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    Posts made by Eira

    • iCub,一个机器人的自我意识觉醒

      人的自我有5个组成部分。机器现在已经具备了其中3个。那么,人工意识离我们还有多远呢?它又能揭开哪些关于我们人类自身的秘密呢?
      0_1467349732141_icub.jpg
      什么是自我?17世纪,勒奈·笛卡尔曾说过:「我思,故我在。」他把自我看成一个恒常不变的物体,是存在的本质,在此之上才能建立起世界观。而其他人则有完全不同的见解。比如一百多年后,大卫·休谟辩称,根本没有「简单而持续」的自我,只有流动的经验。休谟的观点与佛教中的「无我」有异曲同工之妙。「无我」这种思想认为,不变的自我只是一个幻觉,也正是我们烦恼和痛苦的来源。

      今天,越来越多的哲学家和心理学家都赞同,自我意识只是一个幻觉。尽管我们都同意几百年前那个把「自我」看做存在的本质、并认为它恒常不变的观念是错误的,但现在依然还有很多需要解释的地方。比如,我们如何将自己的身体与周围世界区分开?为何我们总是通过一个特定的视角来经历事情(一般来说,这个视角位于我们大脑的某个地方)?你如何将自己放入对过去的记忆以及对未来的想象中?为什么我们能够站在他人的角度思考问题?我相信,过不了多久,科学就能回答其中的大部分问题了。

      一个很重要的洞见是,自我不应该被看做是一种本质(essence),而是一组过程。这个过程就像一部正在体内运行的虚拟机,和一个程序在计算机中运行时的状态一样。同样的,大脑活动的一些模式,构成了一系列的过程,从中产生了人类的自我。这符合休谟的直觉:如果你停止思考,自我就消逝了。比如说,当你进入梦乡时,那个由一系列大脑活动而产生的「你」,将不复存在。但是,当你从梦中醒来,这些过程又在当初戛然而止的地方重新激活,产生了主观上的连续性。

      这种「自我产生于一组过程」的思想,启发了我和我的同事。我们相信,这个过程能在机器人中重建。把它拆解成一个个零件,然后再一个个组装起来,从中能让我们学到更多关于「自我」的知识。这是一个正在进行中的合作项目,其中的科学家来自欧洲的几个研究所。不可否认,我们仍有很长的路要走,但是我坚信,我们一定能创造出一个人工自我意识,如果不能,它至少能拥有最基本的智慧。我们相信,我们的工作有助于解决一些关于自我意识的核心问题——它感觉起来是如此真实,但是,当你聚精会神地对它屏息凝视,它又仿佛消融于无物。

      来见见iCub吧!这是目前最先进的人形机器人(humanoid robot ),我们正在它身上创造自我意识。这个小机器人拥有视觉、听觉和触觉,还拥有本体感受(译者注:本体感觉是指肌、腱、关节等运动器官本身在不同状态(运动或静止)时产生的感觉,例如,人在闭眼时能感知身体各部的位置),并能协同运行身上的53个关节。它会说话并与周围的世界互动,还能通过学习来改善表现。目前,全世界共有30个这样的iCub机器人,分布在世界各地的实验室里。在我们这里,也就是谢菲尔德机器人实验室(Sheffield Robotics),我们的iCub的头上装有一个控制系统,这样它可以像你和我一样「思考」。在过去的4年中,我们一直在尝试让它拥有自我意识。

      要将自我意识植入机器人的大脑,首先我们要考虑的是如何将它拆解开。人类的自我意识由什么组成?成人、婴儿甚至动物如何识别和估量自我的各个方面?这些问题,哲学、心理学和神经科学提供了不同的视角。我们的尝试开始于心理学,但随着神经科学的发展,我们逐渐开始理解大脑活动是如何产生了心理上的自我。

      现代心理学的奠基人之一威廉·詹姆斯(William James)认为,自我由「主我」(I)和「客我」(me)组成。「主我」由自我的经验构成(译者注:主动的自我,进行中的意识流),而「客我」则是你对自身的一些认识(译者注:作为思维对象的自我,被注意、思考或知觉的客体)。20世纪90年代,现代认知心理学的先驱乌利齐·奈瑟尔(Ulric Neisser)进一步推进了这一观点。他提出了自我的5个关键方面:生态或物理环境中的自我(the ecological or physically situated self)、人际认知的自我( the interpersonal self)、引申的自我(the temporally extended self)、观念性的自我(the conceptual self)和私自性的自我(the private self)(见文章底部的「自我的5个方面」)。奈瑟尔的理论并不是一锤定音的结论,但它源于对人类认知发展的理解,这是笛卡尔和休谟这种传统哲学家所不具备的。它还让我们瞥见了一些不可或缺的线索,有助于我们一步步构建起人工的自我意识。

      在创造机器人自我意识的路上,我们进行得如何呢?这里,我们使用了一种方法,称为神经机器人(neurorobotics)。也就是说,我们在设计中,吸收了真正的大脑运作的方式。我们设计的iCub控制系统,模拟了哺乳动物大脑中的关键过程。这些过程之间的交互,由分布式自适应控制(distributed adaptive control)支配。这个控制系统的开发者是我的同事保罗·维斯舒尔(Paul Verschure),他在位于西班牙巴塞罗那的加泰罗尼亚研究所工作。这个系统是以大脑的认知结构为模型建立起来的。

