研究领域及发展前景简介.docx
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2022-11-25
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研究领域及发展前景简介(程红太)
1) 新一代智能工业机器人
智能工业机器人是新一代工业机器人的发展趋势。
工业机器人诞生半个多世纪以来，各项技术逐步完善，依靠高重复定位精度，
广泛应用于以汽车制造业为代表的生产过程中，取得了显著的经济效益。然而，
传统工业机器人工作于静态、结构化、确定性的无人环境中，机械地完成重复性
作业，在空间上机器人与人相隔离、通过预先编程或示教再现控制。近十年以来，
随着信息化、全球一体化和互联网化的深入，当今制造业逐渐展现出小批量、个
性化、短周期、高品质等特征。新兴生产模式对现有工业机器人提出了更高的需
求和新的挑战。这些新的巨大需求是传统机器人技术不具备的，这种局限性制约
了工业机器人应用领域的拓宽和产业的深层发展。因此，新一代工业机器人成为
当前的研究热点。
新一代工业机器人应该是一种可融入人类生产、生活环境、与人优势互补、
合作互助，进而成为具备灵活作业能力的人类“工友型”机器人，而其中“人机
协作”是下一代工业机器人所应具备的基本特征，这主要体现在三个层面：（1）
任务融合；（2）行为融合；（3）智能融合。其中任务融合是目标，指人与机器人
相互配合共同完成一个指定任务，而达成这样的目标，需要人与机器人在行为上
一致、协调、互助，并且提升机器人智能水平，使人的智能与机器人的自主行为
能力相融合。这是一个系统化的工程，需要从以上三个方面联合创新。然而，当
前的机器人技术尚缺乏有效地的人机协作型新一代工业机器人解决方案。要想实
现上述三个方面的融合，仅仅靠增加一套视觉传感器、力传感器和一些智能控制
算法是远远不够的，需要从本体、结构、功能和感识、决策等诸多方面做出整
体优化与调整。与传统工业机器人的独占工作空间的应用模式不同，人机协作型
工业机器人需要与人分享工作空间，并共同完成同一任务。因此，如何保证人的
生命安全，如何快速“教会”工业机器人新工艺，如何与人灵活配合完成新任务，
都是需要解决的问题。概括地说，柔顺性、灵活性、智能化是“人机协作”新一
代工业机器人所应具备的必要条件。
智能工业机器人的研究即是在传统机器人的基础之上，研究对其进行智能化
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