小朋友在和機(jī)器人助教現(xiàn)場(chǎng)互動(dòng)。實(shí)習(xí)生 姜揚(yáng)濤 攝
記者了解到，不同于傳統(tǒng)的語音助手僅能針對(duì)單個(gè)問題給出答案，這款機(jī)器人助教基于先進(jìn)的生成式大語言模型，能夠與孩子們進(jìn)行多層次的對(duì)話交流，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。機(jī)器人還配備了一個(gè)攝像頭，可以捕捉孩子們的眼神、表情及肢體動(dòng)作，幫助教師評(píng)估學(xué)生的情緒狀態(tài)和參與度，為教師提供實(shí)時(shí)反饋，以便調(diào)整教學(xué)策略。
除了輔助教學(xué)之外，機(jī)器人助教還能講故事、唱歌，甚至與孩子們一起跳舞，激發(fā)孩子們的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力。據(jù)公司工作人員介紹，目前愛賓果機(jī)器人助教已經(jīng)在全國1.3萬所學(xué)校投入使用，涵蓋幼兒園和小學(xué)階段的教育機(jī)構(gòu)。
人形機(jī)器人可精準(zhǔn)收納工具
“咚、咚、咚”，在中國科學(xué)院自動(dòng)化所展區(qū)，一款人形機(jī)器人邁著沉穩(wěn)的步伐來到工具墻邊，把扳手放在指定區(qū)域，完成工具收納任務(wù)后，它又抓住一個(gè)圓形零件，放在另一個(gè)機(jī)器人的工作臺(tái)上。
“這款是我們?nèi)诵螜C(jī)器人Q系列中的Q3，展示的是人形機(jī)器人在工業(yè)場(chǎng)景下的作業(yè)能力。”該所助理研究員吳亞雄說，機(jī)器人的雙臂都有7個(gè)關(guān)節(jié)自由度，上半身比較沉，下半身負(fù)載大，所以機(jī)器人有點(diǎn)重，但操作任務(wù)時(shí)性能會(huì)比較好。
據(jù)他介紹，目前的機(jī)械臂大多用5-6個(gè)關(guān)節(jié)自由度實(shí)現(xiàn)，7個(gè)關(guān)節(jié)自由度和人的手臂一樣，靈活性會(huì)更好。多出來的自由度體現(xiàn)在手腕上，使機(jī)械臂在伸進(jìn)狹小空間時(shí)也能抓取，但在控制上存在難度。為此，科研團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用了喬紅院士提出的環(huán)境吸引域理論，降低對(duì)傳感信息的依賴，實(shí)現(xiàn)高精度裝配。
“環(huán)境吸引域可以理解為運(yùn)動(dòng)控制算法之前的一個(gè)決策算法，使其找到更好的操作策略來完成任務(wù)。比如人把一個(gè)軸裝進(jìn)一個(gè)孔里，會(huì)探索軸和孔的角度、用多大力才能柔順地實(shí)現(xiàn)，決策算法也會(huì)模擬人手，根據(jù)環(huán)境信息進(jìn)行決策。”吳亞雄說。
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