      如果我们要着手建立一个模拟人类的生态自我的过程,关键在于意识到自己的身体以及它如何和世界互动。 iCub 要实现这点,需要一个内部的「身体图式」,这一模型将物理部件和身体姿势联系起来。其他机器人学家可能会直接为「身体图式」编程,但我们不这样,我们赋予iCub自行解决的能力。它进行一些微小随机运动,并观察行为后果,从中学习。人类在子宫内和婴儿早期展现出相似的探索行为,术语叫做 motor babbling(motor babbling机器人将虚拟的复杂行为和视觉听觉反馈联系起来,这样当它输出行为时会预期到感官反馈)。这类似于婴儿学习够拿物件和学话的过程),这意味着人类以大致相似的方式了解自己的身体。

      利用这种方法,意大利热那亚的意大利技术学院的Giorgio Metta及其同事们正在试图训练 iCub在自己和他人之间做出区分,这正是生态自我的一个基本方面。motor babbling 程序还让机器人学习如何摆出特定的既定姿势。将这种身体模型和对附近和表面物件的了解相结合,使得 iCub能够在不碰撞东西的情况下四处行动。

      然后就是暂时扩展自我。关于这一点我们可以在一个叫N.N.的男人身上寻求一些真知灼见,在20世纪80年代的一场事故后,他失去了形成长期记忆的能力。他大脑受到了损伤,因此完全无法进行预计。他描述道,试图想象自己的未来就「像在湖中心游泳。你没有借力的东西,你什么也干不了。」失去过去的同事,N.N.也失去了未来。他维持着完整的生态自我,但这个自我被围困在「现在」。

      这种时间观念也为我们的机器人带来了一个难题。尽管我们可以将其所有的感官输入转移到硬盘中,iCub得能够决定如何最好地利用信息以理解当下。里昂法国国家健康医疗研究所的Peter Dominey 的研究团队已经解决了这个问题。他们以一种特殊的方式编码 iCub和物件和他人的互动,这样就能让它更清楚地理解和当下情景的联系。但是这个模型运用的是标准计算技术,因此我们正和他们展开合作以创建一个神级机器人版本。这将直接模拟大脑各区的处理过程,例如海马区,海马区在创造人类自我记忆方面发挥作用。

      最近的脑成像研究证实了我们从N.N.的经历中了解到的事情:支持我们追忆往事和畅想未来的能力是源于相同的大脑系统。我们希望暂时扩展自我模型 iCub,使其能够借助过去的语境更好地理解当下体验。这个接下来又能够增进其预测未来会发生什么的能力。

      将自我视作一系列过程,很显然这些过程是相互连接的。例如,人际认知的自我(interpersonal self)的一个重要方面就是移情(同理心),这源自设身处地的能力。人类之所以能做到这点,一种可行的办法是,在心里模拟自己身处他人所处情形下的感受,生态自我(ecological self)是这一模型的基础。也就是说人际认知的自我可能源自生态自我。但是还需要什么?我们认为一个重要的基石是通过模仿学习的能力。

      你能够用自己的身体图式阐释他人行为,这部分归功于镜像神经元,当你进行特定行为或者你看到别人进行这一行为时,你大脑中的这些细胞就会活跃起来。基于这一原理,伦敦帝国理工学院的Yiannis Demiris将iCub的 motor babbling程序扩展成为模仿学习系统。结果,iCub仅靠观察别人就能迅速习得新的手势,或者意识到游戏或者解谜中某些行为的后果。这一系统还将进一步扩展以实现移情,这样 iCub就能识别并反射他人的动作和情绪状态了。

      还有很多事情要做。相比于人类大脑里面发生的事情,我们生态自我、人际认知的自我、引申的自我的模型毫无疑问是简陋的。我们还要解决观念中的自我和私自性的自我的问题,这能让iCub知道它是什么,或者说它是谁,并且意识到它拥有不为人知的内心世界。

      当我们准备将iCub的自我处理功能做的更加真实时,有一些人类的特征我们并不想模拟。我认为机器人被设计的初始动机和目标都是很明确的,不应该允许它们像人类一样衍变。

      iCub对于语言的有限理解局限了我们的进程。尽管机器人可以语音识别,但是这和理解语言大不相同。后者需要把词语与行为和物体联系起来。我们在里昂的同事正在做一个神经机器人来解决这个问题,但至少目前来看,iCub只能在少数几个话题上进行对话,就仿佛在和你做游戏一般。

      这就说明了,我们能看到这种机器人潜在的实用性。生态自我使我们的iCub更安全的在我们身边。暂时扩展的自我使它记住过去,预期未来。社交自我使它懂得和预测人类的需要和行为。这样的机器人可以与人一起在很多领域工作,例如制造业,搜救与照顾残疾人。

      你可能会说,我们的模型不具备至关重要的一环:那个詹姆斯理论中最中心的「主我」, 也称为意识。这其中一种可能是当其他的自我都具备的时候这个「我」就会自然产生。换句话说,它可能有在相应配置的自我处理过程中自动产生,而不是单独存在的。回到佛教思想中的自我幻象,当你剔除组成这一切的各个要素,可能会走向虚无。

      但它到底是人吗?

