隨著5G的正式商用，技術(shù)高速率、低延遲、高容量的特點(diǎn)使其在數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)、處理中擁有突出優(yōu)勢(shì)，5G技術(shù)突破了傳統(tǒng)通信技術(shù)人與人之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信模式，大量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和工業(yè)設(shè)備成為新的聯(lián)網(wǎng)終端，成為首個(gè)為各類傳感器、機(jī)器人、自動(dòng)駕駛車輛、虛擬現(xiàn)實(shí)等智能設(shè)備服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，包括從零售到教育，從交通運(yùn)輸?shù)竭h(yuǎn)程醫(yī)療，從基礎(chǔ)設(shè)施到工業(yè)制造……它正在重新定義信息技術(shù)相關(guān)行業(yè)，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新生態(tài)正在加速形成。
5G助推機(jī)器人行業(yè)加速
5G技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)正在引發(fā)新的技術(shù)革命，它與人工智能、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)構(gòu)成新的基礎(chǔ)設(shè)施，用于收集和處理海量連接產(chǎn)生的龐大數(shù)據(jù)資源。在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建了強(qiáng)有力的平臺(tái)之后，將會(huì)產(chǎn)生新的海量數(shù)據(jù)，工業(yè)機(jī)器人維修，通過(guò)強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)基建，更多的環(huán)境數(shù)據(jù)、政府及企業(yè)的運(yùn)營(yíng)管理數(shù)據(jù)、個(gè)人及家庭活動(dòng)數(shù)據(jù)將得以發(fā)掘和輸入，為大數(shù)據(jù)的發(fā)展提供豐富原料，而在過(guò)程中，自動(dòng)化環(huán)節(jié)及程序?qū)⒈淮罅?strong>應(yīng)用，依托于5G技術(shù)的探索與應(yīng)用，機(jī)器人正在成為最先爆發(fā)的行業(yè)之一。
機(jī)器人是20世紀(jì)自動(dòng)控制領(lǐng)域最顯著的成就之一。目前，全世界有近千萬(wàn)臺(tái)機(jī)器人在不斷運(yùn)行，且每年機(jī)器人的銷售仍然保持20%以上的增長(zhǎng)率。隨著機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域和需求范圍的不斷擴(kuò)大，機(jī)器人已從傳統(tǒng)的制造業(yè)進(jìn)入人類的工作和生活領(lǐng)域，并在結(jié)構(gòu)和形態(tài)的發(fā)展中呈現(xiàn)多樣化，機(jī)器人系統(tǒng)逐步向具有更高智能和更密切與人類社會(huì)融洽的方向發(fā)展。
智能機(jī)器人的出現(xiàn)意味著機(jī)器人在人機(jī)互動(dòng)方式的改善、數(shù)據(jù)獲取與處理能力兩大技術(shù)中的突破，而5G技術(shù)、大數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)、智能材料、仿生、微納、3D 打印、柔性多體動(dòng)力學(xué)、傳感與控制技術(shù)等的快速發(fā)展，將進(jìn)一步加速以合作、融合為特征的新一代智能機(jī)器人的發(fā)展。
目前，全球整體機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè)，2025 年機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到670億美元。其中，商業(yè)市場(chǎng)增長(zhǎng)幅度22.8%，消費(fèi)市場(chǎng)的增長(zhǎng)幅度23%，同時(shí)當(dāng)前的全球機(jī)器人市場(chǎng)也正在經(jīng)歷發(fā)展方向的轉(zhuǎn)移，由當(dāng)前以工業(yè)機(jī)器人為主逐漸轉(zhuǎn)向以服務(wù)機(jī)器人為主。
與此同時(shí)，中國(guó)是全球機(jī)器人需求量、使用量最大的國(guó)家，工業(yè)機(jī)器人維修，到2020年，中國(guó)是機(jī)器人數(shù)量預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)到95萬(wàn)臺(tái)，超過(guò)歐洲的61萬(wàn)臺(tái)。同時(shí)在智能機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展方面，目前我國(guó)機(jī)器人的研究有的方面已達(dá)到世界先進(jìn)水平，但與先進(jìn)的國(guó)家相比總體上仍有差距。其中，機(jī)器人與人工智能的發(fā)展休戚與共，如：機(jī)器翻譯、智能控制、專家系統(tǒng)及語(yǔ)言和圖像理解不僅是人工智能需要研究的重點(diǎn)，同時(shí)也是智能機(jī)器人得以實(shí)現(xiàn)的前提。人工智能將人的智能賦予給其他工具，而機(jī)器人則為這樣的智能化提供了容器與載體。
這些技術(shù)包括：
l 感知與學(xué)習(xí)（ Perception and Learning）
