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                                    未來機器人發展的重要趨勢之一:以柔克剛

                                    放大字體  縮小字體 發布日期:2019-02-27
                                    核心提示:通過柔軟材料的利用,驅動方式的創新,人們希望機器人能夠擁有更好的環境適應性、安全性以及人機互動能力,以此在先進制造業中可以發揮出更大的價值。
                                         近年來,在自動化需求的強勁帶動下,全球掀起了一股機器人發展的熱潮,形形色色、各具功能的機器人產品,開始頻繁出現在我們的視野之中。但不管是工業級的搬運、分揀、切割等機器人,還是消費級的掃地、醫療、教育等機器人,它們普遍透露出冰冷和僵硬的感覺,“鋼鐵戰士”的形象不僅拉遠了與人的距離,還在一定程度上限制了自身的應用。
                                     
                                      在這樣的背景下,“柔性機器人”概念開始逐漸被提出。通過柔軟材料的利用,驅動方式的創新,人們希望機器人能夠擁有更好的環境適應性、安全性以及人機互動能力,以此在先進制造業中可以發揮出更大的價值。
                                     
                                      柔性機器人你了解嗎?
                                     
                                      毫無疑問,柔性機器人作為一種新型產品,充滿了科學家式的浪漫,但這卻不是科學家們“柏拉圖式”的空想。從2015年開始,伴隨著我國科學家成功論證液態金屬柔性機器人的可能性之后,柔性機器人便已經實現了理論與技術的突破,后續相關成果也越來越多的出現在我們面前。
                                     
                                      而從逐漸面世的產品中,我們也對柔性機器人有了更清晰的認識。簡單來說,柔性機器人需要具備材料的柔軟性、優良的環境適應性、超強的安全性,以及良好的人機互動性,需要破除傳統機器人關節的僵硬和材料的剛強,朝著更輕、更軟、更協調、更自主的方向發展。
                                     
                                      目前,柔性機器人被主要分為了兩類,一種是工業柔性機器人,還有一種是生物柔性機器人,它們因為領域應用的不同,其定義也相去甚遠。其中工業柔性機器人是從制造業的角度定義的,專指運用機器視覺的六軸以上工業機器人,而生物柔性機器人則是從生物學角度來講的,主要指模擬生物柔性與靈活性創造的仿生機器人。
                                     
                                      現有的柔性機器人雖然有著諸多優點,但由于大多處于實驗室階段,不少的產品還是半成品。比如有的產品在材料上仍在使用剛性材料,有的產品只是多個硬質單元組成的簡單結構,有的產品在外表柔軟性和連接平滑性上還存在諸多不足等等。總而言之,柔性機器人當前只是提供了一個行業發展的價值方向,未來還有一很長段道路需要走。
                                     
                                      其行業發展難點為何?
                                     
                                      那么,對于柔性機器人的行業發展來說,其本身的難點究竟是什么呢?針對這個問題,我們還需要從工業柔性機器人與生物柔性機器人兩個不同的角度來分析。
                                     
                                      從工業柔性機器人來看,首要的技術難點可能是材料。因為要保障工業機器人的柔性化作業,打破人機關系間的“工業圍欄”,促進人機交互的安全、順暢進行,傳統的剛性連接器和外殼就無法繼續使用,通過3D打印等方式尋找新材料或是首要任務。
                                     
                                      而從生物柔性機器人來看,驅動可能是主要難點,其次還有材料。仿生機器人主要模仿的不只是生物外形,還有材質、結構和運動方式,這既需要利用一些特殊材料來打造皮膚、肌肉等構造,也需要新的驅動方式來讓這些材料運動起來,相比于工業柔性機器人來說,其需要面對的難點更多更大。
                                     
                                      但不管對于何種柔性機器人分類來說,對于新材料的研發探索都是必不可少的,可以說柔軟的材料就是機器人柔性化實現的基礎,未來能否在材料的尋找上取得突破,將決定著柔性機器人的發展能否走向成熟。
                                     
                                      兩大場景的應用潛力
                                     
                                      當前,對于柔性機器人的商業應用來說,主要集中在兩大領域,即工業和醫療。其中,醫療領域是柔性機器人典型性和商業度較高的應用領域,潛力空間估值接近75億美元。
                                     
                                      醫療機器人的柔性化運用可以分為手術、康復、護理、救援、轉運等多個環節,以手術機器人的臨床性和產業化程度為佳。而達芬奇手術機器人代表了柔性機器人在該領域的一定水平,其三個關鍵核心技術:可自由運動的手臂腕部 、3D 高清影像技術、主控臺的人機交互設計,分別對應了柔性機器的機器感知、機器行動和人機交互。
                                     
                                      業內專業人士預測,柔性化的手術機器人在國內潛在市場空間約為136億元/年,考慮潛在購買方需求數量以及適應癥市場規模兩方面因素,中性估算未來國內手術機器人規模將達到75億元/年。柔性機器人在醫療領域的發展空間十分巨大。
                                     
                                      而對于工業領域的柔性機器人應用來說,隨著近年來協作機器人的大火,在機器視覺等技術的加持之下,其在工業上的作用將越來越為人所關注,未來市場需求只會與日俱增。以當前國內工業機器人的迅猛發展之勢,柔性機器人的工業化應用相對于醫療來說也將不遑多讓。
                                     
                                     
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