      我们关于自我的想法与「生而为人」的意义紧紧相联。你能想象么,也许有一天我们会认为一个拥有自我意识模拟的机器人是拥有人格的。在17世纪,哲学家John Locke把一个人定义成一个有理性,可以交流、理解信仰、渴望和意图、能处理关系、可以为行为负责的个体。Tuft大学的现代哲学家Daniel Dennett基本同意这个观点,但是需要加一个重要条件。一个人被其他人也当成人时,也就意味着我们同样把人格赋予给了其他人。

      注意,Locke和Dennett 都没有说人是生物体。即使这样,我们的iCub还是不能满足所有的条件。它已经拥有有理性,会使用语言,有信仰和意图,能建立人际关系。我们甚至还可能想去评判它行为的合理性。但是,它还没有一整套的与人类交流的处理过程,所以我们也不能肯定它的心境是和我们相近的。它也不是一个道德体—和我们一般想象的不同—因为他不根据价值观进行选择。

      尽管这样,我们每天所体现的人格与直接印象有更接近,而不是一些毫无生机的哲学上的概念。正如Dennett所说,人格部分体现在旁观者的眼里。所以,当我们与iCub交流时,我们自然会觉得我们的一言一行都在塑造一个全新的人,而并非是机器人。有时候,它甚至让我有种家的感觉。

      不同「自我」(self)的解释

      心理学家乌利齐·奈瑟尔(Ulric Neisser)的多层面描述自我为机器人提供了模仿的目标。

      Ecological self,生态或物理环境中的自我—拥有观点,把你和其他人分开,对身体所有部位有感觉。

      Interpersonal self Self-recognition,人际认知的自我—自我意识(照镜子),把其他人当成像你一样的个体;对他人有同情心。

      Temporally extended self,引申的自我—对自我的过去和将来拥有意识。

      Conceptual self,观念性的自我—自我认知;能讲出自己的故事,目标,动机和价值观。

      Private self,私自性的自我—一系列的意识,意识到你的内心生活。

      Tony Prescott是英国Sheffield大学神经识别专业的教授,Sheffied机器人项目的领导者。
      (原文引自http://www.donews.com/idonews/article/6094.shtm)

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      Eira
      Eira
    • 【深度剖析】中国服务机器人市场广阔

