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協(xié)作機(jī)器人是成功的工業(yè)4.0戰(zhàn)略的核心

2021-05-21 11:02:32來源：千家網(wǎng) 閱讀量：186 評(píng)論

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　　自動(dòng)化和工業(yè)4.0戰(zhàn)略中機(jī)器人的無縫集成越來越令人興奮。然而，我們距離把人類操作者寫等式還有很長的路要走。工業(yè)4.0中最好的自動(dòng)化策略是基于這樣一個(gè)認(rèn)識(shí)，即當(dāng)機(jī)器人與人類一起工作時(shí)，才能最好地實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的優(yōu)勢，而不是在沒有人類的情況下。
 
　　機(jī)器人肯定能比我們更有效地扮演某些角色。這些工作包括非常重復(fù)、單調(diào)的工作(如焊接)、涉及繁重工作的工作，或在對人類有危險(xiǎn)的環(huán)境中工作。也就是說，機(jī)器人只能做別人告訴它們的事——它們不能即興發(fā)揮。人類不可思議的力量在于當(dāng)情況出現(xiàn)時(shí)能夠思考并應(yīng)用實(shí)時(shí)決策，而人工智能在接近于復(fù)制這一能力之前還有很長的路要走。
 
　　今天的機(jī)器人主要是昂貴的、靜態(tài)的，并且能夠非常有效地完成一項(xiàng)任務(wù)。我認(rèn)為，成本必須降低，系統(tǒng)必須在移動(dòng)和重新編程方面變得更加靈活。事實(shí)上，有了這些能力，我們認(rèn)為工廠可以更好地與進(jìn)口產(chǎn)品競爭。這并不意味著人工操作的終結(jié)。人類擁有非凡的大腦，可以與機(jī)器人合作使用。工人的技能可能會(huì)改變，但我對在工廠環(huán)境中使用人類的前景相當(dāng)樂觀。
 
　　感官功能
 
　　未來將傳感器集成到工業(yè)機(jī)器人中，是機(jī)器人變得更加緊密的一種方式。我們有五種感官。今天，機(jī)器人大多只使用一種:視覺。這些系統(tǒng)的功能將會(huì)繼續(xù)改進(jìn)，我可以想象機(jī)器開始理解手勢，例如在有很多噪音的環(huán)境中。但我希望看到機(jī)器人添加其他感官。未來的機(jī)器人將能夠聽語音命令，并識(shí)別制造工廠中不正常工作的噪音。他們也許可以用觸摸來確認(rèn)某一種產(chǎn)品是否足夠光滑，也許他們可以品嘗特定化合物的混合物。在機(jī)器人技術(shù)中，受限制的感覺可能是氣味，但一些公司正在研究這種功能的傳感器，其未來的應(yīng)用前景令人著迷。例如，尿液的氣味被發(fā)現(xiàn)是導(dǎo)致某些癌癥的主要指標(biāo)，而且已經(jīng)證明蜜蜂可以聞到爆炸物。想象一個(gè)農(nóng)業(yè)環(huán)境，水果可以根據(jù)成熟度進(jìn)行選擇。
 
　　期待意想不到的
 
　　人與機(jī)器人合作的一個(gè)重要因素是偶發(fā)性合作。開發(fā)人員需要把兩個(gè)關(guān)鍵因素放在他們的思想中心。首先，當(dāng)需要機(jī)器人時(shí)，它必須立即對人類作出反應(yīng)。其次，這些系統(tǒng)的部署環(huán)境遠(yuǎn)非理想，而且往往難以預(yù)測。設(shè)計(jì)師需要考慮非理想的情況，并確保系統(tǒng)在任何時(shí)候都能保證人類的安全。
 
　　我在工廠里看到的一個(gè)實(shí)驗(yàn)或許可以解釋我的想法。一家公司正在研究用無人機(jī)在大型倉庫中進(jìn)行庫存檢查。這聽起來像是可以快速、準(zhǔn)確和安全地完成的事情，直到部署人員看到條形碼被撕掉并以不統(tǒng)一的方式放在貨架上。周圍還有大量的灰塵被無人機(jī)推來推去。倉庫里的照明在白天和晚上有很大的差異，無人機(jī)必須在通道里導(dǎo)航梯子、叉車、箱子等。所有倉庫都是不同的，這挑戰(zhàn)了無人機(jī)供應(yīng)商的商業(yè)模式，以及一系列技術(shù)挑戰(zhàn)(充電等)。如果機(jī)器人看到它不能識(shí)別的東西，系統(tǒng)必須默認(rèn)為安全狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，人工干預(yù)可以重新啟動(dòng)服務(wù)。
 
　　目前，機(jī)器人仍然需要由人類監(jiān)控，但我認(rèn)為人工智能將會(huì)有所幫助。我們將看到機(jī)器人的能力提高，隨著它了解更多的工廠設(shè)置部署和它遇到的場景。許多人對人工智能的前景感到興奮，我也是。然而，我呼吁保守主義，推遲推出，因?yàn)樾枰紤]到所有可能的情況，而不是急于成為第一個(gè)。
 
