未來機器人發(fā)展的重要趨勢之一:以柔克剛
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機氣林電商有話說:
近年來,在自動化需求的強勁帶動下,全球掀起了一股機器人發(fā)展的熱潮,形形色色、各具功能的機器人產(chǎn)品,開始頻繁出現(xiàn)在我們的視野之中。但不管是工業(yè)級的搬運、分揀、切割等機器人,還是消費級的掃地、醫(yī)療、教育等機器人,它們普遍透露出冰冷和僵硬的感覺,“鋼鐵戰(zhàn)士”的形象不僅拉遠了與人的距離,還在一定程度上限制了自身的應用。
在這樣的背景下,“柔性機器人”概念開始逐漸被提出。通過柔軟材料的利用,驅動方式的創(chuàng)新,人們希望機器人能夠擁有更好的環(huán)境適應性、安全性以及人機互動能力,以此在先進制造業(yè)中可以發(fā)揮出更大的價值。
柔性機器人你了解嗎?
毫無疑問,柔性機器人作為一種新型產(chǎn)品,充滿了科學家式的浪漫,但這卻不是科學家們“柏拉圖式”的空想。從2015年開始,伴隨著我國科學家成功論證液態(tài)金屬柔性機器人的可能性之后,柔性機器人便已經(jīng)實現(xiàn)了理論與技術的突破,后續(xù)相關成果也越來越多的出現(xiàn)在我們面前。
而從逐漸面世的產(chǎn)品中,我們也對柔性機器人有了更清晰的認識。簡單來說,柔性機器人需要具備材料的柔軟性、優(yōu)良的環(huán)境適應性、超強的安全性,以及良好的人機互動性,需要破除傳統(tǒng)機器人關節(jié)的僵硬和材料的剛強,朝著更輕、更軟、更協(xié)調(diào)、更自主的方向發(fā)展。
目前,柔性機器人被主要分為了兩類,一種是工業(yè)柔性機器人,還有一種是生物柔性機器人,它們因為領域應用的不同,其定義也相去甚遠。其中工業(yè)柔性機器人是從制造業(yè)的角度定義的,專指運用機器視覺的六軸以上工業(yè)機器人,而生物柔性機器人則是從生物學角度來講的,主要指模擬生物柔性與靈活性創(chuàng)造的仿生機器人。
現(xiàn)有的柔性機器人雖然有著諸多優(yōu)點,但由于大多處于實驗室階段,不少的產(chǎn)品還是半成品。比如有的產(chǎn)品在材料上仍在使用剛性材料,有的產(chǎn)品只是多個硬質(zhì)單元組成的簡單結構,有的產(chǎn)品在外表柔軟性和連接平滑性上還存在諸多不足等等??偠灾嵝詸C器人當前只是提供了一個行業(yè)發(fā)展的價值方向,未來還有一很長段道路需要走。
其行業(yè)發(fā)展難點為何?
那么,對于柔性機器人的行業(yè)發(fā)展來說,其本身的難點究竟是什么呢?針對這個問題,我們還需要從工業(yè)柔性機器人與生物柔性機器人兩個不同的角度來分析。
從工業(yè)柔性機器人來看,首要的技術難點可能是材料。因為要保障工業(yè)機器人的柔性化作業(yè),打破人機關系間的“工業(yè)圍欄”,促進人機交互的安全、順暢進行,傳統(tǒng)的剛性連接器和外殼就無法繼續(xù)使用,通過3D打印等方式尋找新材料或是首要任務。
而從生物柔性機器人來看,驅動可能是主要難點,其次還有材料。仿生機器人主要模仿的不只是生物外形,還有材質(zhì)、結構和運動方式,這既需要利用一些特殊材料來打造皮膚、肌肉等構造,也需要新的驅動方式來讓這些材料運動起來,相比于工業(yè)柔性機器人來說,其需要面對的難點更多更大。
但不管對于何種柔性機器人分類來說,對于新材料的研發(fā)探索都是必不可少的,可以說柔軟的材料就是機器人柔性化實現(xiàn)的基礎,未來能否在材料的尋找上取得突破,將決定著柔性機器人的發(fā)展能否走向成熟。
兩大場景的應用潛力
當前,對于柔性機器人的商業(yè)應用來說,主要集中在兩大領域,即工業(yè)和醫(yī)療。其中,醫(yī)療領域是柔性機器人典型性和商業(yè)度較高的應用領域,潛力空間估值接近75億美元。
醫(yī)療機器人的柔性化運用可以分為手術、康復、護理、救援、轉運等多個環(huán)節(jié),以手術機器人的臨床性和產(chǎn)業(yè)化程度為佳。而達芬奇手術機器人代表了柔性機器人在該領域的一定水平,其三個關鍵核心技術:可自由運動的手臂腕部 、3D 高清影像技術、主控臺的人機交互設計,分別對應了柔性機器的機器感知、機器行動和人機交互。
業(yè)內(nèi)專業(yè)人士預測,柔性化的手術機器人在國內(nèi)潛在市場空間約為136億元/年,考慮潛在購買方需求數(shù)量以及適應癥市場規(guī)模兩方面因素,中性估算未來國內(nèi)手術機器人規(guī)模將達到75億元/年。柔性機器人在醫(yī)療領域的發(fā)展空間十分巨大。
而對于工業(yè)領域的柔性機器人應用來說,隨著近年來協(xié)作機器人的大火,在機器視覺等技術的加持之下,其在工業(yè)上的作用將越來越為人所關注,未來市場需求只會與日俱增。以當前國內(nèi)工業(yè)機器人的迅猛發(fā)展之勢,柔性機器人的工業(yè)化應用相對于醫(yī)療來說也將不遑多讓。
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