人工智能时代工业机器人的发展趋势

谢永峰

摘 要：随着科学技术的进步，人工智能逐渐渗透于生产生活中，人工智能时代的来临也成为必然的发展趋势。近年来，在国家的政策支持下，我国机器人也进入了快速发展的轨道，在很多工业领域逐渐用工业机器人取代人力。工业机器人凭借其高效率，高工作强度等特点，在一定程度上提高了企业的生产效率与产品质量。人工智能时代的工业机器人将有着更加成熟的技术，更加广泛的使用。本文通过分析工业机器人的发展现状，结合人工智能时代工业机器人的技术，探析人工智能时代工业机器人的发展趋势以及在发展过程中的不足，希望为人工智能时代工业机器人的发展提供参考意见。

关键词：人工智能;工业机器人;发展趋势

中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）04-0063-02

1 工业机器人发展现状

近年来，随着科学技术的飞速发展，新的一轮的科技革命推动了工业机器人的发展。一方面，工业机器人是提高生产制造水平和社会生活的智能化程度水平的基础，另一方面，各个工业国家对工业机器人的研发和发展重视程度不断增强。所以，工业机器人的迅速发展有其存在的合理性和必要性[1]。

（1）从全球统计的数据看，工业机器人市场在不断扩大。中国作为工业生产大国，其成为了工业机器人的最大应用市场。随着经济发展水平的不断提高，在工业生产中对工业机器人的需求也在不断地增大，这也是工业机器人市场扩大的重要原因之一。同时，随着人口老龄化的进一步加剧，工业机器人将会有更大的需求，而工业机器人市场需要继续扩大。

（2）工业机器人企业快速成长。随着社会的发展趋势，各大企业也逐渐加大了对工业机器人研发的力度，一方面，传统的机器人企业在不断地发展和进步，另一方面，百度、腾讯等互聯网企业、格力等制造企业也在尝试投身于工业机器人领域。工业机器人企业的快速成长不仅加快了工业机器人的迅速迭代更新，更重要的是使得工业机器人发展体系不断完善。

（3）工业机器人技术研发取得突破。首先，工业机器人本体的设计和制造技术研发取得突破，在物流搬运、汽车等领域有着广泛的运用。其次，工业机器人的零件技术研发同样取得了突破。一方面，武汉精华等减速器企业从多方面入手加大其研发力度，从而取得了关键性的突破，另一方面，伺服生产商同时也解决了伺服电机设计、生产中的诸多问题，取得了技术性的突破。

（4）工业机器人行业规范趋于完善。为促进工业机器人市场的健康发展，我国有关部门制定了相关的条例，不断完善工业机器人的行业规范。从工业机器人生产的质量要求到售后服务，将工业机器人的行业标准进行严格的规定。

2 人工智能时代工业机器人的技术分析

工业机器人作为一种存在记忆装置以及执行装置的机器人，由于其记忆和执行功能可以完成繁复的人类劳动，从而在一定程度上替代人工。而工业机器人之所以可以完成高强度和高精度的工作，是因为工业机器人中有着复杂的技术要求[2]。

2.1 高精度减速机技术

高精度减速机是工业机器人的核心组件，其中，高精度减速机技术主要目的是帮助工业机器人实现减速。工业机器人的动力源主要是伺服电机，它可以通过自身进行调速，但是为了工业机器人可以实现工序的高精度，就需要高精度减速机的助力。工业机器人在作业时需要执行重复动作，以此形式来完成相同的工序。在工业机器人作业时加上高精度减速机可以保证作业的精度从而保证工艺的质量。除此之外，工业机器人还有另一作用，就是可以使得伺服电机在合适的速度中运转，并且可以将转速准确地降到工业机器人各个部位需要的速度，从而保证可以输出更大的力矩。

2.2 电机和高精度伺服驱动器技术

对工业机器人的控制方面，电机和高精度伺服驱动器的技术起着极其重要的作用。通过这种技术可以强化对控制系统的管理，主要是在瞬间力和功率输出两个方面。首先，快响应伺服电机技术可以有效地实现对速度的合理控制，并且恰当的运用干扰观测和前馈补偿算法。具体上说，就是为达到闭环优化的目的而建立内部预测模型。其次，工业机器人的识别功能也需要有效地发挥，而这种功能的发挥主要通过各种参数的在线优化，从而达到对参数的精准判定。但是，在这个过程中，强化参数的智能化控制也极其重要，通过实际的要求，对参数进行合理的处理。

2.3 工业机器人运动控制技术

作为工业机器人不可或缺的一部分，运动控制对工业机器人的行为有着强大的制约作用。工业机器人的运动控制技术的实现，主要有硬件和软件两个方面。一方面，硬件结构的运动系统主要包括PC总线系统和VME总线系统。但是在实际的实现中，主要采用的是PC总线系统，并且通过硬件实现方式对工业机器人的运动控制。另一方面，软件方式实现的运动控制主要在硬件结构的基础之上，在这个基础之上，通过软件控制技术来实现相应的软件控制。在运动控制的过程中，运动控制的逻辑运算主要通过软件内核来完成，而信息和数据的加载要借助于硬件。工业机器人的运动控制，通过软件和硬件结构共同作用，从而保证工业机器人运动的稳定性和快响应。

