智能机器人革命在即——AI技术成为制胜法宝

近年来AI技术的迅猛发展，趋势各行业开始了一场机器人革命。这场机器人革命给行业带来的深远影响，机器人不再仅仅是生产线上的刚性臂膀，而是成为智能化的合作伙伴，通过先进的人工智能技术，为人类社会带来了前所未有的创新和效率提升。

大多数人都认为机器人和AI是可以互换的，其实这属于一个误解，尽管它们是具有不同应用的两个不同概念，因为AI是软件，而机器人是硬件。从技术上讲，机器人是用于以最快的速度和准确性自动执行一项或多项简单到复杂任务的设备，而人AI类似于计算机程序，通常表现出与人类智能相关的一些行为，例如学习、计划、推理、知识共享、解决问题等等。尽管如此，机器人和人工智能可以共存。在机器人中使用人工智能的项目是少数，但随着我们的人工智能系统变得更加复杂，这种设计在未来可能会变得更加普遍。

AI技术为机器人控制和学习提供了更加智能和高效的解决方案。通过深度学习和强化学习技术，机器人可以从大量的数据中学习，提高自身的智能水平和工作效率。智能控制技术使得机器人能够更加灵活地执行任务，并做出合理的决策。通过学习和优化，机器人能够根据不同的环境和任务需求，自动调整自身的控制参数，实现更好的工作效果。

机器人这样的自主系统，一般由传感/感知，规划决策，以及控制这样几个核心部分组成。传感/感知领域，是目前AI应用最多的地方。智能化是未来发展的主要方向，而机器人是实现智能制造的核心。通过集成人工智能技术，机器人具有更强大的感知、学习和决策能力。它们能够适应不同的生产环境，实现高度自动化的生产流程，从而提高生产效率和产品质量。

机器人人工智能在制造业中有多种突出作用，例如Shadow Dexterous Hand，它足够敏捷，可以在不压碎软水果的情况下采摘软水果，同时还通过演示进行学习，可能使其成为制药行业的游戏规则改变。同时，Scaled Robotics的现场监控机器人可以巡逻建筑工地，扫描项目并分析数据以发现可能的质量问题，另外视觉信息还可以在AI的帮助下，用于检测工业场景中的工件异常。

除此之外，仿生机器人利用机电一体化、微处理器、传感器、控制技术等现代科技手段，来模仿生物体的结构、功能和行为，从而实现自主控制的机器人。仿生机器人不仅可以与环境进行交互，还可以适应环境，完成各种任务。因此，仿生机器人在现代科技中具有广泛的应用前景。

机器学习（Machine Learning）是人工智能的关键技术之一，通过让机器利用数据和模型自主地学习和改进，实现对新输入数据的理解、分类、预测和决策。监督学习、无监督学习和强化学习是常用的机器学习方法。图像识别、语音识别、自然语言处理等等都是其发展的方向，并且在这些方向如今都取得了比较好的成果。机器视觉（Computer Vision）致力于让机器能够感知和理解图像和视频。通过图像处理和模式识别技术，计算机视觉使机器能够进行目标检测、人脸识别、图像分割等任务。

机器视觉硬件可采集周围环境信息，目前常用的视觉传感器主要有：摄像头、ToF 镜头和激光雷达技术。机器视觉相机的目的是将通过镜头投影到传感器的图像传送到能够储存、分析和（或者）显示的机器设备上。可以用一个简单的终端显示图像，例如利用计算机系统显示、存储以及分析图像。

激光雷达技术采用非接触激光测距技术的扫描式传感器，其工作原理与一般的雷达系统类似，通过发射激光光束来探测目标，并通过搜集反射回来的光束来形成点云和获取数据，这些数据经光电处理后可生成为精确的三维立体图像。采用这项技术，可以准确的获取高精度的物理空间环境信息，测距精度可达厘米级。TOF 是飞行时间（Time of Flight）技术的缩写，即传感器发出经调制的近红外光，遇物体后反射，传感器通过计算光线发射和反射时间差或相位差，来换算被拍摄景物的距离，以产生深度信息，此外再结合传统的相机拍摄，就能将物体的三维轮廓以不同颜色代表不同距离的地形图方式呈现出来。

