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工业机器人在食品领域大展身手 智能化寻求再突破

发布时间:2013/12/12 9:38:41  点击次数:460
  发展速度惊人的食品加工领域,是一个复杂的舞台,食品生产商们必须运用战略思维,才能确保在需求旺盛的全球市场保持竞争力。目前,包括机器人、信息技术、生物加工、高级分割系统及传感器系统正应用到食品加工行业,帮助工厂动态控制整个生产加工环节,成为高效、优质和安全的典范。
  
  对于行动不便的人来说,*大的愿望或许是拥有一个受其意念控制的机器人,帮忙代劳。不久前,在青岛诞生的意念控制机器人,让这一想法不再是天方夜谭。
  
  从上世纪60年代起步,机器人技术发展迅速,类人程度逐步提高。动脑想一想,机器人来帮忙;不必自己整理房间,机器人上门做家政;操纵手柄,机器人瞬间化身“变形金刚”,投入救援。这些拥有不同本领的高“智商”机器人,让我们的生活越来越便捷和有趣。
  
  机器人全能服务全搞定
  
  “出生”在青岛的国内首台意念控制机器人,是一套集成了机械电子、康复医学、虚拟现实等多种高新技术的新型康复训练系统。据介绍,上肢康复机器人主要适用于各种上肢运动功能障碍患者的康复治疗,在国内首次实现机械臂的运动控制的“意念控制”。

  “机器人可以通过人脑的意念控制,并产生肌肉信号,来控制机器人帮你完成你想做的动作。”青岛昱臣董事长杨楠说,根据术后康复的不同阶段,这个系统目前可以提供主、被动两种工作模式,具有肩部外展/内收、前屈/后伸、外旋/内旋、肘部屈/伸、肘部回转等运动功能,以及围绕患者日常生活所需的各种功能运动,进行有针对性的康复训练能力。
  
  智能机器人的应用,早已不限于复健这样的特殊工种,他们的工作范围涉及我们生活的方方面面。
  
  “您好,我是可佳,您需要什么服务?”“我要一杯奶茶。”听到客人的请求后,可佳自动找到指定的奶茶,并带着奶茶在自由走动的人群中寻觅提出需求的客人。别误会,“可佳”并不是一个人,而是一台由中国科技大学研制出的服务机器人。可佳不只会这一招,还能够在动态环境中自动完成用微波炉加热食品、整理房间和超市购物等多种家政服务。
  
  中科大计算机学院教授陈小平介绍,可佳可以完全自主地完成任务,在执行过程中不需要人工干预,这得益于它具备了人机对话、语言理解、用户识别、环境建模、自主导航避障以及自动规划推理等基本技能。这些技术在可佳身上的集成,使其能够在一定范围内接受并理解用户的服务请求,并根据当时的环境状况,自动规划出*佳的执行方案。
  
  对于其工作原理,陈小平解释,可佳头部的两个摄像头是它的“眼睛”,用于采集图像,头部下方的麦克风则是她的耳朵。图像和声音经由电脑中的程序处理分析,机器人就可以据此对环境建立一个“世界模型”,并把用户请求转化为“内部表示”,之后通过一个叫做“规划器”的子系统,机器人会生成一系列行动步骤,*后借助于底层控制子系统,上述动作序列被逐步执行,直至完成用户指定的任务。
  
  然而,陈小平表示,有时用户给出的任务可能会超出机器人的知识范围,导致其不知如何完成。为此,中科大机器人团队还为机器人可佳开发了一种独具特色的知识获取能力,使其可以从半结构化网络知识库中抽取知识。
  
  “在成功获得充分的新知识后,可佳就可以自动生成行动序列,从而完成那些原本不知道该如何完成的任务。”陈小平说,基于以上技术体系,今后服务机器人可以集成更多、更复杂的家政服务功能。
  
  工业机器人在食品领域大展身手

  目前,工业机器人不仅仅运用到汽车制造业、电子行业,已深入到食品加工等轻工业领域,在未来,工厂中只看见机器人未必不可能。为适应市场需求,工业机器人在发展中呈现如下特点:适用性,专用化,高精度、高速度,模拟性,易操作,更灵活,易控制,更自动化。今后,食品加工领域会走进各种各样的机器人,给食品工业带来更多改变。
  
  工业机器人关键应用在于运动控制,而运动控制则是保证食品机械精度的一个重要因素。从这个角度来说,食品机械制造与机器人制造技术关联度非常大。因此,近年来食品机械企业介入工业机器人制造的热情愈发高涨。
  
  炒菜机器人、刀削面机器人都应运而生。可见,不论是引进国外机器人还是开发国内工业机器人,聪明的企业家都已瞄准了它与食品机械行业融合的广阔前景!机器人的未来发展需要信息化、网络化支撑,依赖于控制技术、传感技术的发展。未来的工业机器人将是典型的物联产品。控制、微电子、传感、新材料等技术的发展,都将为智能机器人提供基础条件。在这些机器人相关支撑技术发展后,机器人*再研究如何融合创新,让机器人向智能机器人发展。
  
  传统制造企业利润不断被压缩,人口红利的消失使得劳动密集型企业面临着前所未有的压力。加强设备自动化改造,提高生产自动化程度,减小劳动强度,改善作业环境,已经成为制造业的普遍共识。机器人等智能装备正在快速有效的拉动传统制造业的转型升级。
  
  在十二五期间,食品机械行业的目标是,重点主流产品要达到智能化、信息化控制水平,特别是要实现本机和远程的智能化控制。近年来,随着市场竞争的激烈和信息化工业化的发展,食品机械智能制造成为必需品,以满足当今食品工业的需求。
  
  食品机械设备的市场需求量的提高在很大程度上激励了行业的技术升级。全新的具有智能化、自动化功能的食品机械机型将逐步替代传统成为未来的主流。这是食品机械企业获得可持续发展的有效途径,也是其进行技术改革的*目标。
  
  未来会向智能机器人发展。机器人的生产,机器人机构是载体,更多地取决于功能内涵。机器人水平高低取决于控制、软件、智能等技术。没智能的机器人只是低端机器人。
  
  机器人需要更接近人类思维方式
  
  有别于传统机器人简单地执行程序指令完成固定任务,意念机器人、服务机器人和救援机器人等能提供更加“智能”的服务。
  
  齐俊桐表示,相比于传统机器人,智能机器人一般具有三方面特点:一是自动感知,用来认识和获取周围环境状态变化;二是自主行为,对外界环境状态变化做出相应的反应;三是自我思考,根据自动感知所得到的信息,思考出采用什么样的动作行为。他认为,越来越多的决定由机器人自己完成、减少人对机器人的干预是未来智能机器人的发展目标。
  
  不断拓展新的应用领域,或许将成为智能机器人未来发展的趋势。杨楠表示,除了能帮助残疾人士外,意念控制机器人在军事和太空探索等领域也有非常高的实用价值。中科院沈阳自动化研究所目前研制出的各种机器人已经能够帮助人类进入很多危险的领域,执行如地震、洪灾救援,协助特警反恐侦查,登陆南极、北极进行科考等各种特殊任务。
  
  不过,齐俊桐指出,目前机器人智能性的发展进入了瓶颈期。近年来在计算机结构、运算方式、智能控制等方面的研究鲜有颠覆性的突破进展,使得机器人智能的发展仅在小踏步前进,现在机器人“大脑”的思考能力还不如一个婴儿。“希望随着生命科学、心理学等学科的发展,未来机器人技术有望与生命科学、心理学等学科融合,从而使机器人更加智能化,更接近人类思维的方式,而不单单是提升计算能力。”
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