      OFweek机器人网讯:在最近召开的第三届北京国际服务机器人核心技术及应用大会上,来自产业的专家、学者及企业代表向受众分享了服务机器人发展的核心技术及实现产业应用的突破关键。服务机器人战略被上升到国家战略,在养老助残、医疗康复、公共服务、教育娱乐等行业需求广阔。服务机器人的研发要结合特定应用场景,充分挖掘用户需求,老人和儿童是服务机器人的市场突破点,安保机器人市场是中国企业有望最先取得突破的机会。
        服务机器人战略上升到国家战略
        机器人战略被多个国家上升到国家战略,例如欧盟启动“火花”计划,预计到2020年投入28亿欧元研发民用机器人。中国政府也在《机器人产业发展规划(2016-2020年)》中指出要在2020年实现服务机器人年销售收入300亿元人民币,并在家庭服务、助老助残、医疗康复、救援救灾等领域实现小批量生产和应用。
        服务机器人在中国拥有广泛的市场需求,因为中国社会老龄化现象严重,早期的独生子女政策也使得家庭负担重,中国还是世界
      上残疾人占人口比重最高的国家,此外中国医疗资源发展不平衡,先进医疗技术依赖高端装备,微创手术等高端医疗可惠及更多病患,同时培养创新型人才需要多学科的交叉融合教育,中国教育需要新型教育模式培养工程和研究型人才
      总体来说,服务机器人可按照适用场景分为个人/家用机器人(工具服务、监控、教育、娱乐等服务类别),和专业服务机器人(酒店迎宾、医疗手术、安全应用、水下检查、物流分配、专业清洁)。目前,中国服务机器人以创业公司居多,以个人/家用机器人为主。
        突破机器人在智能领域的瓶颈
        受智能不足制约,服务机器人用户体验差,商业模式不明确。目前,产业发展存在几个问题。一是价格贵、安装设置操作难度大、用户体验差;二是企业商业模式尚不明确,尚无明确的模式可以借鉴,而且大数据使用价值有限;三是无同一行业标准参考,产品间、品牌间数据共享、互联互通难以实现,数据安全尚无有效保护机制;四是机器人智能有限制约场景应用,数据处理、控制等需要人类操作。
        突破机器人在智能领域的瓶颈,关键是要打破信息壁垒,建立一个完整的用户信息数据集,包括用户个人的历史习惯、物理世界环境、社交网络环境、以及群体行为、互联网/专业知识库,并且达到数据集之间的互联互通。
        互联互通的概念,既包括人机之间、设备之间的交互,也包括不同产品、品牌间数据格式的兼容,以及在此基础上各智能平台之间用户和知识共享,才能充分发挥数据的价值。
       在数据的基础上,结合基于深度学习的人工智能(AI)工具,通过5个级别逐步实现强人工智能。一是通知,简单的将物理世界的信息告知用户,提醒用户变化;二是感知,如人脸识别、语音识别(将语音简单转化成文字)、行为采集;三是认知,语义的理解。目前大部分机器人对语义的理解只是建立在大数据的基础上,在训练集大于测试集的情况下实现被动智能;四是预知,通过对用户过往行为的分析,将数据转化为智能设备的知识储备,推测用户下一步的行动并给出建议;五是相知,获得人类信任,用户将决策权交给机器人,甚至达到情感交流。
        基于深度学习架构,机器通过非监督的自我学习并适应新变化的能力已经在AlphaGo中得到体现,同时由于其分层处理结构接近人脑的认知结构,机器可以从多个数据源、多任务中学习和建立全局认识。
        人工智能是新一代服务机器人爆发的关键。智能机器人从单一的输入输出互动方式,向多模态交互发展,交互方式包括语音、人脸、图像、手势、虹膜和体感以及多种交互方式的相互融合。
        服务机器人需实现从感知到认知的转变,具备认知体系结构以及经验学习的能力,以具备根据经验分析、预测和应对突发事件的能力,从被动式的服务提供者,向主动、智能服务的方向转变,才能达到高智能机器人的要求。此外,服务机器人产业生态圈的健康发展,也离不开供应链和云计算领域的标准化服务、用户体验标准的统一。
        服务机器人市场广阔
        服务机器人的应用会分为三个阶段。第一阶段,工具阶段,包括扫地、擦窗机器人等,解决用户最基本的需求,伴随技术进步不断加强智能化,如规划清扫功能的实现;第二阶段,管家阶段,在清扫的基础上,可以自主移动并通过对话的方式与用户交流,实现包括巡逻、提醒、家电管控等功能,并且做到价格和技术成熟度的结合;第三阶段,伴侣阶段,在AI实现认知、相知智能的技术条件下,机器将获得人类信任,用户将决策权交给机器人,甚至达到情感交流。
        老人和儿童是服务机器人的市场突破点。针对儿童的机器人相对容易,智能程度和功能要求较低,研发成本相对较低。而随着中国步入老龄社会,老年人出行、助残助老等服务是刚需,助残助老、养护型机器人的市场广阔。
        此外,安保机器人市场是中国企业有望最先取得突破的机会。从国际市场来看,日本企业申请了大量的国际专利,未来国际安保机器人市场可能被日本垄断。但是由于安保行业的特殊性,国外企业很少在中国申请专利,且近期无进入中国安保机器人市场的计划。另外,中国在安保机器人专利申请方面以大企业研发为主,实用性强,有望最先实现小批量销售,在银行、军队、仓库、医院、警察伴随巡逻等方面应用前景广阔。
      (原文引自http://robot.ofweek.com/2016-07/ART-8321203-8420-30003587_2.html)

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      Eira
      Eira
    • 霍金:机器人进化比人类快 警惕它们起来反抗

      [摘要]他说:“我不认为人工智能的进化必然是良性的。一旦机器人达到能够自我进化的关键阶段,我们无法预测它们的目标是否与人类相同。
      6月29日,据英国《每日邮报》报道,英国物理学家史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)日前在接受美国王牌脱口秀主持人拉里·金(Larry King)的采访时称,披着数字助手和无人驾驶汽车外衣的人工智能(AI)已经开始站稳脚跟,终究会带来人类的末日。他还表示,机器人的进化速度可能比人类更快,且它们的终极目标将不可预测。

      在采访中,霍金一如既往地表现出对人类未来的担忧。他说:“我不认为人工智能的进化必然是良性的。一旦机器人达到能够自我进化的关键阶段,我们无法预测它们的目标是否与人类相同。人工智能可能比人类进化速度更快,我们需要确保人工智能的设计符合道德伦理规范,保障措施到位。”

      这不是霍金第一次警告机器人将会起来反抗。去年,霍金警告称,随着技术不断发展,并学会自我思考和适应环境,人类的生存前途未卜。

      今年早些时候,霍金也曾表示,成功创造人工智能可能是人类史上最伟大的事件,不幸的是,也有可能是最后一个。

      他认为,数字个人助理Siri、Google Now以及Cortana都只是IT军备竞赛的预兆,未来数十年竞赛将更加激烈。

      霍金并非唯一担心人工智能的科技界名人。特斯拉和SpaceX创始人伊隆·马斯克(Elon Musk)曾经把开发人工智能比作“召唤魔鬼”,并警告称人工智能技术给人类带来的伤害可能超过核武器。

      但霍金也承认人工智能带来的其他好处显而易见,可以帮助消除战争、疾病以及贫困。他认为人类面临的两大威胁是我们自身的贪婪和愚蠢。他说:“我们的贪婪和愚蠢并未减少。6年前,我曾警告污染和人口膨胀,自从那以来这些都变得更加严重。以当前速度持续下去,到2100年,全球人口将达到110亿。在过去5年间,空气污染也在加剧,二氧化碳排放量在不断增长。”
      (原文引自:http://gd.qq.com/a/20160629/039791.htm)

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      Eira
      Eira
    • 进化仿真:科学家为机器人设计自然选择