AI视觉技术算法帮助机器人识别周围环境，视觉技术包括：人脸技术、物体检测、视觉问答、图像描述、视觉嵌入式技术等。AI深度学习算法帮助机器人向产生自我意识中进化，硬件芯片技术的发展，使机器人拥有更高算力。

由于摩尔定律的发展，单位面积芯片容纳的晶体管个数不断增长，推动芯片小型化和 AI算力的提升。此外，异构芯片如 RISC－V 架构芯片的产生，也为 AI 芯片的算力提升提供了硬件支持。

在导航与避障领域，通过机器学习和深度学习算法，AI可以帮助机器人识别周围环境并进行实时导航，同时避免与其他物体碰撞。并且利用AI技术，机器人可以实现对目标物体的精确识别、定位和跟踪，提高工作效率和准确性。人机交互是机器人设计的重点方向，AI技术可以帮助机器人实现更自然、更人性化的人机交互，提高用户体验。AI 自然语言处理是人机交互的重要技术，人类获取信息的手段中 90％依靠视觉，但表达自己的方式 90％依靠语言。语言是人机交互中最自然的方式。但是自然语言处理 NLP 的难度很大，在语法、语义、文化中均存在差异，还有方言等非标准的语言产生。随着 NLP 的成熟，人类与机器的语音交互越来越便捷，也将推动机器人向更“智能化”发展。AI技术可以使机器人可以实现自主学习和适应性调整，更好地适应不同的环境和任务，并可以实现高效、精确的运动规划和控制，提高工作效率和稳定性。通过对机器人运行数据的分析，AI可以帮助预测潜在的故障，提前进行维护，降低故障率。经过AI技术学习的机器人可以识别用户的情感状态，为用户提供更好的情感反馈，提高用户满意度。也可以帮助医疗机器人实现更精确的诊断和治疗，提高医疗服务质量。家庭服务机器人在AI技术的帮助下可实现智能家居控制、日常生活协助等功能，提高人们的生活质量。

作为农业大国，我国智慧农业发展领域更需要高科技技术支撑。研制耕整地、育种育苗、播种、灌溉、植保、采摘收获、分选、巡检、挤奶等作业机器人，以及畜禽水产养殖的喂料、清污、消毒、疫病防治、环境控制、畜产品采集等机器人产品。开发专用操控系统、自主智能移动平台及作业部件，推动机器人与农田、农艺、品种相适应，实现信息在线感知、精细生产管控、无人自主作业、高效运维管理。打造丘陵山区、大田、设施园艺、畜牧水产、贮运加工等农业机器人应用场景。加快农林牧渔业基础设施和生产装备智能化改造，推动机器人与农业种植、养殖、林业、渔业生产深度融合。

机器人领域变化迅速，不断涌现出“热门领域”，商业模式不断调整，投资和退出动态也在变化。为了更好地了解这一行业格局，F-Prime Capital最近完成了对过去五年筹集资金的1,250多家机器人公司的全面分析。在得出的报告中表明自2018年以来，已有900亿美元的资金流向了机器人行业，占科技总投资的大约10%。

总之，人工智能应用到仿生机器人是一个非常有前途和发展空间的领域。通过利用人工智能技术和仿生学原理，可以实现更加智能和灵活的机器人，从而为人类带来更多的便利和创新。同时，也需要克服一些技术和伦理方面的挑战，确保人工智能应用到仿生机器人的发展是安全和可持续的。

但这还有另一面，那就是，迄今为止，大多数机器人系统的设计都牢牢记在人工智能的局限性。也就意味着大多数机器人都是为了执行简单的、可编程的任务而创建的，因为它们没有太多的空间来做任何更复杂的事情。随着人工智能每年都在突飞猛进地发展，机器人和人工智能之间的界限在未来几十年肯定会变得更加模糊。

人工智能应用到仿生机器人需要克服一些技术难题，包括更好地理解生物体的行为和机制、设计更加智能和灵活的机器人控制系统、提高机器人的感知和反应能力等。在伦理方面，人工智能应用到仿生机器人也需要考虑到机器人与人类的互动和影响。例如，如何确保机器人不会对人类造成危害、如何保护人类的隐私和权利、如何管理和控制机器人的发展等问题都需要认真考虑和解决。