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智能機器人關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用
DANBACH ROBOT
機器人是“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，其研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量個科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標志。相對于傳統(tǒng)機器人簡單、重復(fù)性勞動來說，智能機器人是更智能化、柔性化、信息化的機器人。狹義上，智能機器人將智能傳感技術(shù)與機器人技術(shù)相融合，使機器人可以更加準確、完全的感知外部信息，做出正確決策，并基于多傳感器融合信息對環(huán)境進行智能判斷和快速反應(yīng)。廣義上，在制造業(yè)，通過建立數(shù)字化智能無人工廠，將機器人作為核心智能感知和作業(yè)單元，實現(xiàn)與加工、裝配、物流、倉儲等生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)的泛在感知與無縫集成；在非制造業(yè)，將新興技術(shù)與機器人技術(shù)深度融合，實現(xiàn)人類在智慧城市享受智慧生活所帶來的致體驗。因此，智能機器人代表了機器人未來的趨勢和發(fā)展方向。
智能機器人關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展
目前，機器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人類生產(chǎn)和生活中，隨著人工智能、機器人、傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，機器人已經(jīng)由傳統(tǒng)的在線示教工作模式向智能工作模式方向發(fā)展。視覺技術(shù)的進步使得機器人可以實現(xiàn)對作業(yè)對象的位置識別、姿態(tài)識別，甚至獲得作業(yè)對象的三維特征；力控制技術(shù)的發(fā)展使得機器人對作業(yè)對象有了更精準的觸覺反饋，實現(xiàn)更精細的操作；人工智能的發(fā)展使得機器人可以在動態(tài)環(huán)境下具有更好的規(guī)劃與決策功能，并可以支持多個機器人協(xié)同作業(yè)，完成特定任務(wù)；人機交互技術(shù)的進步使得機器人和操作者之間能夠以語音等方式進行更自然交
互；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使得機器人成為智慧工廠的智能設(shè)備，程故障診斷與設(shè)備維護。隨著技術(shù)的提升，機器人的功能、性能及可靠性不斷增強，具備更高的柔性和智能，能夠完成復(fù)雜的工作和精細作業(yè)，這是機器人在技術(shù)上能夠勝任大批量替代人的先決技術(shù)條件。
未來智能機器人的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展主要集中在以下方面：
（1）機器人機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)
高負重比輕量化手臂、中空手腕設(shè)計、體化關(guān)節(jié)、新型仿生機構(gòu)設(shè)計等技術(shù)。
（2）高性能運動控制技術(shù)
人機安全伺服驅(qū)動、軟PLC、動力學(xué)控制、高速高精度軌跡規(guī)劃與控制及多機器人協(xié)調(diào)等技術(shù)。
（3）智能人機交互技術(shù)
離線編程、三維仿真、VR、聲音和手勢識別、生肌電檢測等技術(shù)。
（4）智能感知認知和人工智能技術(shù)
視覺識別與定位、力控制技術(shù)、遠程故障診斷、語義理解和深度學(xué)習等技術(shù)。
智能機器人產(chǎn)品主要發(fā)展方向
公共服務(wù)機器人
公共服務(wù)機器人正在越來越廣泛的被應(yīng)用，在餐廳、銀行、醫(yī)院、政府等公共場所中，服務(wù)機器人正逐步成為更加貼近人類的工具，在應(yīng)對解決勞動力下降、實現(xiàn)安心安全社會、創(chuàng)建便利和幸福生活等諸多問題中發(fā)揮作用。急需開發(fā)送餐機器人、酒店服務(wù)機器人、迎賓展示機器人、導(dǎo)購機器人等系列化產(chǎn)品，在餐廳、酒店、購物中心、展館等行業(yè)實現(xiàn)推廣應(yīng)用。
醫(yī)療康復(fù)機器人
