編者按：

2022世界機器人大會主論壇群星璀璨，產(chǎn)、學(xué)、研各領(lǐng)域大咖齊聚首，共話巔峰，為機器人未來發(fā)展領(lǐng)航。

峰會現(xiàn)場，英國皇家工程院院士、南方科技大學(xué)機器人研究院院長戴建生發(fā)表了題為《新一代機器人中的人工智能和機構(gòu)智能》的演講。以下為戴建生演講內(nèi)容的整理。

我的匯報題目有五個方向，第一人工智能和智能機器人；第二國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀；第三人工智能瓶頸我們怎么樣克服；第四機構(gòu)智能，電包與科重構(gòu)；第五展望。

我現(xiàn)在講第一部分人工智能和智能機器人。1990年世界機器人聯(lián)合會定義，機器人是可編程、可重編程、可重組；第二是硬件是機器，我加上第三維是數(shù)學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)，這三維構(gòu)成了智能機器人。智能機器人定義是三要素，感覺要素、運動要素和思考要素。在實現(xiàn)直覺判斷機器人到現(xiàn)在智能機器人，智能機器人到今天為止有傳感型、交互型、自主型機器人，可進(jìn)行跟人對話，無需人的干預(yù)。

我是ROBOTICA特聘教授，把機器人分成兩個時期，2010—2035年是社會機器人發(fā)展階段，包括服務(wù)機器人、家用機器人，這時候是智能機器人。我們想看智能機器人關(guān)鍵技術(shù)，有重構(gòu)技術(shù)、多傳感信息、導(dǎo)航、定位、路徑規(guī)劃、機器人視覺、智能、人機接口，但是在科技部“十四五”規(guī)劃里面，機器人共性技術(shù)是重構(gòu)技術(shù)，這是攻關(guān)技術(shù)。怎么樣重構(gòu)、怎么樣采用變胞原理和殼重構(gòu)，怎么進(jìn)行構(gòu)態(tài)變化，這變成重構(gòu)技術(shù)。機器人發(fā)展方向，受控機器人、可訓(xùn)練機器人到感覺機器人到智能機器人人機交換、人機共享、人機共融。

第二部分國內(nèi)外現(xiàn)狀。中國人工智能企業(yè)在全球的占比非常高，2021年占了33%。國內(nèi)政策支持下人工智能實業(yè)企業(yè)不斷涌現(xiàn)，從“十四五”規(guī)劃、從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整到智能，代表性智能機器人企業(yè)從大疆到航天科技。

國外現(xiàn)狀。日本是機器人5年計劃，是人本計劃。加拿大機器人研發(fā)計劃和歐洲實現(xiàn)機器人框架計劃，歐洲科學(xué)家提出工業(yè)5.0概念，核心是協(xié)作機器人，叫cobots，現(xiàn)在協(xié)作機器人發(fā)展非?？?。機器人發(fā)展瓶頸是缺少令人矚目的應(yīng)用場景、缺少自主核心零部件、存在算力瓶頸，在這個瓶頸上大家可以看有需要適應(yīng)動態(tài)隨機變化的環(huán)境，因為現(xiàn)在是批量少、變化多，工作場景變化多，要達(dá)到一機多能、一機多用，就是一臺機器人可以各種各樣工作，在這種情況下智能機器人要人工智能和機構(gòu)智能，機構(gòu)智能是可重構(gòu)技術(shù)方面。著重講機構(gòu)智能，采取變胞和可重構(gòu)，實現(xiàn)本體智能化。

從原始人到智慧人，從我們的機器在200年發(fā)展史，四次工業(yè)革命，第一次工業(yè)革命蒸汽機到電動機到第三次工業(yè)革命到今天智能機器。在這種過程中，所有機器發(fā)展了都是定活動度和拓?fù)?，這個機器不能變結(jié)構(gòu)，變結(jié)構(gòu)是變拓?fù)浜突顒佣?，這是1998年提出step change，1999年我和中國工程院院士張啟先，翻譯確定為變胞機構(gòu)，變胞機構(gòu)實際上是Metamorphosis，是生物性名詞，變拓?fù)?、變形態(tài)、變構(gòu)建、變構(gòu)型，機器人能不能按照生物計劃不斷進(jìn)化適應(yīng)不同工作需求，變胞機構(gòu)達(dá)到了“3個E”。變胞發(fā)展史從1990年、1996年、1998年、1999年到2009年到2012年到2015年，我們開了全世界（英）每3年一次，現(xiàn)在已經(jīng)開完第五屆。變胞機構(gòu)全球熱點，在歐洲是可重構(gòu)機構(gòu)，在北美仿生折磁進(jìn)行拱抱，中國是電包機理，發(fā)電文章在法國可重構(gòu)機器人碩士學(xué)位，在意大利變抓持手，在歐盟是未來可重構(gòu)工廠項目。我們的一些工作，基于智能變胞靈巧手，從1998年提出了Mobility nn metamor變胞理論，一張紙折疊過程中把紙映射到機構(gòu)，這變成新結(jié)構(gòu)，新結(jié)構(gòu)可以用來作為機器人結(jié)構(gòu)。  大寰機器人深圳2016年創(chuàng)立的，他們采用機理在不同夾抓進(jìn)行示演，所以出現(xiàn)兩指、三指、多指夾抓。

