近年來(lái)，機(jī)器人技術(shù)正從科幻電影的天馬行空走向現(xiàn)實(shí)，成為科技領(lǐng)域最熱門的話題之一。曾幾何時(shí)，人們難以想象能在春晚的舞臺(tái)上欣賞機(jī)器人翩翩起舞，或在網(wǎng)絡(luò)視頻中目睹機(jī)器人完成驚險(xiǎn)的后空翻。然而，如今，無(wú)論是工廠中精準(zhǔn)作業(yè)的機(jī)械臂，還是家庭中能夠聽(tīng)懂指令的智能助手，機(jī)器人正以前所未有的速度重塑我們的生產(chǎn)方式和生活模式。

隨著人工智能、傳感器技術(shù)、材料科學(xué)等領(lǐng)域的飛速突破，機(jī)器人行業(yè)迎來(lái)了黃金時(shí)代。然而，技術(shù)的迅猛發(fā)展也帶來(lái)了諸多挑戰(zhàn)和新的探索方向。

圖源：央視一套

01

從工業(yè)到生活：機(jī)器人滲透多元應(yīng)用場(chǎng)景

機(jī)器人被譽(yù)為“制造業(yè)皇冠上的明珠”，其研發(fā)、制造與應(yīng)用水平是衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造實(shí)力的重要標(biāo)志。如今，機(jī)器人技術(shù)的觸角早已超越了傳統(tǒng)的工業(yè)車間，廣泛滲透至社會(huì)生產(chǎn)與日常生活的各個(gè)角落。

根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域和功能的不同，機(jī)器人主要分為工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人、人形機(jī)器人等。其中，工業(yè)機(jī)器人占據(jù)主導(dǎo)地位。數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)已成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)市場(chǎng)，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量從2015年至2024年增長(zhǎng)超過(guò)十倍，裝機(jī)量連續(xù)多年穩(wěn)居世界第一。憑借高精度、高穩(wěn)定性和高效率的優(yōu)勢(shì)，工業(yè)機(jī)器人在重復(fù)性強(qiáng)、環(huán)境惡劣或高危險(xiǎn)性的工種中展現(xiàn)出卓越的作業(yè)能力，顯著降低了人力成本并提升了生產(chǎn)安全性。

比如在工程機(jī)械領(lǐng)域，機(jī)器人化與智能化改裝正帶來(lái)深刻變革。例如，在礦山開(kāi)采中，智能挖掘機(jī)和無(wú)人運(yùn)輸車能夠在復(fù)雜場(chǎng)景下自主作業(yè)，不僅減少了對(duì)人工操作的依賴，還降低了高危環(huán)境下的安全風(fēng)險(xiǎn)。在搶險(xiǎn)救災(zāi)方面，具備遠(yuǎn)程操控和自主導(dǎo)航、操作能力的工程機(jī)器人可以迅速進(jìn)入災(zāi)區(qū)執(zhí)行搜救、搬運(yùn)和清理任務(wù)，提高救援效率，減少人員傷亡。而在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，智能機(jī)器人結(jié)合高精度定位與自動(dòng)作業(yè)技術(shù)，可快速、高效地完成從耕種到采收各個(gè)環(huán)節(jié)的作業(yè)。在港口，萬(wàn)噸貨輪靠岸后，往往要求短時(shí)間內(nèi)完成貨物卸載。華南理工大學(xué)吳賢銘智能工程學(xué)院徐大波教授向記者介紹：“目前，港口主要依賴大型門機(jī)進(jìn)行卸載，但門機(jī)僅能處理主艙貨物，而邊角余料的清理仍需人工進(jìn)入船艙完成。這不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還存在安全隱患。因此，自主清艙機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)安全高效清艙作業(yè)，這些都是重要發(fā)展趨勢(shì)。”

而在科技前沿領(lǐng)域，人形機(jī)器人近年來(lái)成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。這類機(jī)器人不僅在外觀上高度擬人化，還具備復(fù)雜的動(dòng)作協(xié)調(diào)能力與智能交互功能，能夠適應(yīng)多元化任務(wù)和環(huán)境。雖然目前人形機(jī)器人仍處于初級(jí)發(fā)展階段，但隨著人工智能、傳感器與材料科學(xué)的持續(xù)進(jìn)步，其應(yīng)用潛力正逐步顯現(xiàn)。此外，在家庭、酒店、商業(yè)等服務(wù)場(chǎng)景中，清潔機(jī)器人、送餐機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人等各類智能設(shè)備已開(kāi)始廣泛應(yīng)用，顯著提升了服務(wù)行業(yè)的智能化水平。

02

技術(shù)突破：機(jī)器人行業(yè)騰飛的引擎

“機(jī)器人的發(fā)展并非單一學(xué)科的進(jìn)步，而是多學(xué)科交叉融合的結(jié)晶，能夠體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家整體科技實(shí)力的提升。”徐大波教授表示。機(jī)器人技術(shù)的突飛猛進(jìn)，離不開(kāi)人工智能、傳感器技術(shù)、基礎(chǔ)學(xué)科等多學(xué)科領(lǐng)域的突破和融合發(fā)展。