      达尔文的进化论认为,生命能够通过一个叫“自然选择”的过程发生进化。在进化的过程中,根据其对动物的利害关系,特定的特征会在动物中变得越来越普遍或者越来越稀少。

      研究人员现在正在机器人中对进化过程进行仿真研究,希望使机器人能够学习如何完成复杂的任务。

      这项研究所涉及的选择过程和自然选择类似,但选择的尺度比自然选择更大,速度也更快。这使得人工大脑能够选择出多数有益的特征并不断进化。
      达尔文的进化论认为,生命能够通过一个叫“自然选择”的过程发生进化

      领导这项研究的是密西根州立大学的计算生物学家克里斯·阿达米博士,研究使用遗传学的算法对一大群执行某项任务的机器“大脑”进行数学建模
      任务要求多个机器人搞清楚并记住它们走出一个房间的先后顺序

      举个例子,这个任务可以是找出一个迷宫的出口。建模实验的结果显示,任务完成最出色的机器“大脑”会产生出数量最多的虚拟“后代”,这一结果意味着最聪明的机器人能够进行“繁殖”.

      研究人员让这种对机器“大脑”进行选择的遗传学算法运行了数千代,有时甚至数十万代,并把“存活”下来的“大脑”下载到机器人上,然后让这些机器人执行现实世界中的各种任务。

      在这些机器人执行的各种任务中,有一项最为复杂。这项任务要求多个机器人搞清楚并记住它们走出一个房间的先后顺序。随后科学家命令这些机器人按照上述顺序,或者是与此相反的顺序,重新进入这个房间。

      “这项任务之所以复杂,是因为这些机器人必须要能够识别彼此的身份”,阿达米博士介绍说。

      在运行了这个进行选择的遗传学算法之后,这些机器人似乎解决了这个难题,它们学会了利用某些动作来告诉其它机器人自己的身份。

      阿达米博士相信通过让机器人“大脑”在复杂的世界中进行进化,迫使它们进行互动,是产生出有自我意识的人工智能的最好方法。
      通过让机器人“大脑”在复杂的世界中进行进化,迫使它们进行互动

      “当机器人需要建模了解其它机器人的‘大脑’时,它们就开始思考‘思考’这个问题了”,阿达米博士说。
      需要花费十年或是二十年,这些机器人才能够达到人的智能水平

      “我们相信这就是意识的肇始。”阿达米博士认为会思考的机器人非常有用,并且认为人类没有理由害怕机器的崛起。

      “当我们的机器人‘出生’的时候,它们的‘大脑’拥有学习的能力,但那时的‘大脑’中只存储了本能”,他介绍道,“需要花费十年或是二十年自己进行探索以及训练,这些机器人才能够达到人的智能水平。这和我们人的情况是一样的。”

      他又说道:“此前设计像人一样的人工智能的尝试都失败了,因为我们不知道我们自己的大脑是如何运行的。”

      “但我们知道进化是如何进行的,并且能够加速电脑的进化。”

      科学家利用油滴模拟进化过程

      2014年12月,科学家第一次在实验室使用油滴成功模拟了进化过程。这项研究的科学家宣称他们的研究证明了,即使是由化学物质组成的非生物系统,人类也能让其进行进化。

      这项发现标志着向创造人工生命又跨出了重要的一步。这一研究成果也许还能帮助科学家解释在超过36亿年前的地球上,第一批生物细胞是如何诞生的。
      由化学物质组成的非生物系统,人类也能让其进行进化

      长久以来的观点认为只有生物体才能进行进化,但最近致力于创造人工生命的研究已经开始对这种观点提出了质疑。
      人类向创造人工生命又跨出了重要的一步

      这项油滴进化研究的领导者是李·克罗宁,格拉斯哥大学的皇家化学教授。他的研究团队让一个机器人把四种化学物质混合,形成微小的油滴。

      机器人随后把每个油滴都滴到一个装有水的培养皿里,利用摄像机记录并分析落入培养皿中一分钟内油滴的三种“健康度”.

      机器人接下来会选出“健康度”最高的油滴,对其化学物质的组成比例做极小的修改,然后重复上述实验。在经过21代实验之后,油滴在水相中变得比此前更加的稳定。

      按照克罗宁教授的说法,他们的研究成果成功的模拟出了自然选择,这一达尔文用于解释进化的过程。
      (原文引自http://tech.gmw.cn/2016-06/29/content_20752885.htm)

      posted in 杂谈
      Eira
      Eira
    • 我国的工业机器人三大核心零部件如何突破?

