甘中學(xué)，1987年留學(xué)美國(guó)康涅狄格州大學(xué)，機(jī)械工程博士學(xué)位，2002年回國(guó)前任美國(guó)ABB公司機(jī)器人研究中心主任兼首席科學(xué)家。2003年回國(guó)發(fā)展，現(xiàn)任寧波市智能制造產(chǎn)業(yè)研究院院長(zhǎng)，致力于發(fā)展融入人工智能的新型工業(yè)機(jī)器人。在近日舉行的余姚中國(guó)機(jī)器人峰會(huì)上，他從一個(gè)兼顧學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)的角度，為我們清晰闡述了工業(yè)機(jī)器人智能化的具體措施。下面是雷鋒網(wǎng)為大家整理的精華演講部分。

今天講的題目是發(fā)展心靈手巧的機(jī)器人，探索人機(jī)融合的智能制造模式。剛才聽(tīng)了幾位的報(bào)告，他們比我這個(gè)還厲害。我講的是宏觀層面一點(diǎn)的。前面我聽(tīng)了對(duì)機(jī)器人整個(gè)全過(guò)程的設(shè)計(jì)布局，非常有用。特別是他這個(gè)對(duì)具有間隙的機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，做到無(wú)間隙的運(yùn)動(dòng)確實(shí)是非常好的技術(shù)。

我今天談的重點(diǎn)是靈巧性，下面談?wù)勎覀€(gè)人的看法。今天我說(shuō)三方面，第一發(fā)展心靈手巧的工業(yè)機(jī)器人。

發(fā)展心靈手巧的工業(yè)機(jī)器人

目前工業(yè)機(jī)器人，在中國(guó)浙江機(jī)器換人是一個(gè)熱潮，但是用現(xiàn)有的工業(yè)機(jī)器人能夠代替人工作的，大概是30-35%左右。還有約70%的工作，現(xiàn)在的工業(yè)機(jī)器人還不能代替，為什么呢？

就是因?yàn)楝F(xiàn)在的工業(yè)機(jī)器人，實(shí)際上是一個(gè)六個(gè)軸的機(jī)械臂，它的手是專(zhuān)用卡具做的，靈活性和柔性大大受到了限制。因此我們要想機(jī)器人真的像人一樣，具有很好的柔性，能夠適應(yīng)不同的加工的條件，首先，要有一個(gè)靈巧的手，同時(shí)，還得有一個(gè)人工智能的智慧。所以說(shuō)，發(fā)展心靈手巧的雙臂和機(jī)器機(jī)器人是能夠讓工業(yè)機(jī)器人的工作范圍和工作多樣性所必須的。 

我們?nèi)嗽谧龉ぷ鞯臅r(shí)候，之所以柔性，就是因?yàn)槲覀內(nèi)擞形覀兊娜嵝缘氖?，還有眼的視覺(jué)和我們的這種手的這種觸覺(jué)，通過(guò)感知偏差，然后糾偏。

我們要想做心靈手巧的工業(yè)機(jī)器人，就要模仿人的這種，進(jìn)行加工勞動(dòng)的原理，就是我們要用我們?nèi)嵝缘氖?，去一手拖著工具，然后隨時(shí)隨地的利用我們的視覺(jué)和力覺(jué)感知誤差，通過(guò)大腦的反饋，發(fā)出控制命令，校正誤差，達(dá)到我們加工工件的要求。因此用一個(gè)王陽(yáng)明的話說(shuō)，就是要做到知行合一。

工業(yè)機(jī)器人要想真正實(shí)現(xiàn)最基本的智能，首先要實(shí)現(xiàn)這種從感知，到反饋，到校正，到執(zhí)行，在不斷的這種智能循環(huán)反饋過(guò)程。那么，對(duì)于雙臂機(jī)器人，由于是兩個(gè)手都能夠解放出來(lái)，增加了加工過(guò)程中的柔性和多樣性。

