1. 協(xié)作機器人:機器人助手和伙伴
機器人控制通常有兩種方式,人工遙控和充分自行控制,問題是遙控很麻煩,充分自行控制往往如科幻電影。能夠從中找到一個平衡點,讓人類和機器人協(xié)作完成任務(wù),美國國家機器人倡議(NRL)提供7000萬發(fā)展協(xié)作機器人項目,目的是把機器人從工產(chǎn)和實驗室擴展到人們的日常生活,就像當(dāng)年計算機由軍用到民用。這些機器人必須是安全的,價格相對便宜且使用方便,機器人利用其長處配合人類完成工作。該項目的范圍是廣泛的,但機器人的一個關(guān)鍵方面是明確的:即與人的互動。所以希望看到2016協(xié)作類機器人有更大發(fā)展。
2. 3D遙感:革命在繼續(xù)
去年,一個奇怪的裝飾開始出現(xiàn)在許多機器人頭上,這就是現(xiàn)在流行的Kinect 3D傳感器,它價格便宜且使用方便,用Kinect繪制3D地圖和作為動作傳感器,Kinect成為機器人社區(qū)的最愛(看下圖)。人們一直在尋找一種低成本的設(shè)備替代激光測距儀,現(xiàn)在Kinect幫忙實現(xiàn)(至少能夠在室內(nèi)使用),Kinect 2可能會在今年發(fā)布,將具有更高的分辨率和幀速率。
3. 云機器人:機器人共享技術(shù)
幾個研究小組正在探索云計算基礎(chǔ)設(shè)施上的機器人,依靠云計算機處理大量的數(shù)據(jù)。這種方法能夠直接調(diào)用“云機器人”,將使機器人不需要做復(fù)雜的計算,如圖像處理和語音識別,甚至能夠立即下載新的技能。很多相關(guān)項目都在進行中。特別是,谷歌有一個小團隊,創(chuàng)建機器人云服務(wù),如果這種技術(shù)流行起來,對該領(lǐng)域可能是結(jié)構(gòu)性的轉(zhuǎn)變(想象每個機器人使用“Google地圖”進行導(dǎo)航)。在歐洲,一個重大項目RoboEarth,其目的是開發(fā)“機器人萬維網(wǎng)”,一個巨大的云數(shù)據(jù)庫,機器人能夠共享有關(guān)的對象,環(huán)境和任務(wù)的信息(見下圖)。許多其他項目正在形成,我們預(yù)計,在2016年“云機器人”將成為一個時髦詞。
4. 軟體機器人:力控制下的柔順驅(qū)動器
機器人與人互動時,安全是首要問題,常規(guī)的工業(yè)機械手臂在工廠作業(yè)沒什么問題,但要想機器人和人密切合作,柔軟的觸覺機器人就非常有必要。出于這個原因,我們預(yù)計在2016年將看到更多力控制下的柔順驅(qū)動器和觸覺傳感技術(shù)的改進,如下圖Meka公司的M1機器人。此外,希望研究人員跳出“條條框框”限制,開發(fā)新的更聰明的驅(qū)動器,避免使用機械驅(qū)動裝置。例如在2011年,我們就看到推出過許多“柔軟的機器人”,這些機器人感覺上很接近生物體,如iRobot的六足JamBot,他使用一種叫作6 JMU的驅(qū)動器,還有OtherLab研制的一個充氣機器人Pneubot,使用面料和氣動驅(qū)動。這些項目都指向一個充滿誘人的未來,我們期望在2016年更多的柔軟的機器人出現(xiàn)。
5. 基于智能設(shè)備機器人:新的機器人智能開發(fā)
機器人能夠由傳感器、處理器、顯示設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)等元素組成。智能手機和平板電腦似乎具備了這些特性。iRobot公司已經(jīng)開發(fā)出一個叫Ava的遠程機器人,能夠在平板電腦上使用。再比如,兩個西雅圖的工程師從募捐網(wǎng)站Kickstarter拿到10萬美元并迅速開發(fā)出一個可愛智能手機供電機器人Romo(下圖)。這兩個例子代表著一種趨勢,移動設(shè)備領(lǐng)域上的機器人開發(fā)潛力巨大。蘋果的iOS和谷歌的Android興起了前所未有的創(chuàng)新浪潮。其結(jié)果將是有更多的機器人,從移動實驗室進入市場。在手機越來越多的智慧,像蘋果公司的語音助手Siri,將影響今年的機器人玩具和研究,由于智能設(shè)備加入,機器人會變得更聰明。
6. 更低的成本:一個你能負擔(dān)得起的機器人手臂
隨著機器人發(fā)展,像3-D傳感器器得到普及,機器人的整體成本急劇下降。不過似乎驅(qū)動器例外。最明顯如夾鉗和自由手臂。我們不是在談?wù)撍欧鉀Q方案,我們所說的也是許多機器人專家在的想。他們希望有一個強大的移動操縱系統(tǒng):具備人的外形尺寸,兼容的驅(qū)動,足夠的有效載荷(至少5公斤),當(dāng)然至少低于5000美元。 2011年由斯坦福大學(xué)的研究人員對一種低成本的柔性機器人研究指出這是可能的(如下圖所示的系統(tǒng))。而事實上,有相當(dāng)數(shù)量的資金用在這個方向,如DARPA的三個方案(ARM-H,ARM-S,和M3)和美國國家科學(xué)基金會。
