編者按：

2022世界機(jī)器人大會(huì)主論壇群星璀璨，產(chǎn)、學(xué)、研各領(lǐng)域大咖齊聚首，共話巔峰，為機(jī)器人未來發(fā)展領(lǐng)航。

峰會(huì)現(xiàn)場，英國皇家工程院院士、南方科技大學(xué)機(jī)器人研究院院長戴建生發(fā)表了題為《新一代機(jī)器人中的人工智能和機(jī)構(gòu)智能》的演講。以下為戴建生演講內(nèi)容的整理。

我的匯報(bào)題目有五個(gè)方向，第一人工智能和智能機(jī)器人；第二國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀；第三人工智能瓶頸我們怎么樣克服；第四機(jī)構(gòu)智能，電包與科重構(gòu)；第五展望。

我現(xiàn)在講第一部分人工智能和智能機(jī)器人。1990年世界機(jī)器人聯(lián)合會(huì)定義，機(jī)器人是可編程、可重編程、可重組；第二是硬件是機(jī)器，我加上第三維是數(shù)學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)，這三維構(gòu)成了智能機(jī)器人。智能機(jī)器人定義是三要素，感覺要素、運(yùn)動(dòng)要素和思考要素。在實(shí)現(xiàn)直覺判斷機(jī)器人到現(xiàn)在智能機(jī)器人，智能機(jī)器人到今天為止有傳感型、交互型、自主型機(jī)器人，可進(jìn)行跟人對話，無需人的干預(yù)。

我是ROBOTICA特聘教授，把機(jī)器人分成兩個(gè)時(shí)期，2010—2035年是社會(huì)機(jī)器人發(fā)展階段，包括服務(wù)機(jī)器人、家用機(jī)器人，這時(shí)候是智能機(jī)器人。我們想看智能機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)，有重構(gòu)技術(shù)、多傳感信息、導(dǎo)航、定位、路徑規(guī)劃、機(jī)器人視覺、智能、人機(jī)接口，但是在科技部“十四五”規(guī)劃里面，機(jī)器人共性技術(shù)是重構(gòu)技術(shù)，這是攻關(guān)技術(shù)。怎么樣重構(gòu)、怎么樣采用變胞原理和殼重構(gòu)，怎么進(jìn)行構(gòu)態(tài)變化，這變成重構(gòu)技術(shù)。機(jī)器人發(fā)展方向，受控機(jī)器人、可訓(xùn)練機(jī)器人到感覺機(jī)器人到智能機(jī)器人人機(jī)交換、人機(jī)共享、人機(jī)共融。

第二部分國內(nèi)外現(xiàn)狀。中國人工智能企業(yè)在全球的占比非常高，2021年占了33%。國內(nèi)政策支持下人工智能實(shí)業(yè)企業(yè)不斷涌現(xiàn)，從“十四五”規(guī)劃、從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整到智能，代表性智能機(jī)器人企業(yè)從大疆到航天科技。

國外現(xiàn)狀。日本是機(jī)器人5年計(jì)劃，是人本計(jì)劃。加拿大機(jī)器人研發(fā)計(jì)劃和歐洲實(shí)現(xiàn)機(jī)器人框架計(jì)劃，歐洲科學(xué)家提出工業(yè)5.0概念，核心是協(xié)作機(jī)器人，叫cobots，現(xiàn)在協(xié)作機(jī)器人發(fā)展非常快。機(jī)器人發(fā)展瓶頸是缺少令人矚目的應(yīng)用場景、缺少自主核心零部件、存在算力瓶頸，在這個(gè)瓶頸上大家可以看有需要適應(yīng)動(dòng)態(tài)隨機(jī)變化的環(huán)境，因?yàn)楝F(xiàn)在是批量少、變化多，工作場景變化多，要達(dá)到一機(jī)多能、一機(jī)多用，就是一臺(tái)機(jī)器人可以各種各樣工作，在這種情況下智能機(jī)器人要人工智能和機(jī)構(gòu)智能，機(jī)構(gòu)智能是可重構(gòu)技術(shù)方面。著重講機(jī)構(gòu)智能，采取變胞和可重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)本體智能化。

從原始人到智慧人，從我們的機(jī)器在200年發(fā)展史，四次工業(yè)革命，第一次工業(yè)革命蒸汽機(jī)到電動(dòng)機(jī)到第三次工業(yè)革命到今天智能機(jī)器。在這種過程中，所有機(jī)器發(fā)展了都是定活動(dòng)度和拓?fù)洌@個(gè)機(jī)器不能變結(jié)構(gòu)，變結(jié)構(gòu)是變拓?fù)浜突顒?dòng)度，這是1998年提出step change，1999年我和中國工程院院士張啟先，翻譯確定為變胞機(jī)構(gòu)，變胞機(jī)構(gòu)實(shí)際上是Metamorphosis，是生物性名詞，變拓?fù)?、變形態(tài)、變構(gòu)建、變構(gòu)型，機(jī)器人能不能按照生物計(jì)劃不斷進(jìn)化適應(yīng)不同工作需求，變胞機(jī)構(gòu)達(dá)到了“3個(gè)E”。變胞發(fā)展史從1990年、1996年、1998年、1999年到2009年到2012年到2015年，我們開了全世界（英）每3年一次，現(xiàn)在已經(jīng)開完第五屆。變胞機(jī)構(gòu)全球熱點(diǎn)，在歐洲是可重構(gòu)機(jī)構(gòu)，在北美仿生折磁進(jìn)行拱抱，中國是電包機(jī)理，發(fā)電文章在法國可重構(gòu)機(jī)器人碩士學(xué)位，在意大利變抓持手，在歐盟是未來可重構(gòu)工廠項(xiàng)目。我們的一些工作，基于智能變胞靈巧手，從1998年提出了Mobility nn metamor變胞理論，一張紙折疊過程中把紙映射到機(jī)構(gòu)，這變成新結(jié)構(gòu)，新結(jié)構(gòu)可以用來作為機(jī)器人結(jié)構(gòu)。  大寰機(jī)器人深圳2016年創(chuàng)立的，他們采用機(jī)理在不同夾抓進(jìn)行示演，所以出現(xiàn)兩指、三指、多指夾抓。