心靈手巧的機(jī)器人是智能終端

那么，這里有兩個(gè)反饋，第一個(gè)反饋是我們從工具之間誤差的這種感知和反饋。這是一個(gè)，我叫智能循環(huán)。

另外一個(gè)我們?nèi)嗽诓僮鳈C(jī)器人，根據(jù)機(jī)器人所工作的狀態(tài)，進(jìn)行反饋，來(lái)實(shí)時(shí)校正我們的控制的參數(shù),  形成以手帶臂的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。這是另一個(gè)，我們叫復(fù)合運(yùn)動(dòng)。

如果這兩個(gè)反饋，都能夠?qū)崿F(xiàn)的話，那我們就實(shí)現(xiàn)了人的智慧和機(jī)器人的控制之間的一種人機(jī)融合。所以說(shuō)形成手腦眼的閉環(huán)，智能循環(huán)是讓機(jī)器人真正能夠有智能的一個(gè)最基本的條件。

心靈手巧的機(jī)器人是智能管理平臺(tái)

 第二件事，現(xiàn)在的機(jī)器人是把一個(gè)卡具放上以后進(jìn)行6個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，這個(gè)規(guī)劃是受很大限制的。我們?nèi)嗽谧黾庸すぷ鞯臅r(shí)候，由于有豐富的多自由度，然后以手代臂工作方式，因此我們?nèi)プ鑫磥?lái)的這種機(jī)器人，一定要有對(duì)于手的這種自由度的控制，以及臂的控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的柔性。剛才也談到我們真正實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的時(shí)候，不光是運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，更多是工藝流，根據(jù)工藝來(lái)完成整體的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃。

根據(jù)工藝流，同時(shí)還有物流，還有信息流，這三流的融合是真正做好機(jī)器人完成一個(gè)完整的動(dòng)作的必須。那么，對(duì)于機(jī)器人來(lái)講，現(xiàn)在的機(jī)器人是單臂。我們的人是兩個(gè)臂。隨著機(jī)器人的發(fā)展我們發(fā)展多臂，有兩個(gè)臂不一樣，根據(jù)你工具的運(yùn)動(dòng)，可以這兩個(gè)臂做成一個(gè)短，一個(gè)長(zhǎng)，一個(gè)復(fù)雜一個(gè)簡(jiǎn)單，可以做三個(gè)臂，四個(gè)手臂的，這是我們對(duì)未來(lái)機(jī)器人的一個(gè)想法。

心靈手巧的機(jī)器人是智慧決策中心

同時(shí)，以后我們的機(jī)器人不單是一個(gè)執(zhí)行工具，執(zhí)行終端，未來(lái)的我們的機(jī)器人，應(yīng)該有管理的智能，有決策的智能。

也就是一個(gè)機(jī)器人本身，既是智能終端，也是管理中心，也是一個(gè)決策中心。但處理自身的運(yùn)動(dòng)，而且處理工藝過(guò)程中間和其他機(jī)器人相互協(xié)同的問(wèn)題，同時(shí)能夠很好的在本工藝上發(fā)生整個(gè)生產(chǎn)線有什么問(wèn)題，再反饋云大腦平臺(tái)進(jìn)行決策，診斷、處理和控制。

這是我講第一個(gè)問(wèn)題，我認(rèn)為如果我們想擴(kuò)展工業(yè)機(jī)器人的范圍和多樣性，我們以后要根據(jù)它的工藝過(guò)程，發(fā)展兩個(gè)臂、多個(gè)臂的機(jī)器人。