      我国的工业机器人三大核心零部件控制器、伺服电机、减速机是制约中国机器人产业的主要瓶颈,占到机器人成本的70%。

      控制器

      控制器国内外差距最小。控制器是机器人的大脑,发布和传递动作指令。包括硬件和软件两部分:硬件就是工业控制板卡,包括一些主控单元、信号处理部分等电路,国产品牌已经掌握;软件部分主要是控制算法、二次开发等,国产品牌在稳定性、响应速度、易用性等还有差距。

      控制器的问题在于,由于其“神经中枢”的地位和门槛相对较低,成熟机器人厂商一般自行开发控制器,以保证稳定性和维护技术体系。因此控制器的市场份额基本跟机器人本体一致。国际上也有KEBA、倍福、贝加莱这样提供控制器底层平台的厂商。因此在当前环境下国内专业研发控制器的企业会比较艰难。

      控制器的机会在于标准化和开放性。现有的机器人控制器封闭构造,带来开放性差、软件独立性差、容错性差、扩展性差、缺乏网络功能等缺点,已不能适应智能化和柔性化要求。开发模块化、标准化机器人控制器,各个层次对用户开放是机器人控制器的一个发展方向。我国863计划也已经立项。机器人接口统一是大趋势,未来可能会出现提供控制器模块的平台型企业。

      市场规模方面,按十三五规划到2020年我国机器人保有量80万台,假设国产机器人占50%的份额,控制器价格1.5万元,算上更换及维护,国产控制器的市场规模在60-70亿元。

      伺服电机

      伺服电机竞争激烈,外资掌握话语权。伺服电机在机器人中用作执行单元,是影响机器人工作性能的主要因素。伺服电机主要分为步进、交流和直流,机器人行业应用最多的是交流伺服,约占65%伺服电机与控制器关联紧密。

      伺服系统外资企业占据绝对优势。日系品牌凭借良好的产品性能与极具竞争力的价格垄断了中小型OEM(设备制造业)市场。2014年,伺服系统市场TOP15厂商中,前三名均为日系品牌,总份额达到45%。西门子、博世、施耐德等欧系品牌占据高端,整体市场份额在30%左右。国内企业整体份额低于10%左右。

      我国伺服系统自主配套能力已现雏形。较大规模的伺服品牌有20余家。国产产品功率范围多在22KW以内,技术路线上与日系产品接近。从市场规模来看,2014年伺服电机在所有应用行业规模68亿人民币,增速为8.3%;其中机器人增速高达50%,迅速成长为伺服系统应用中排名第六的行业,以4.2亿的业绩,占市场份额6.2%。

      成长空间上,伺服电机整体上受宏观经济影响明显,未来5年将进入稳定发展。4轴和6轴的多关节机器人占比上升,将带来机器人用伺服的高速增长。预计十三五规划期内,机器人伺服系统占比将升至第一位,市场规模16亿元。

      控制器和伺服系统关联紧密,用户选择的排序分别是可靠稳定性、价格、服务,从服务和性价比入手是国内企业突破的方向。但这需要对运动控制领域长期深入的研究,大量资金投入和长时间的市场验证,对技术、资金、人才要求都较高,国内上市公司如新松、新时达、汇川技术、广州数控、埃斯顿等具备类似的条件。

      减速机

      机器人减速机市场高度垄断,普及期国产减速机无法实现全面进口替代。减速机用来精确控制机器人动作,传输更大的力矩。分为两种,安装在机座、大臂、肩膀等重负载位置的RV减速机和安装在小臂、腕部或手部等轻负载位置的谐波减速机。RV减速机被日本纳博特斯克垄断,谐波减速机日本哈默纳科占绝对优势。

      谐波减速机结构相对简单,仅有三个基本零部件,加上哈默纳科的专利早已到期,国产谐波减速机跟国外相比差距不算大。无锡绿的的谐波减速机已经在国产机器人上面有广泛应用。

      RV减速机核心难点在于基础工业和工艺。RV减速机是纯机械的精密部件,材料、热处理工艺和高精度加工机床缺一不可。我国在这几个方面长期落后,并非单靠某个企业所能解决。要将200多个零部件组合在一起,精度要求苛刻,零部件之间的公差匹配需要多年经验积累。

      从市场规模来看,按2020年机器人保有量80万台,即增量约60万台计,一台多关节工业机器人按轴数不同需要4-6个减速机,取中位数5个,则需要300万个减速机。乐观估计国内企业拿到50%的市场份额,单台减速机4000元计算,则规模在60亿元,算上更换需求也不会超过70亿元。

      减速机价格呈下行趋势。纳博特斯克2013年跟上海机电合资以来,随着国际机器人在中国产能加大和国产机器人的发展,其RV减速机价格逐渐下降。2016年常州工厂投产,还会有进一步下降空间。上海机电2015年年报披露,纳博减速机收入1.34亿元,同比增长52.3%;净利润3365万元,同比增长55.5%。

      综上,我国工业机器人的三大核心零部件要想从本质上获得突破,都需要付出更多的耐心和投入,尤其是减速机,期待越大,压力越大,同时前景也可观。同时我国的工业机器人技术人才也

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    • 全球产业机器人销量增幅跳水:来自中国的订单少了

      6月23日,据路透社报道,国际机器人联合会(The International Federation of Robotics,IFR)周三称,由于来自中国的订单急剧减少,全球产业机器人销量在2015年只增长了12%。