　　例如，如果協(xié)作機(jī)器人不與外部世界連接，只使用本地計(jì)算資源，這一方面增加了安全性，但也使人工智能的自我學(xué)習(xí)過程更加困難。我認(rèn)為，適當(dāng)?shù)钠胶鈶?yīng)該是將本地學(xué)習(xí)與利用聚集在云端的學(xué)習(xí)所獲得的規(guī)模力量相結(jié)合。如果連通性不能保證安全，我會(huì)犧牲額外的學(xué)習(xí)。
 
　　受到攻擊
 
　　效率和準(zhǔn)確性可以說是人工智能和機(jī)器人的優(yōu)勢，但批判性思維和創(chuàng)造力仍然缺乏。在工廠里，有各種各樣的情況還沒有被完全理解。我們已經(jīng)在汽車行業(yè)看到了這種情況，普通汽車已經(jīng)經(jīng)過了數(shù)百英里的測試，而一些新的自動(dòng)駕駛功能已經(jīng)在數(shù)百萬英里的駕駛中。它正在改善，但問題仍然存在。在工廠環(huán)境中，直線下降的情況是對業(yè)務(wù)效率的重大打擊，更重要的是，對人的傷害是一個(gè)重大問題。要完全信任這些自動(dòng)系統(tǒng)還需要一段時(shí)間。
 
　　為了幫助解決這個(gè)問題，我們必須為硬件的失敗和軟件的錯(cuò)誤結(jié)論做好準(zhǔn)備。必須有保障措施，以確保不發(fā)生惡意攻擊或危及生命的不當(dāng)行為。系統(tǒng)架構(gòu)是這樣的，一切都是鎖定的。“把所有的門都鎖上，不僅僅是前面的那扇，”微軟在幾年前的AzureSphere項(xiàng)目中宣布，這個(gè)類比一直困擾著我。
 
　　當(dāng)我們離開家的時(shí)候，我們鎖上前門。在物聯(lián)網(wǎng)的世界里，我們需要鎖住每一扇門——無論是室內(nèi)還是室外。從網(wǎng)絡(luò)的角度來看，如果出現(xiàn)漏洞，進(jìn)入者只能訪問一部分有價(jià)值的資產(chǎn)。軟件和硬件必須對系統(tǒng)進(jìn)行分區(qū)，以隔離功能，為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，他們必須立即意識(shí)到他們已經(jīng)受到威脅，并發(fā)送實(shí)時(shí)警報(bào)。
 
　　這是人工智能在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中發(fā)揮作用的一種方式:識(shí)別該系統(tǒng)的反常行為，并提醒用戶決定正確的行動(dòng)路線。選項(xiàng)包括斷開系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)的連接，屏蔽特定的IP地址，以及禁用某些系統(tǒng)功能。很簡單，開發(fā)者必須做好被黑客攻擊的計(jì)劃。沒有100%的系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要隨著時(shí)間的推移繼續(xù)提高免受攻擊的免疫力水平，但同樣，如果系統(tǒng)受到損害，則必須迅速恢復(fù)到已知的安全狀態(tài)。
 
　　結(jié)論
 
　　到目前為止，汽車行業(yè)被認(rèn)為是智能工廠解決方案的先手。我認(rèn)為自主移動(dòng)機(jī)器人有很多機(jī)會(huì)。如前所述，汽車工廠的規(guī)模如此之大，它可以證明復(fù)雜的機(jī)器可以同時(shí)高效地完成一項(xiàng)任務(wù)。汽車制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)(以及某些消費(fèi)領(lǐng)域，如智能手機(jī)裝配線)使得成本合理。然而，我認(rèn)為當(dāng)成本、移動(dòng)性、電力和可靠性問題都能得到解決時(shí)，機(jī)器人能夠提高廣泛應(yīng)用的有效性。
 
　　食品和飲料行業(yè)等新市場也在制造業(yè)領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)了機(jī)器人。一些人認(rèn)為，它有能力使傳統(tǒng)的生產(chǎn)線過時(shí)。雖然機(jī)器人可以取代食品飲料行業(yè)的重復(fù)性工作，但我認(rèn)為為了最大限度地提高效率，必須調(diào)整生產(chǎn)線，利用機(jī)器人和人類的技能。我認(rèn)為，在未來幾年里，我們不會(huì)看到工廠車間發(fā)生重大變化。疫情如此嚴(yán)重，以至于許多公司都在考慮增加技術(shù)，以調(diào)整現(xiàn)有工廠的工藝流程，而機(jī)器人更重要的機(jī)會(huì)將出現(xiàn)在全新的工廠。
 
　　原標(biāo)題：協(xié)作機(jī)器人是成功的工業(yè)4.0戰(zhàn)略的核心
 
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