開(kāi)拓人機(jī)融合新模式

 第二個(gè)問(wèn)題，開(kāi)拓人機(jī)融合新模式。

首先這是個(gè)什么概念？大家都知道，我們現(xiàn)在智能是流水的，這種的最早發(fā)明是從亨利福特把復(fù)雜的人工造汽車(chē)的勞動(dòng)分解成簡(jiǎn)單的、單一的勞動(dòng)，形成流水生產(chǎn)線，這樣每個(gè)人，只要你有一些智能就可以做。自動(dòng)流水線的發(fā)明大大簡(jiǎn)化了流程，這就造成了汽車(chē)由過(guò)去老爺車(chē)變成的大眾車(chē)，這是生產(chǎn)方式的變革，但是隨著歷史的發(fā)展，人的這種個(gè)性化的需求，對(duì)于制造的個(gè)性化柔性要求越來(lái)越高。

目前的車(chē)間生產(chǎn)已經(jīng)不是批量生產(chǎn)了。那么，這種流水式生產(chǎn)線，已經(jīng)不是不適應(yīng)個(gè)性化制造的發(fā)展。因此，如果要想造出一個(gè)機(jī)器人或者一個(gè)機(jī)器，能夠?qū)崿F(xiàn)個(gè)性化制造，應(yīng)該對(duì)現(xiàn)在流水線的生產(chǎn)方式進(jìn)行變革。那么怎么進(jìn)行變革？

大家看到特斯拉造新能源汽車(chē)，它就是進(jìn)行了變革，由過(guò)去一條線性方式變成了環(huán)型的加工。好比我在中間放一個(gè)機(jī)器人，這個(gè)機(jī)器人可以單臂、多臂，完全同時(shí)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，一個(gè)完成了，利用環(huán)型（？？？）的流水線克服了簡(jiǎn)單的流水線的弊病，就增加了個(gè)性化，增加了柔性，同時(shí)，也提高了勞動(dòng)效率。

所以說(shuō)，根據(jù)這樣的，我們對(duì)心靈手巧的多臂機(jī)器人，我們有一個(gè)創(chuàng)客鐘愛(ài)的萬(wàn)能制造平臺(tái)。我給大家放一個(gè)錄像，這是一個(gè)裝配一個(gè)電路版過(guò)程，很多創(chuàng)客說(shuō)我要一個(gè)工作臺(tái)，我想做什么都能做。

我今天可以做電路板，明天可以做一個(gè)玩具，我怎么做呢？這種有雙手的東西，一個(gè)手是對(duì)于工藝的多樣性，一個(gè)是對(duì)工件的，這樣擴(kuò)展了人的加工，可變的空間。而且它的運(yùn)動(dòng)可以是左右上下都可以的。那么，有了這種雙臂的工業(yè)機(jī)器人就可以為創(chuàng)客提供一個(gè)個(gè)性化的柔性加工港。這是第一種方式。

 第二種方式就是現(xiàn)在的自動(dòng)生產(chǎn)線，我想我們做過(guò)工業(yè)的人都知道，一般的加工工業(yè)，最中間是最核心加工，你車(chē)床是加工、切割，大量前處理和后處理都是排在一堆人在這做，為什么？因?yàn)檫@個(gè)工作是柔性的，是復(fù)雜的，是機(jī)器不能承擔(dān)的，如果用了雙臂機(jī)器人，我們前面建一個(gè)環(huán)型島，然后可以進(jìn)行處理。然后把后處理也有一個(gè)環(huán)型島處理，這樣對(duì)于一個(gè)中小企業(yè)，你有一個(gè)核心單元和前處理單元和后處理單元，三個(gè)機(jī)器人或者兩個(gè)機(jī)器人可以搞定一個(gè)基本的生產(chǎn)線。這種個(gè)性化生產(chǎn)制造線，對(duì)于中小企業(yè)是適用的。