7. 無人駕駛汽車:解放你的雙手
好吧,你可能不會很快看到您附近出現(xiàn)自動駕駛汽車,除非你住在硅谷,谷歌已經(jīng)充分地測試其著名的豐田普瑞斯自駕車,盡管不敢保證已經(jīng)非常完善,但有一點是肯定的,過去幾年在美國,德國,法國,意大利,英國和中國自主車輛項目激增。去年,內(nèi)華達州成為美國第一個個允許自動駕駛汽車上路的州。其實自動駕駛功能已經(jīng)在很多汽車中體現(xiàn),像普瑞斯一些車型的駕駛輔助功能能夠幫人自動停車等等。雖然汽車制造商堅稱這些不是自動駕駛功能,不過很顯然,汽車正更多的機器人化。
8. 工業(yè)機器人傭工:開啟一個新時代
去年,富士康公布了驚人的機器人計劃。表示打算在未來三年增加1百萬個機器人裝配線。一百萬個機器人是什么概念,相當(dāng)于目前現(xiàn)有工業(yè)機器人的數(shù)量的兩倍。不過仍有許多不確定因素,包括他們是否能夠保持產(chǎn)量。能夠肯定的是,市場對靈活、高效、安全的工業(yè)機器人存在一個巨大的需求,新一代工業(yè)機器人將更加靈巧和便宜,如川田的Nextage,ABB的FRIDA(如下圖),以及安川MOTOMAN SDA10D。工業(yè)機器人大范圍應(yīng)用將開啟一個新時代。
9. 快速原型制作:每個家庭都有3D打印機
3D打印已經(jīng)成為一種潮流,并開始廣泛應(yīng)用在設(shè)計領(lǐng)域,尤其是工業(yè)設(shè)計,數(shù)碼產(chǎn)品開模等,能夠在數(shù)小時內(nèi)完成一個磨具的打印,節(jié)約了很多產(chǎn)品到市場的開發(fā)時間。但價格昂貴(約20,000美元以上)。MakerBot公司推出的Thing-O-Matic 3D打印機,零售低至$ 1000。低成本的3D打印機很可能是家用機器人中的下一個大趨勢。
10. 無人機機器人:民間無人機熱
小型無人機或叫自主飛行器,特別像是quadrotors(四旋翼飛行器)發(fā)展速度相當(dāng)快。它為愛好者們提供了一個無人機入門方向,這在過去是沒有的。下面的照片描繪的是蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員所使用的系統(tǒng)。diydrones是一個著名的無人機愛好者網(wǎng)站,它擁有超過20,000名成員,他們自己設(shè)計建造自主飛行器。買家能夠?qū)ふ乙呀?jīng)組裝的模型。節(jié)日期間步行通過商場,我們看到十幾家商店在出售無人機。門檻的降低造就了成千上萬的無人機愛好者,在不斷擴大的開源軟件和硬件資源的帶動下,通過建立廉價的機器人平臺,2016的無人飛行器行業(yè)值得期待。
11. 網(wǎng)絡(luò)虛擬機器人:你在現(xiàn)實世界中的化身
網(wǎng)絡(luò)虛擬機器人能夠讓你在不需要到達現(xiàn)場的情況下,如同身臨其境,這與視頻會議有點類似,但視頻會議僅僅顯示遠程的一個小窗口,而網(wǎng)絡(luò)虛擬機器人則給你全方位、實時的展示,允許你遠程四處走動查看,與人、物體交互,就像你實際在那里一樣。2010年Anybots公司推出的第一款商業(yè)產(chǎn)品QB,在2011年,越來越多的網(wǎng)絡(luò)虛擬機器人進入市場,包括VGO通信公司的VGO機器人和法國Gostai公司的Jazz機器人(下圖)。網(wǎng)絡(luò)虛擬機器人是一項重要的技術(shù),具有較強的商業(yè)前景,為商務(wù)旅客節(jié)省時間和金錢。事實上,我們認為2016年將是網(wǎng)絡(luò)虛擬機器人發(fā)展一個里程碑:到今年年底,將有數(shù)百個QBS,Vgos,Jazzes在世界各地漫游,在2016年,新加入的者競爭者承諾使這個市場更具競爭力。
12. 仿生學(xué):人類和機器之間的結(jié)合
作戰(zhàn)機器人和其他如人機雜交技術(shù)(用詞有欠妥當(dāng))很早就引起人們興趣,以前我們只能從科幻片中看到相關(guān)場景,如“無敵金剛”和“機器戰(zhàn)警”這類影片。但過去兩年間,相關(guān)研究人員已經(jīng)在機器人假肢和腦機接口領(lǐng)域取得重大突破,2016年我們相信仿生學(xué)領(lǐng)域的人機結(jié)合技術(shù)能更進一步,特別是外骨骼能昂首闊步走出實驗室。今年,Ekso Bionics公司(前身是Berkeley Bionics)將首先在美國和歐洲的康復(fù)診所出售其機器人外骨骼。同一時間,由約翰霍普金斯大學(xué)和匹茲堡大學(xué)的研究員測試大腦植入技術(shù),該項目由DARPA資助,它使患者用意識控制機械臂??傊?科幻正在變成現(xiàn)實。