淺談人工智能時代工業機器人的發展新趨勢

摘 要：隨著科技和經濟的發展，人工智能時代勢不可擋，工業生產模式發生了巨大的變化，工業機器人得到推廣和應用，逐漸取代人類完成一些工作。工業機器人具有精度高、速度快、工作強度高等優點，應用在企業中提高了企業的生產效率、提高了工作人員的安全性、并且降低人力物力成本。工業機器人應用到現在制造業已經是大勢所趨，未來會逐漸推廣普及。本文通過對人工智能時代工業機器人的技術分析以及特點進行闡述，探討了工業機器人發展的新趨勢，為工業智能制造提供了支撐。

關鍵詞：人工智能;工業機器人;發展;新趨勢

隨著人工智能時代的到來，互聯網技術取得飛速的發展，以大數據為核心，為工業機器人的發展提供新的技術支持，工業機器人產品的性能得到很大的提升，有了新的發展趨勢。工業機器人朝著操作更加簡單、精準度更高、滿足不同領域應用、更加智能化的方向發展，并且投入成本更低。工業機器人的出現，可以代替人類在工廠中完成焊接、搬運、產品檢測等工作，緩解人工勞動強度，提高生產效率和產品的質量，節約人力成本。本文就人工智能時代工業機器人的發展新趨勢進行探討研究。

1、人工智能概述

隨著計算機技術的發展，人工智能技術也迅速發展。人工智能是一門新的技術，和計算機聯系密切，主要是通過計算機來模擬人類的思維過程和智能行為的學科。人工智能是計算機學科的一個分組，同時又是一門交叉的學科，包括數學、神經學、控制學、心理學、社會學等學科。人工智能以人類的行為為研究對象，模擬人類的邏輯推理、分析、判斷以及思考等工作。隨著多年的研究發展，人工智能技術的應用已經逐漸給世界帶來改變，推動著全球高新技術的發展，改變著人類的生活方式。人工智能技術應用到生產中，可以提高生產效率、降低人力物力等成本，提高生產的精密度，和工業機器人相結合，將為人力生活方式和企業生產方式帶來巨大的改變。

2、工業機器人的構成和類型

工業機器人是是機器人的一種，主要是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器裝置，它可以自動執行工作，靠自身的動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。工業機器人可以接受人類的指揮，也可以按照預先編好程序控制機器人工作，現代工業機器人和人工智能技術聯系密切。工業機器人的構成主要包括：本體、驅動、控制三個部分。工業機器人的功能主要有兩大方面，一種機器人模仿人類的手、手臂，主要在工廠中代替人工完成一些流水線的工作;另一種機器人比較智能化，具有仿生學的特征，具有更高的自由度。工業機器人具有價格較低、方便維修的優點，在工廠的應用越來越普及[1]。

3、人工智能時代工業機器人的技術分析

為了和人工智能時代相適應，未來的工業機器人需要具有更高的靈敏性和靈活性，從而滿足不同客戶的需求。工業機器人在滿足基本操作的條件下，還需要和其他智能設備相連接，實現信息網絡的共享，同時利用人工智能算法、云計算和大數據來學習。同時還需要一個簡單、安全、友好的人機界面，并且具有可以自己移動的功能。根據相關數據調查結果，全球機器人市場增長非常快，到2020會大幅度增長，其中工業機器人和服務機器人 增長最快，為了的工業機器人發展趨勢就是更智能并且可以和人協作、互動[2]。

3.1減速機的精度要求更高

減速機是工業機器人的關鍵性結構組成，技術要求比較多。第一，為了保證機器人運行的高精度，對減速機的材料成型控制技術要求比較高，特別是對減速齒輪的耐磨性和剛性要求比較高。同時，還要對金相組織、材料化學元素以及各種元素含量進行一個科學的控制。第二，重視加工技術。根據減速器零件的加工尺寸來確定非標特殊軸承的間隙標準，對工人的技術水平要求更高。

3.2把電機和高精度伺服驅動器作為核心，對工業機器人實現全方位控制

電機和高精度伺服驅動器在工業機器人的控制中起著核心的作用，對控制系統管理更加完善，提高瞬間力、功率輸出的標準要求。第一，快響應伺服控制技術可以實現對電流環、速度環和位置環的控制，采取自動控制系統中的干擾觀測法和前饋補償法來實現對閉環控制系統的優化控制。第二，運用在線參數自整定技術，在線優化PID參數，提高機器人的識別功能。第三，運用在線慣量辨識算法判斷伺服驅動器的實際工作情況，根據實際工廠的要求，合理調整參數。

3.3以實時性為要求，強化控制操作系統的穩定性與精確性

目前，機器人運動控制主要是定制的方式，工業機器人的運動學控制對機器人系統實時性要求比較高，這就需要個操作系統相配合，實現數據準確、穩定、實時的傳輸，提高機器人在工廠的產業化發展。