 這是一個(gè)注塑機(jī)，然后拋光，打磨。前面是上料，添附加裝備都在上面，注塑機(jī)有兩個(gè)機(jī)器。

另外一種就是對(duì)于這種還需要大臂的，比如我們像做高鐵，不能完全個(gè)性化，是規(guī)?；ㄖ?。對(duì)于規(guī)?；亩ㄖ莆覀?cè)趺醋?？我們有了雙臂、多臂機(jī)器人大大簡(jiǎn)化了規(guī)?；ㄖ凭€，這是規(guī)?；闹悄苤圃燔?chē)間，通過(guò)多臂機(jī)器人，和多機(jī)位，有的無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)物流。這樣構(gòu)造了立體化智能化車(chē)間，一方面是自動(dòng)線，我物流根據(jù)環(huán)型，根據(jù)立體體面的定位和立體無(wú)人機(jī)進(jìn)行合作，縮短了在車(chē)間的空間、物流、時(shí)間。這樣可以進(jìn)行規(guī)?；?chē)間的設(shè)計(jì)。

 我給大家舉個(gè)例子，這是我們對(duì)規(guī)?；ㄖ频囊粋€(gè)高鐵的車(chē)廂內(nèi)的裝備?，F(xiàn)在一個(gè)高鐵車(chē)廂裝備非常難的，一個(gè)車(chē)箱三百人干16天，才能把所有燈，所有的安好。

現(xiàn)在大家可以看。我們用了這種雙臂機(jī)器人安玻璃。過(guò)去安多臂兩個(gè)人，一個(gè)人把玻璃放上，然后擰螺絲，而且還有一個(gè)物料的傳遞，現(xiàn)在這個(gè)車(chē)既可以做物料的傳遞。三個(gè)臂，既是實(shí)現(xiàn)了物流線，也是兩個(gè)工人合體一個(gè)工作線。所以說(shuō)，就是我們到了我們的個(gè)性化制造的時(shí)代，我們就應(yīng)該去變革現(xiàn)有的亨利福特生產(chǎn)模式，我們通過(guò)環(huán)型，立體的，環(huán)型加工島的方式，實(shí)現(xiàn)柔性的自動(dòng)化。

很長(zhǎng)一段時(shí)間，關(guān)于自動(dòng)化做CMS做了大量工作，過(guò)去之所以沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，第一是沒(méi)有現(xiàn)在的信息網(wǎng)絡(luò)這樣的一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行；同時(shí)過(guò)去的柔性，老是爭(zhēng)論在一個(gè)單機(jī)的工作范圍，因?yàn)檫@種實(shí)現(xiàn)受到了限制。但是前面做的工作有價(jià)值的，我們做新型的機(jī)器人，用新的思維方式構(gòu)造自動(dòng)化，未來(lái)個(gè)性化制造車(chē)間，柔性單元，單行化制造的智能工廠可以實(shí)現(xiàn)的。

基于智能空間下的人機(jī)融合

 下面，我剛才講的是用這種人機(jī)融合的方法做加工。因?yàn)槲乙恢痹诠I(yè)界，但是這種思想也可以延伸到我們?nèi)藱C(jī)融合的智慧生活。

 今天上午大家看到了，會(huì)上的機(jī)器人倒酒，很笨。因?yàn)槭且粋€(gè)工業(yè)機(jī)器人。我們做成很靈巧的一個(gè)家庭機(jī)器人就可以做這件事。這里我想說(shuō)一下，當(dāng)然我是做工業(yè)機(jī)器人，從工業(yè)機(jī)器人的角度，我們現(xiàn)在做的這種服務(wù)機(jī)器人，基本上是和人不接觸，不管跳舞，還是教孩子學(xué)習(xí)，原因是什么？人和機(jī)器交互的時(shí)候，它的安全，舒適的保證，目前的技術(shù)還不到位。

因此，我個(gè)人的看法，真正要想讓機(jī)器人走進(jìn)家庭，走進(jìn)千家萬(wàn)戶，一定要讓人和機(jī)器人接觸的技術(shù)使人絕對(duì)安全，絕對(duì)舒適，絕對(duì)對(duì)人友好。我們才可以做。因此我們角度看，一定要把手的運(yùn)動(dòng)，要做好。這是我們做的。當(dāng)然我們做的非常的初級(jí)。