      这一数字低于全球产业机器人销量在2014年29%的增速,但高于IFR此前给出的8%的预测。

      中国产业机器人的销售增长从2014年的56%降至2015年的17%。目前,由于工资的上涨以及机器人与工人的比例仍处于较低水平,中国还是希望实现更多的自动化生产。

      去年,全球共售出24.8万台产业机器人,而中国所占到的比例超过四分之一。

      IFR表示,产业机器人销量增长受到新兴自动化国家以及经济已经高度发达国家的推动。

      墨西哥产业机器人的销量增长一倍多,其主要原因在于全球汽车行业在该国投入重金建设工厂,以方便将生产的汽车销往美国和南美。

      中国市场仍被国外机器人制造商所主导,但IFR称,中国国内的机器人制造商正逐渐发展起来,其所占市场份额从2013年的25%增长至2015年的31%。

      中国厂商仍大部分制造中低端产业机器人,但他们致力于提高自身水平。

      中国家电制造商美的上周已经向德国产业机器人库卡(kuka)发起收购要约。

      IFR称,欧洲产业机器人的销量增长10%,德国在其中起到领导作用,美洲增长了15%,但美国只增长了3%,亚洲增长了16%。

      韩国是全球第二大机器人市场,仅次于中国,紧随韩国之后的是日本、美国以及德国。这五个国家占到产业机器人销量的四分之三。

      汽车行业仍是机器人最大的买家,其在总销量中的份额超过三分之一,但增幅只有1%。

      购买机器人增幅最快的行业为金属、塑料、橡胶以及电子制造。

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    • 波士顿动力的四足机器人:上下楼梯 摔倒自己爬起来

      6月23日消息,据国外媒体报道,机器人制造商波士顿动力(Boston Dynamics),在过去十年中因
      专注研发“可怕的”机器人而令人印象深刻。本周四在YouTube视频(视频入口)上,网友们见识了其最新研究成果——SpotMini(类动物型机器人)。

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      波士顿动力的四足机器人

      SpotMini是一个新型的四足机器人,脑袋看起来有点吓人。对比于上一代机器人Spot,SpotMini体型小巧,体重约29.5公斤,它能够在大兄弟Spo四足之下蹲行,还能在房内自如行走,并上下楼梯。SpotMini拥有多种配置,其头部和机械臂末端,都有激光成像传感器。当然缺点就是太过依赖电池,充满电就得花一个半小时。
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      波士顿动力的四足机器人
      YouTube视频中可以看到,SpotMini可以用手臂拿起玻璃杯,并放置到洗碗机里,也可以拿起杂物砸进垃圾桶,它足够灵活,能帮人们分担家务。

      虽然,Spot和SpotMini是目前最先进的机器人之一,但它们并不完美。在一个场景中,机器人没有注意到香蕉皮,而滑倒了。

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      波士顿动力的四足机器人

      而且在视频的最后一幕,机器人试图将手里的饮料传给一位男士,但没有控制好力度,饮料溢出来了,机器人也翻倒了。

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      波士顿动力的四足机器人

      即使这些故障可能是机器人的能力演示,相较于大多数机器人跌倒后,需要被拾起,SpotMini则可以通过延伸颈部和机械臂,自己站起来。

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    • 汉产机器人打破日韩技术垄断 用工匠精神奏响智能制造最强音

      在万众瞩目,满怀期待中,2016年4月9日,中国机器人高精密JHRV减速机发展高峰论坛在黄陂举行。
      武汉精华凭借最新的科研成果——RV智能机器人减速机项目成为了论坛上的吸睛利器。此次论坛,武汉精华一举与华中数控、广州启帆达成战略合作协议,同时和湖北工业大学就研发平台正式签约,表现了强大的品牌影响力和深远的市场发展潜力。
      武汉精华凭借最新的科研成果——RV智能机器人减速机项目成为了论坛上的吸睛利器。此次论坛,武汉精华一举与华中数控、广州启帆达成战略合作协议,同时和湖北工业大学就研发平台正式签约,表现了强大的品牌影响力和深远的市场发展潜力。
      工业机器人作为世界上公认的新兴产业,对于国家工业发展具有重要的意义,中国作为发展中大国,每年工业机器人需求量高达50000台。但是,国内智能制造技术落后,市场长期被日本帝人、日本住友、韩国赛劲等企业垄断。武汉精华站在时代的肩膀上,集多年之所成,成功突破技术难关,RV减速机的出现让中国人扬眉吐气,奏响了中国工业时代智能制造的最强音!
      武汉精华高性能RV减速机,获得了17项国家专利,被湖北省科技成果鉴定“其整体技术达到国际先进水平”,并获得全国高工机器人金球奖入围奖,2015中国最具竞争力机器人减速机企业10强,但价格仅为进口减速机的1/3,一经推广,一炮走红,先后参加上海国际机器人等展会,广受好评!
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      此次中国机器人高精密JHRV减速机发展高峰论坛对于武汉精华来说是一个良好的契机,站在更高的起点上,引领行业步伐,精华将越走越远!不服气的黄陂企业家书写着一个又一个的传奇。
      据内部人士透露,精华力争今年将RV减速机的产量从2000台提高到50000台,为快速发展的中国机器人产业提供核心装备。预计到2020年,精华RV减速机产能将达到国内第一、国际第三,彻底打破国外垄断。目前,武汉精华减速机公司从欧洲引进的国内首台顶级装备九轴五联动磨齿机完成安装调试,也正式投入生产。
      据内部人士透露,精华力争今年将RV减速机的产量从2000台提高到50000台,为快速发展的中国机器人产业提供核心装备。预计到2020年,精华RV减速机产能将达到国内第一、国际第三,彻底打破国外垄断。目前,武汉精华减速机公司从欧洲引进的国内首台顶级装备九轴五联动磨齿机完成安装调试,也正式投入生产。(本文由中国首家互联网法律+O2O第一门户–猎律网整理)

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    • Pepper治愈系机器人诞生是源于寂寞?