“感知”是對(duì)周圍動(dòng)態(tài)環(huán)境的意識(shí)，機(jī)器人的感知通常需要借助各種傳感器的幫助來(lái)代替人類的感覺(jué)，如視覺(jué)、觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)以及動(dòng)感等。感知技術(shù)與智能機(jī)器人的地圖構(gòu)建、運(yùn)動(dòng)等功能實(shí)現(xiàn)都息息相關(guān)，通過(guò)感知技術(shù)最終達(dá)到機(jī)器人能夠與人類友好共存。“學(xué)習(xí)”行為則是從感知向認(rèn)知的跨越，機(jī)器人的學(xué)習(xí)將允許機(jī)器人通過(guò)學(xué)習(xí)算法獲取新技能或適應(yīng)其環(huán)境的技術(shù)，包括運(yùn)動(dòng)技能、交互技能以及語(yǔ)言技能等；
l 規(guī)劃與決策（ Planning and Decision）
這兩項(xiàng)要素是決定機(jī)器人在無(wú)人操控的狀態(tài)下通過(guò)算法得出滿足特定約束條件的最優(yōu)決策能否成功的關(guān)鍵。最常見(jiàn)于無(wú)人駕駛汽車的導(dǎo)航、自主飛行器或航海探測(cè)器的線路規(guī)劃等問(wèn)題，同時(shí)，還可以應(yīng)用在人形機(jī)器人、移動(dòng)操作平臺(tái)甚至多機(jī)器人系統(tǒng)等處，在數(shù)字動(dòng)畫(huà)角色模擬、人工智能電子游戲、建筑設(shè)計(jì)、機(jī)器人手術(shù)以及生物分子研究中都能夠發(fā)揮作用。目前，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃與決策主要依靠應(yīng)用算法，理論包括人工勢(shì)場(chǎng)法等；
l 動(dòng)力學(xué)與控制（ Dynamics and Control）
機(jī)器人動(dòng)力學(xué)是對(duì)機(jī)器人結(jié)構(gòu)的力和運(yùn)動(dòng)之間關(guān)系與平衡進(jìn)行的研究，主要通過(guò)分析機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)特性來(lái)建造模型、研究算法以決定機(jī)器人處理對(duì)物體的動(dòng)態(tài)響應(yīng)方式。而機(jī)器人控制技術(shù)，指的是為使機(jī)器人完成各種任務(wù)和動(dòng)作所執(zhí)行的各種控制手段，既包括各種硬件系統(tǒng)，又包括各種軟件系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力大大提高且成本不斷下降，計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制方案/控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已越來(lái)越重要，并成為提高機(jī)器人性能的關(guān)鍵因素；
l 人機(jī)交互（ Interaction ）
人機(jī)交互是開(kāi)發(fā)合適的算法并指導(dǎo)機(jī)器人設(shè)計(jì)，以使人與機(jī)器人之間更自然、高效地共處。隨著高速處理芯片、多媒體技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展與普及，這一技術(shù)關(guān)注的重點(diǎn)也由計(jì)算機(jī)的反饋轉(zhuǎn)向以人為中心。經(jīng)過(guò)基本交互、圖形式交互、語(yǔ)音式交互和感應(yīng)式交互（體感交互）4個(gè)階段，未來(lái)，交互方式將成為先前各種技術(shù)的結(jié)合，包括即時(shí)動(dòng)態(tài)捕捉、圖像識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、VR等技術(shù)，最終衍生出多樣化的交互形式，而機(jī)器人有望在未來(lái)成為體感交互的載體。
機(jī)器人的應(yīng)用落地
近年來(lái)，機(jī)器人行業(yè)發(fā)展迅速并已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域尤其是工業(yè)領(lǐng)域，據(jù)IFR（國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)）的數(shù)據(jù)及預(yù)測(cè)，全球范圍內(nèi)工業(yè)機(jī)器人在未來(lái)3年將持續(xù)保持15%以上的增長(zhǎng)，機(jī)器人維修，而中國(guó)的增速相對(duì)更高，平均增速在20-25%之間。
以物流機(jī)器人為例，作為工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)應(yīng)用細(xì)分，這類機(jī)器人主要應(yīng)用于流通環(huán)節(jié)，從電商發(fā)展之前的基本空白，至如今主流電商倉(cāng)庫(kù)基本實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化乃至全自動(dòng)化，數(shù)十年間物流機(jī)器人支持的自動(dòng)化系統(tǒng)也正從電商向非電商領(lǐng)域延伸。如，在倉(cāng)庫(kù)作業(yè)場(chǎng)景中， AGV（自動(dòng)引導(dǎo)運(yùn)輸車）是認(rèn)知度最高、最為常見(jiàn)的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)機(jī)器人，各類基于AGV小車的衍生產(chǎn)品：叉車AGV、搬運(yùn)AGV、托盤(pán)AGV、翻蓋AGV（分揀AGV）等，承包了倉(cāng)庫(kù)內(nèi)與物品移動(dòng)相關(guān)的各類作業(yè)場(chǎng)景。除了AGV，還有基于高密存儲(chǔ)貨架的穿梭車、各類協(xié)作機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人，也在不同的場(chǎng)景發(fā)揮著重要作用……程序化、智能化的機(jī)器人系統(tǒng)為物流作業(yè)帶來(lái)了顯著的效益提升。
除了工業(yè)領(lǐng)域，智能機(jī)器人在其他領(lǐng)域的存在感同樣強(qiáng)烈。