醫(yī)療康復(fù)機器人具有精細化、智能化、微創(chuàng)化的特點，可以更地診斷癥狀，科學(xué)分析病理，降低人工操作失誤，并可以減少患者痛苦，使患者恢復(fù)速度加快。由于醫(yī)護人力相對缺乏，醫(yī)用機器人作為新興醫(yī)護手段具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α＜毙栝_發(fā)面向醫(yī)療輔助、康復(fù)健身等應(yīng)用的骨科牽引機器人、送藥機器人、遠程醫(yī)療機器人、上下肢康復(fù)機器人等系列化產(chǎn)品，在醫(yī)院、康復(fù)中心等機構(gòu)實現(xiàn)示范應(yīng)用。
養(yǎng)老助殘機器人
全球人口老齡化及傷殘人士的社會保障和服務(wù)、醫(yī)療看護人員和設(shè)備嚴重不足，對輔助和護理的社會壓力以及高素養(yǎng)醫(yī)護人員的缺乏導(dǎo)致的供需矛盾，從多方面給社會帶來巨大的壓力和挑戰(zhàn)。養(yǎng)老助殘機器人技術(shù)與應(yīng)用將使銀發(fā)族、傷殘人士獲得更及時的照顧、更貼心的陪護、更科學(xué)的康復(fù)保健，過上更有尊嚴的生活。急需開發(fā)面向養(yǎng)老助殘應(yīng)用的智能情感陪護機器人、床椅體化機器人、護理機器人、助行機器人等系列化產(chǎn)品，在養(yǎng)老院、福利院、家庭等實現(xiàn)示范應(yīng)用。
新代機器人
面向新興制造業(yè)的需求，新代機器人以克服傳統(tǒng)固定基座機器人的局限，提升制造過程的柔性，以柔性裝配、多機器人協(xié)調(diào)等復(fù)雜作業(yè)為目標。國外發(fā)達和優(yōu)勢機器人企業(yè)紛紛開展在該領(lǐng)域布局，以搶占未來機器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)制高點，急需開發(fā)面向電子、醫(yī)藥等新興制造業(yè)的復(fù)合型機器人、體化多關(guān)節(jié)柔性機器人、雙臂機器人等系列化產(chǎn)品，實現(xiàn)推廣應(yīng)用。
工業(yè)機器人智能應(yīng)用工藝軟件
隨著機器人在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴展，客戶產(chǎn)品的不斷升換代，以及對產(chǎn)品加工工藝和精度要求的不斷提升，對于機器人智能化的要求也越來越高。我國工業(yè)機器人產(chǎn)品與國外的差距主要體現(xiàn)在高端智能應(yīng)用方面，急需開發(fā)針對于焊接、加工、裝配、噴涂等高端行業(yè)的專用工業(yè)軟件包，完成在典型行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化推廣。
智能機器人潛在應(yīng)用市場
未來，隨著技術(shù)的提升，機器人的功能、性能及可靠性不斷增強，具備更高的柔性和智能化，能夠完成各種復(fù)雜的任務(wù)和精細作業(yè)，所以其應(yīng)用領(lǐng)域也在由汽車等傳統(tǒng)領(lǐng)域向新興領(lǐng)域不斷進行擴展。
（1）服務(wù)行業(yè)：公共服務(wù)機器人、醫(yī)療康復(fù)機器人及養(yǎng)老助殘機器人
產(chǎn)品特點有：采用視覺、力覺、激光、超聲、紅外等多種傳感器信息融合提高機器人的智能程度，具有自主導(dǎo)航定位、路徑規(guī)劃、自主避障和人機交互等功能。
典型應(yīng)用有：展示、引導(dǎo)、講解、端物品、人員識別與判斷、醫(yī)療輔助、康復(fù)健身及情感陪護等。
（2）新興制造業(yè)：柔性多關(guān)節(jié)機器人、復(fù)合型機器人及雙臂機器人
產(chǎn)品特點有：滿足安全、快速、易用以及高柔性的操作需求，具有高速度，高精度，小型化等優(yōu)勢。
典型應(yīng)用有：精密組裝、部件分揀與裝配、生產(chǎn)線自動化上下料、物流運輸、及設(shè)備維修、檢測與清潔等。
（3）航空、航天領(lǐng)域：智能工業(yè)機器人協(xié)調(diào)作業(yè)系統(tǒng)
產(chǎn)品特點有：可以實現(xiàn)對于具有自由曲面的大尺寸工件的三維建模與機器人較優(yōu)作業(yè)軌跡規(guī)劃，完成大尺寸工件的作業(yè)，可實現(xiàn)多機器人同時無人化作業(yè)，提高作業(yè)效率。
典型應(yīng)用有：工作站維修、大部件噴涂、焊接、加工作業(yè)等。
（4）物流運輸領(lǐng)域：室外AGV、重載AGV及激光導(dǎo)引AGV系統(tǒng)
產(chǎn)品特點有：可以實現(xiàn)室內(nèi)、室外復(fù)雜環(huán)境集裝箱等重載物品的自動水平轉(zhuǎn)運。
典型應(yīng)用有：港口集裝箱運輸、高鐵大型部件自動轉(zhuǎn)運、重載工程機械物料運輸?shù)取?
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