下面快速講一下機構(gòu)智能和連續(xù)體機器人與抓捕機構(gòu)。我們在IGRR發(fā)表文章，新型變剛度連續(xù)體機器人設(shè)計方法，首次揭示了幾何約束下連續(xù)體機器人本體機構(gòu)多重彎曲機理，并且提出基于智能材料的剛度調(diào)控方法。這是基于旋量理論，軟梯驅(qū)動器建模方法，通過虛擬串聯(lián)機器人末端運動軌跡擬合，提出了彈性運動學(xué)的建模方式。我們可以看基于數(shù)據(jù)驅(qū)動連續(xù)體機器人，位形同步控制，這也是和康教授一起研究提出了高魯班性、高效率連續(xù)體機器人控制，這種達(dá)到了機構(gòu)智能。從數(shù)據(jù)到機構(gòu)智能，隨著機構(gòu)智能有雙向柔順驅(qū)動機構(gòu)，尤其是達(dá)到模塊化、可重構(gòu)、靈巧手，適用于新一代宇航員的測試。

我們研究了防?？嘤|須變構(gòu)機器人，在機構(gòu)怎么樣進(jìn)行邊構(gòu)，進(jìn)行抓捕。機構(gòu)智能怎么樣和可重構(gòu)傳感與融通人機交互，這是南科大王教授，我同事研究可重構(gòu)抓持傳感與人機交互，進(jìn)行驅(qū)動機理、設(shè)計理論機器人應(yīng)用，上位體變成了變胞機構(gòu)的柔性、控制和抓持。人機共融，包括可傳感、可重構(gòu)、傳感與人機交互，包括接觸感知和非接觸感知，在關(guān)節(jié)力的檢測與測算和柔順驅(qū)動關(guān)節(jié)、視覺與器官雷達(dá)進(jìn)行重合。尤其在可重構(gòu)機構(gòu)，我們看智能機構(gòu)是怎么發(fā)展成大數(shù)據(jù)，從機構(gòu)智能到傳感一起完成智能機構(gòu)。

在智能機構(gòu)方面怎么進(jìn)行測試，通過人工市場避障，機器人末端怎么樣進(jìn)行速度變更。包括動態(tài)避障和可重構(gòu)傳感拖動。下面更有趣的是我?guī)ьI(lǐng)團(tuán)隊把機構(gòu)智能和軟關(guān)節(jié)機器人進(jìn)行交互，采用可變阻抗進(jìn)行控制。大家看這是建筑機器人，怎么樣可變阻抗？實現(xiàn)不同建筑在墻上面進(jìn)行抹平。軟關(guān)節(jié)機器人怎么進(jìn)行交互，特別是在軟關(guān)節(jié)上面交互。

下面講浮動底座動力學(xué)和可變阻抗控制，大家看這個恢復(fù)怎么不行，這是我原來的學(xué)生，他關(guān)于怎么控制，人形機器人走路。我們有整體控制器，從整體控制形式，控制智能和機構(gòu)智能兩個結(jié)合成為超大腦智能機器人，就可以完成我們所需要的不同任務(wù)。

智能機器人前景與展望。智能機器人發(fā)展前景是非常好，特別是在國家政策引導(dǎo)下，在老齡化的情況下，各地優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)升級方面，智能機器人核心技術(shù)突破情況下，未來發(fā)展三大趨勢是軟硬融合、虛實融合、人機融合，在這些融合里面我們需要智能機構(gòu)、可重構(gòu)技術(shù)?，F(xiàn)在的智能技術(shù)發(fā)展趨勢，我們可以看到可重構(gòu)機構(gòu)廣義分叉到一體化設(shè)計到約束到機構(gòu)魯棒性和智能機構(gòu)。在力流演變規(guī)律方面，我們可以看這篇文章，在下面。在機構(gòu)智能技術(shù)方面，可以看理論難點和應(yīng)用難點。

—— 戴建生