下面快速講一下機(jī)構(gòu)智能和連續(xù)體機(jī)器人與抓捕機(jī)構(gòu)。我們在IGRR發(fā)表文章，新型變剛度連續(xù)體機(jī)器人設(shè)計(jì)方法，首次揭示了幾何約束下連續(xù)體機(jī)器人本體機(jī)構(gòu)多重彎曲機(jī)理，并且提出基于智能材料的剛度調(diào)控方法。這是基于旋量理論，軟梯驅(qū)動(dòng)器建模方法，通過虛擬串聯(lián)機(jī)器人末端運(yùn)動(dòng)軌跡擬合，提出了彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)的建模方式。我們可以看基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)連續(xù)體機(jī)器人，位形同步控制，這也是和康教授一起研究提出了高魯班性、高效率連續(xù)體機(jī)器人控制，這種達(dá)到了機(jī)構(gòu)智能。從數(shù)據(jù)到機(jī)構(gòu)智能，隨著機(jī)構(gòu)智能有雙向柔順驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，尤其是達(dá)到模塊化、可重構(gòu)、靈巧手，適用于新一代宇航員的測試。

我們研究了防?？嘤|須變構(gòu)機(jī)器人，在機(jī)構(gòu)怎么樣進(jìn)行邊構(gòu)，進(jìn)行抓捕。機(jī)構(gòu)智能怎么樣和可重構(gòu)傳感與融通人機(jī)交互，這是南科大王教授，我同事研究可重構(gòu)抓持傳感與人機(jī)交互，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)機(jī)理、設(shè)計(jì)理論機(jī)器人應(yīng)用，上位體變成了變胞機(jī)構(gòu)的柔性、控制和抓持。人機(jī)共融，包括可傳感、可重構(gòu)、傳感與人機(jī)交互，包括接觸感知和非接觸感知，在關(guān)節(jié)力的檢測與測算和柔順驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)、視覺與器官雷達(dá)進(jìn)行重合。尤其在可重構(gòu)機(jī)構(gòu)，我們看智能機(jī)構(gòu)是怎么發(fā)展成大數(shù)據(jù)，從機(jī)構(gòu)智能到傳感一起完成智能機(jī)構(gòu)。

在智能機(jī)構(gòu)方面怎么進(jìn)行測試，通過人工市場避障，機(jī)器人末端怎么樣進(jìn)行速度變更。包括動(dòng)態(tài)避障和可重構(gòu)傳感拖動(dòng)。下面更有趣的是我?guī)ьI(lǐng)團(tuán)隊(duì)把機(jī)構(gòu)智能和軟關(guān)節(jié)機(jī)器人進(jìn)行交互，采用可變阻抗進(jìn)行控制。大家看這是建筑機(jī)器人，怎么樣可變阻抗？實(shí)現(xiàn)不同建筑在墻上面進(jìn)行抹平。軟關(guān)節(jié)機(jī)器人怎么進(jìn)行交互，特別是在軟關(guān)節(jié)上面交互。

下面講浮動(dòng)底座動(dòng)力學(xué)和可變阻抗控制，大家看這個(gè)恢復(fù)怎么不行，這是我原來的學(xué)生，他關(guān)于怎么控制，人形機(jī)器人走路。我們有整體控制器，從整體控制形式，控制智能和機(jī)構(gòu)智能兩個(gè)結(jié)合成為超大腦智能機(jī)器人，就可以完成我們所需要的不同任務(wù)。

智能機(jī)器人前景與展望。智能機(jī)器人發(fā)展前景是非常好，特別是在國家政策引導(dǎo)下，在老齡化的情況下，各地優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)升級方面，智能機(jī)器人核心技術(shù)突破情況下，未來發(fā)展三大趨勢是軟硬融合、虛實(shí)融合、人機(jī)融合，在這些融合里面我們需要智能機(jī)構(gòu)、可重構(gòu)技術(shù)?，F(xiàn)在的智能技術(shù)發(fā)展趨勢，我們可以看到可重構(gòu)機(jī)構(gòu)廣義分叉到一體化設(shè)計(jì)到約束到機(jī)構(gòu)魯棒性和智能機(jī)構(gòu)。在力流演變規(guī)律方面，我們可以看這篇文章，在下面。在機(jī)構(gòu)智能技術(shù)方面，可以看理論難點(diǎn)和應(yīng)用難點(diǎn)。

—— 戴建生