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      腾讯数码讯(刘沙) Pepper,软银与法国Aldebaran Robotics共同开发的AI机器人,被称为最“治愈系”的机器人,目前已经正式登陆日本消费市场,尽管售价高达19.8万日元(约合人民币1.26万元),但仍在几分钟内销售一空,并且很快会登陆美国市场。事实上,这款机器人早前已经在日本软银手机店为顾客服务,甚至进入日本高中与学生一起学习,那么这款与众不同的机器人是如何诞生的?
      Pepper诞生于寂寞
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      提到Pepper,就不能不提到它的设计者Kaname Hayashi。他说,Pepper诞生于寂寞,“孤单是人类的基本属性,如果你说你不孤单,显然是在说谎”。显然,Kaname Hayashi深谙人性,不论是谁,可能都会有孤单寂寞的时候,但人生中并不总是会有一个贴心的陪伴,Pepper便是在这种需求下诞生的。
      相比语音助手服务的单一、物联网机器人的机械化,Pepper最大的不同便在于陪伴。更深层次的情感AI系统,让Pepper能够与人交流甚至交心,成为人们生活中的陪伴。Kaname Hayashi表示,说到机器人,人们或许会想到《星球大战》中的R2D2、BB8,但它们并不能真正与人沟通,于是在构建Pepper算法时,加入了大量人类学和心理学的机制,目的在于让它更像一个生物,而不仅仅是人工智能。
      当Pepper被带到法国展示时,虽然它不会说法语,但它能够与小朋友拥抱、贴脸颊,证明了情感交流有时候是跨国界的。当然,在登陆美国市场后,Pepper会学会说英语,但能够根据人类反应做出肢体沟通,是其最大的魅力。
      机器人将逐渐进入家庭
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      Kaname Hayashi认为,当机器人足够好时,每个家庭可能都会想要一个,毕竟人类是一种害怕孤单的动物。
      事实上,数据也支撑了Kaname Hayashi的观点。目前,包括微软、亚马逊、谷歌、苹果这些科技巨头,均在致力于AI研发,不过在一段时间内,它们还是更多在物联网领域发挥作用。华硕Zenbo、 Jibo等智能伴侣机器人,则更进一步满足人们的情感需求,它们是一种工具,但在某种程度上可以与人类进行沟通。当然,Pepper在目前是最能够表达情感的机器人,它没有一个具体的功能,最大的价值则在于陪伴。
      数据显示,至2020年,十分之一的美国家庭将拥有一台机器人。Pepper目前在日本每个月的销量已经达到1000台,并且供不应求,显然机器人进入家庭只是时间和成本问题。
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      来源:cnet(http://mini.eastday.com/a/160619084255093.html?sgny)

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    • 我国已制定空间机器人发展路线图

      中国经济网北京6月20日讯(记者佘惠敏)中国国家航天局今天在京组织召开第十三届空间人工智能、机器人和自动化国际研讨会。

      国防科工局总工程师、国家航天局秘书长田玉龙在会议致辞中表示,中国国家航天局根据我国航天发展需要,制订了未来的空间机器人发展路线图。空间机器人在航天在轨服务、空间探索、深空探测等领域具有广泛应用前景。空间机器人技术的发展将进一步推动中国航天可持续发展,促进技术领域创新、法律政策完善和国际合作的开展,满足经济建设、科技发展等方面需求。未来,我国将在空间在轨服务机器人、月球与深空探测机器人、空间环境治理机器人等领域,开展一系列共性和专业关键技术攻关,使我国空间机器人技术与应用达到国际先进水平。

      会上,来自美国、德国、日本、加拿大等10余个国家的航空航天机构官员、学者,围绕空间人工智能发展现状、未来思路等进行了深入交流研讨。与会代表分别就行星探测机器人、协调操作机器人、空间导航、空间机械手设计、在轨服务技术、行星表面地形评估、行星表面路径规划、空间作业调度、探测机器人机构设计等议题,进行了交流发言。

      空间人工智能、机器人和自动化国际研讨会是国际上空间人工智能领域的著名会议。本次会议由哈尔滨工业大学承办,中国航天科技集团公司中国空间技术研究院协办。

      近年来,在空间站建设、在轨维护、空间碎片清除、月球/火星/小行星探测、空间太阳能电站等需求牵引下,我国空间机器人及空间人工智能发展迅速,在空间在轨服务、空间装配与制造、月球与深空探测等领域取得了一系列成果。嫦娥三号成功实现了“玉兔”号月球车对月面的探测任务,火星表面巡视探测器机器人已积极开展研制,一系列航天器在轨加注关键技术获得了突破。
      (原文转自http://www.ce.cn/xwzx/gnsz/gdxw/201606/20/t20160620_13017571.shtml)

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