《中国人工智能学会通讯》——5.11 移动操作机器人与智能制造

5.11 移动操作机器人与智能制造

智 能 制 造 系 统（Intelligent ManufacturingSystem）是由智能机器和人类专家共同组成的人机系统，高度柔性和集成制造流程，对制造过程进行分析、判断、推理、构思和决策，减少人为干预制造过程导致的低效率和不稳定，同时收集、存储、完善、共享、继承和挖掘人类专家的制造知识。中国制造 2025 规划确定的 10 个具体的智能制造重点领域有新一代信息技术、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械、农业机械装备，其中机器人是最受关注的领域之一。由于移动操作（工业）机器人具备了移动性和操作性，因而被认为是未来智能制造中机器人存在的重要形态之一。为此，欧洲的 KUKA 公司率先发力，为智能制造领域定制移动操作机器人系统[17] 。图 5 展示了移动操作机器人担当了制造流程中的物流环节，从中可以看到机器人不仅需要能够与货物衔接，还需要能够与工人互动。

智能移动操作机器人的研究方向虽然也是围绕移动和操作展开，但针对智能制造的要求需要有所侧重。如机器人能力只在某些特定的应用场景上超出人类，如大规模制造。但是在灵巧操作和感知能力方面机器人远不及人类。因此，我们必须考虑在哪些场景下使用机器人才能扬长避短。自然的，我们发现目前移动操作机器人主要还是在后勤保障方面（kuka 智能制造），如配料及搬运。它的远景 目标是围绕后勤保障方面的服务性质的人类协助以及非盈利性质的设备检修和清理。从更长远的目标来看，待各子系统逐步完善，移动操作机器人需要能够从事更加复杂的工业生产任务。因此，试用制造业的移动操作机器人主要围绕提高其性能展开：操作性（Manipulation）和灵巧性（Dexterity）、协 作 性（Human-robot Collaboration） 和 安 全性（Safety）、 易 用 性（Usability） 和 可 重 构 性（Configuration）。