3 人工智能时代工业机器人的发展趋势

随着人工智能技术的不断发展，将各种技术融合后的工业机器人也有了全新的优化。在保持并且发展了工业机器人精度高、应用范围广的特点的同时，克服了其操作复杂、成本高昂的缺点，使得在人工智能时代的工业机器人得到了更好的发展。在未来，工业机器人将在人工智能时代发展趋势主要有以下几点：

3.1 工业机器人整体性能增强，适用范围更广

随着近些年来科学技术的快速发展，越来越多类型的工业机器人进入工业生产中，比如说搬运机器人、清洁机器人等。更加重要的是，虽然机器人的单机在不断地降低，但是其性能却在不断地改善，可以更加精确地完成高强度的工作。例如，工业机器人的机械手通过仿造人类的手臂完成物体的抓取以及搬运工作，通过自动装备的控制作用，工业机器人高效地完成重复性工作。机械手的工作将运用于多个领域，其中包括包装以及安装工作。随着人工智能的发展，工业机器人的机械手的性能在不断地提高，实现高效率、高精度的工作。人工智能时代的工业机器人，将人工智能技术运用于工业机器人中，从而提高工业机器人的整体性能，也可以为实现加大使用范围打下基础[3]。

3.2 工业机器人朝生物性和仿生性方向发展

在工作人员的工作过程中，由于人体的特殊性，很多时候很难达到工作目的，因此，工业机器人的生物性以及仿生性特点就极为重要。一方面，工业机器人的生物性和仿生性特点可以帮助人们解决无法完成的工作。比如在半导体工业中，有一项工作程序必须依靠真空工业机器人才能完成，真空机器人也就由此产生。另一方面，工业机器人的生物性和仿生性还可以代替人类在危险的工作环境中工作，以此保证工作人员的安全。比如在惡劣环境中工作的蛇形工业机器人，他们可以在无阻的环境中进行工作，以帮助人们达到工作目的。在工业机器人的发展过程中，随着人工智能技术的不断深化，机器人的生物性和仿生性会不断加强，从而更好地代替人类。

3.3 工业机器人的控制系统不断完善

工业机器人的核心就是其控制系统，在人工智能时代，工业机器人这一特点同样存在。工业机器人的记忆功能，坐标位置功能等四个功能是其控制系统的四大功能，随着科学技术的不断发展，这四大功能也在不断地优化，从而完善工业机器人的控制系统。在工业机器人控制系统的完善过程中，其中关键的变化在有封闭性转向开放式的控制系统。由于控制系统的开发性可以使得工业机器人的操作更加便捷，从而节约大量的人工培训成本。此外，工业机器人也因此网络化特征明显，逐步发展为标准化和统一化。在人工智能时代，工业机器人未来的发展趋势也将是不断完善其控制系统，从根本上解决工业机器人操作门槛高的问题[4]。

3.4 工业机器人融合配置技术不断完善

在人工智能时代，工业机器人必将走向更加智能化的道路，其主要问题在于对人类的进一步模仿。在这个问题的基础上，工业机器人融合配置技术极其关键。综合传感器融合配置技术，加快工业机器人智能化的实现。例如，对于电弧焊接的工业机器人来说，通过多种传感器的融合配置，将视觉传感器、机器传感器结合在一起，在多种传感器相互配合下协同工作，保证工作的精确度。多传感器的融合配置技术，是工业机器人发展的一个新台阶，对工业机器人的智能化有着极其重要的作用。人工智能时代的工业机器人也将会朝着这个方向，不断完善其融合配置技术。

4 人工智能时代工业机器人的发展不足

从目前来看，人工智能时代的工业机器人发展迅速，其发展趋势也比较明朗，但是也正是在这种情况下，发现其发展中的不足更为重要。

首先，工业机器人发展创新度不高。在发展趋于成熟的领域要想有所突破，就必须有所创新。但是，在这个急需创新的人工智能时代，对于工业机器人的技术研发明显创新度不够。其次，人才供应不足将成为严重的问题。随着科学技术的快速发展，人才供需不协调的问题越来越突出。其主要原因人才需求数量增长迅速，但是工业机器人领域的人才培养并不是一朝一夕的事情。一方面，工业机器人融合了计算机编程、人工智能等多种复杂的技术。另一方面，院校的理论性专业无法匹配工业机器人的技术研发需要。在人工智能时代，工业机器人的人才缺口亟待解决。再者，工业机器人的技术研发积极性不高。由于研发成本高昂等问题，在工业机器人技术研发的过程中面临支出成本过高的问题，所以对于工业机器人的技术研发积极性有待提高。

5 结语

总而言之，工业机器人是多种技术融合的产物，在提高工业生产的效率方面起着重要的作用，尤其在人工智能时代，工业机器人将会有着更令人难以想象的发展潜力。对于国家和企业来说，推进人工智能时代的工业机器人的发展将会极大地提高社会效益，因而无论是国家，还是企业，利用人工智能技术，大力投入工业机器人技术研发将会推动社会更快、更好发展。

参考文献

[1] 牛丽.人工智能时代工业机器人的发展趋势探讨[J].智库时代，2018（48）：165+168.

[2] 方晓霞.中国机器人产业：现状、问题与对策[J].发展研究，2018（10）：25-33.

[3] 柴彦玲.人工智能时代工业机器人的发展趋势[J].科技创新与应用，2018（30）：80-81.

[4] 曾宪域.浅析人工智能时代工业机器人的发展趋势[J].科技经济导刊，2018（7）：36.