比如，人工智能算法的革新，尤其是深度學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)的發(fā)展，使得機(jī)器人具備更強(qiáng)的感知和決策能力。計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的提升，讓機(jī)器人可以精準(zhǔn)識(shí)別和處理復(fù)雜的視覺(jué)信息，而自然語(yǔ)言處理技術(shù)的進(jìn)步，則使人機(jī)交互更加自然流暢，極大拓展了機(jī)器人應(yīng)用的場(chǎng)景。

再比如，傳感器技術(shù)的創(chuàng)新為機(jī)器人提供了更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。視覺(jué)傳感器、觸覺(jué)傳感器和激光雷達(dá)的結(jié)合，使機(jī)器人能在復(fù)雜環(huán)境中進(jìn)行自主導(dǎo)航。例如，激光雷達(dá)與高清攝像頭的協(xié)同工作，使無(wú)人駕駛機(jī)器人能夠?qū)崟r(shí)感知周圍環(huán)境，而電子皮膚技術(shù)的引入，則讓機(jī)器人可以感知觸覺(jué)反饋，更加精準(zhǔn)地完成精細(xì)操作。

此外，材料科學(xué)的突破也極為關(guān)鍵，能夠?yàn)闄C(jī)器人提供更多可能性。輕量化、高強(qiáng)度、耐極端環(huán)境條件等特性的新型材料，使機(jī)器人可以在更加復(fù)雜的環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。例如，碳纖維復(fù)合材料在無(wú)人機(jī)和人形機(jī)器人中的應(yīng)用，顯著降低了機(jī)器人重量，同時(shí)保持了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。而在極端環(huán)境下作業(yè)的機(jī)器人，如月球車和深海探測(cè)機(jī)器人，則依賴耐低溫、抗輻射的特殊材料，以確保其在惡劣條件下的穩(wěn)定性。

03

機(jī)器人行業(yè)的十字路口：挑戰(zhàn)與未來(lái)突破

盡管機(jī)器人技術(shù)取得了長(zhǎng)足進(jìn)展，但仍面臨諸多挑戰(zhàn)，涉及技術(shù)突破、產(chǎn)業(yè)鏈完善以及跨學(xué)科協(xié)作等多個(gè)層面。

首先，成本問(wèn)題仍是機(jī)器人普及的一個(gè)制約因素。“不同類型的機(jī)器人采用的零部件各異，而研發(fā)成本也直接影響整機(jī)成本。”徐大波教授分析道，“目前，機(jī)器人研發(fā)和制造成本較高，使得許多應(yīng)用場(chǎng)景難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣。例如，大型汽車制造企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)，但對(duì)于中小企業(yè)而言，資金和技術(shù)限制使其難以承擔(dān)自動(dòng)化改造的高昂成本。”

其次，核心技術(shù)瓶頸仍待突破。高精度減速器、高端芯片等關(guān)鍵部件和核心算法的性能和可靠性，仍是行業(yè)發(fā)展的短板。盡管國(guó)內(nèi)在減速器領(lǐng)域已取得一定進(jìn)展，但與國(guó)外頂尖產(chǎn)品相比，在精度、穩(wěn)定性等方面仍有差距。此外，機(jī)器人控制系統(tǒng)的優(yōu)化也是影響其運(yùn)行效率和穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。

來(lái)源：央視財(cái)經(jīng)

值得關(guān)注的是，機(jī)器人行業(yè)的跨學(xué)科融合挑戰(zhàn)也日益凸顯。徐大波教授表示：“傳統(tǒng)的教學(xué)與研究模式往往以學(xué)科劃分，各領(lǐng)域之間的交流較為有限。然而，機(jī)器人技術(shù)是一個(gè)高度綜合的學(xué)科交叉體，其發(fā)展需要自動(dòng)化、機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)、先進(jìn)制造等多個(gè)領(lǐng)域的緊密合作。”如何打破學(xué)科壁壘，推動(dòng)跨學(xué)科創(chuàng)新，將成為機(jī)器人行業(yè)未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵。

從工業(yè)制造到家庭服務(wù)，從高精度機(jī)械臂到擬人化智能機(jī)器人，機(jī)器人技術(shù)正以驚人的速度改變我們的世界。盡管行業(yè)發(fā)展仍面臨挑戰(zhàn)，但隨著以人工智能為主導(dǎo)的各種變革技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，機(jī)器人在未來(lái)的應(yīng)用邊界將進(jìn)一步拓展。可以預(yù)見(jiàn)，一個(gè)高度智能化、自動(dòng)化的時(shí)代正加速到來(lái)，而機(jī)器人會(huì)是其中最耀眼的明星。

廣東科技報(bào)社融媒體中心出品

記者 | 陀 艷

圖片 | 央視一套、央視財(cái)經(jīng)、宇樹(shù)科技官網(wǎng)、千圖網(wǎng)

審核 | 馮海波 劉肖勇