4、人工智能時代工業機器人的發展新趨勢

當今工業機器人的發展，朝著更智能化的方向發展，具體體現在，具有行走能力、感知能力、對工作環境的適應能力。工業機器人的發展新趨勢主要體現在以下幾個方面：

4.1工業機器人控制系統更加完善，操作更加便捷

工業機器人內部的核心構成是控制系統，控制機器人的示教、記憶和通信連接。隨著計算機技術的不斷發展，機器人控制系統的水平不斷提高，由傳統的封閉式變為開放式 ，使工業機器人控制系統逐漸有一個統一的標準。同時，工業機器人的操作也變得更加便捷，只需要操作人員進行簡單的學習就可以對機器人進行操作，不需要投入大量的人力物力進行培訓，使得對機器人的維護和管理也變得更方便。

4.2工業機器人整體性能不斷增強，使用范圍更廣

機器人的應用領域越來越廣，工廠中焊接機器人、醫院中醫用機器人、餐廳中服務機器人、家庭中娛樂機器人、掃地機器人等，機器人的應用越來越普及，智能化程度越來越高。隨著技術水平的提高，機器人的成本逐漸下降，但是性能卻越來越高，功能越來越強大。比如，工業制造業、包裝業中機器人的機械手，模仿人類的手和手臂，可以在準備而迅速的

完成抓取和搬運的工作，實現工廠的自動化同，同時，機器人可以在一定時間內不停的重復同一個工作，這也是工業機器人的優勢。工業機器人和仿真軟件相結合，建立模型，仿真模擬真實的場景，不斷調試，增強工廠的智能化和自動化水平，提高機器人的整體性能和可靠性，應用范圍更廣。

4.3工業機器人朝著生物性和仿生性的方向發展

一些工業生產環境條件惡劣，不適合人長時間工作，甚至會對工作人員的身體健康不利，造成一些操作無法完成，這也是工業機器人可以在工業中得到推廣的一個主要原因之一。

比如，變電站的自動巡檢機器人，可以代替工作人員完成巡檢工作，不僅可以在惡劣天氣下工作，還可以完成一些復雜危險的巡檢工作，并且對檢測結果進行判斷，從而避免人工依靠經驗而誤判造成損失，大大提高了檢測的準確性和安全性，提高了檢測的效率。另外，在水下操作中的蛇形機器人、仿生魚機器人等，都設計外形比較逼真，受到許多關注。在工業機器人的發展中，生物性和仿生性是備受關注的一個特性，并且也得到了穩定的發展，可以實現對人類行為的模仿或者代替，成為新時代工業機器人的一個發展趨勢[3]。

4.4工業機器人融合傳感器技術，具有人類的思維和神經

人工智能時代的工業機器人更具有智能化，除了可以模仿人類的動作外，還具有更高層次的模仿，具有人類的思維和神經。傳感器的出現，實現不同功能的傳感器和工業機器人相融合，使工業機器人實現視覺、聽覺、觸覺等不同功能，使工業機器人更智能化。例如，變電站中自動巡檢機器人，采用多傳感器融合的技術，內部搭載視覺傳感器、超聲波傳感器、速度傳感器、溫度傳感器，在視覺傳感器的配合下，機器人可以判斷設備是否存在漏油、裂痕、異常聲響等信息;在超聲波傳感器配合下，機器人可以判斷離障礙物的距離信息;在速度傳感器作用下，機器人可以判斷左右輪的速度，從而實現轉彎;在溫度傳感器配合下，機器人可以判斷設備溫度是否過高。 另外，遠距離遙控機器人是傳感器技術發展的一個新的標識，在機器人未來發展中，不斷優化和提升，會得到推廣和英語。

5、我國工業機器人發展中存在不足

我國工業機器人發展迅速，但是仍有一點不足之處。首先，我國工業機器人起步比較晚，但是發展迅速，資金投入有點欠缺，正處于不斷摸索前進的階段。其次，我國的生產技術仍然需要提高，關鍵零部件技術研發能力相對薄弱，工業機器人內部許多關鍵零部件需要進口，這就增加了成本，并且不利于研發的積極性提高。最后，我國對工業機器人的研發和資金投入還沒有達到一定的規模，沒有達到標準化的生產，短時間內推廣和應用還有一定的阻力。

6、結束語

工業機器人是多門學科相互融合的情況下產生的，對工業發展有很重要的作用，不僅給現在一些工廠出現招工難的情況解決了難題，而且大大提高企業生產效率，節約生產成本。隨著科技和經濟的發展，人工智能時代的到來，工業機器人生產成本逐漸降低，性能逐漸提高，仿生學工業機器人的應用逐漸提高，工業機器人有了新的發展趨勢，更智能化，同時推進工廠的自動化水平提高和智能化水平提高。隨著工業機器人的應用越來越廣，在人工智能時代定可以創造更大的價值。

參考文獻：

[1]牛麗.人工智能時代工業機器人的發展趨勢探討[J].智庫時代，2018（48）：165+168.

[2]柴彥玲.人工智能時代工業機器人的發展趨勢[J].科技創新與應用，2018（30）：80-81.

[3]石征，吳難.淺析人工智能背景下機器人的發展前景和趨勢[J].企業科技與發展，2018（06）：84-85.

作者簡介：

楊惠（1989—），女，漢族，河南省三門峽市人，助教，碩士研究生，三門峽職業技術學院，研究方向：智能控制。