 另外，就是一旦我們有了機(jī)器人，有了無(wú)人駕駛汽車(chē)，有了無(wú)人機(jī)，我們的物理空間不再是簡(jiǎn)單的物理空間，而是有傳感器，有信息傳遞的一個(gè)智能空間。我們一定要把這個(gè)智能空間，首先構(gòu)造好。在這個(gè)智能空間里面，我們傳感器會(huì)大大減少，相關(guān)的碰撞，不安全也就會(huì)大大減少。因此我們?cè)谧鲋腔奂彝セ蛘咧腔凵畹臅r(shí)候，除了對(duì)機(jī)器人本身控制，更好地是構(gòu)造一個(gè)智能空間。

 那么，我剛才正好說(shuō)了，如果我們能夠很好的構(gòu)造智能空間。你有智能家電，你有空調(diào)，你有冰箱，都是加傳感器。每個(gè)本身都是智能體給我們提供信息。所以說(shuō)我們?cè)谶@種技術(shù)上我們一定要構(gòu)造智慧空間，然后再把機(jī)器人放進(jìn)去，機(jī)器人和人在智慧空間里面共同交流、互動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生更好的安全的舒適的一個(gè)氛圍。我相信未來(lái)是人機(jī)融合的時(shí)代。

由于人機(jī)的發(fā)展，特別是機(jī)器人和人相伴，這個(gè)時(shí)代對(duì)傳感器的要求，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)要求大的提升，機(jī)器人時(shí)代使我們生活更舒適，使我們生活更有趣，因?yàn)闄C(jī)器人代替人做簡(jiǎn)單重復(fù)的工作，機(jī)器人代替我們做了危險(xiǎn)，不能做的工作。

這時(shí)很多人會(huì)想到一個(gè)問(wèn)題，機(jī)器人能做這些事后，人做什么呢？有人就會(huì)失業(yè)，我認(rèn)為計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)也沒(méi)有讓人失業(yè)，個(gè)人機(jī)器人的出現(xiàn)，也不會(huì)讓我們失業(yè)，我們?nèi)藪仐壓?jiǎn)單重復(fù)的勞動(dòng)，代替了是我們干有興趣的活，我們?cè)敢飧傻幕睿覀冇袆?chuàng)造力的這種工作。所以我認(rèn)為工業(yè)機(jī)器人時(shí)代是美好，讓我們一起為之共同努力，謝謝大家。

小結(jié)：

甘中學(xué)作為前美國(guó)ABB公司機(jī)器人研究中心主任兼首席科學(xué)家，演講的時(shí)候，主題明確，思路清晰，用詞簡(jiǎn)單地向我們展示了他眼里工業(yè)機(jī)器人智能化的可執(zhí)行方式——發(fā)展心靈手巧的多臂機(jī)器人。

然后基于這個(gè)心靈手巧的多臂機(jī)器人再進(jìn)而構(gòu)建有序的智能管理平臺(tái)，最后完善至智慧的決策中心。

這些理論看似簡(jiǎn)單易懂，但在有人系統(tǒng)地提出工業(yè)機(jī)器人智能化的流程之前，很多人一直對(duì)工業(yè)機(jī)器人停留在自動(dòng)化設(shè)備的認(rèn)識(shí)中，甚至認(rèn)為之前的工業(yè)機(jī)器人太過(guò)僵硬，龐大，單調(diào)而不應(yīng)該被稱(chēng)作“機(jī)器人”，最多能被叫做“一種設(shè)備”而已，現(xiàn)在有人想把工業(yè)機(jī)器人像服務(wù)機(jī)器人那樣，也用智慧大腦武裝，那我們應(yīng)該 舉雙手歡迎工業(yè)機(jī)器人也加入到這個(gè)“有靈魂”的智能化潮流中來(lái)。

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