無(wú)人駕駛,掃地,下圍棋……從特斯拉的Autopilot到谷歌的阿爾法Go,如今,新一輪的機(jī)器人熱潮似乎已經(jīng)撲面而來(lái)。而在國(guó)內(nèi),眾多機(jī)器人生產(chǎn)制造相關(guān)企業(yè)發(fā)展迅猛,產(chǎn)業(yè)格局初步形成。11月16日,機(jī)器人成“中國(guó)科技第一展”——第十八屆中國(guó)國(guó)際高新技術(shù)成果交易會(huì)關(guān)注焦點(diǎn)。而日前在廣州舉行的2016中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新峰會(huì)上,有專家提出機(jī)器人產(chǎn)業(yè)更應(yīng)注重應(yīng)用和數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā),給機(jī)器人“大腦”。
剛過(guò)去的“雙11”創(chuàng)造了1207億元的巨量交易紀(jì)錄,而幕后的機(jī)器人也是功不可沒(méi),你每搶的4個(gè)包裹里面可能就有一個(gè)包裹,是由裝載了西門子數(shù)控(南京)有限公司變頻器的輸送機(jī)和分揀機(jī)分揀的。當(dāng)工人在操作臺(tái)上裝配復(fù)雜產(chǎn)品時(shí),機(jī)器人系統(tǒng)負(fù)責(zé)“打下手”,嚴(yán)密監(jiān)督工人防止出錯(cuò)。只見(jiàn)工人左側(cè)是一個(gè)“零件柜”,密密麻麻的格子里放著不同小零件。下一道工序要用什么零件,小格子上的黃燈會(huì)提前亮起提醒。最有意思的是工具臺(tái),每一把螺絲刀、起子都有自己的固定位置。機(jī)器系統(tǒng)會(huì)通過(guò)亮綠燈,提示工人下一個(gè)步驟該用什么工具,“德國(guó)式”的嚴(yán)謹(jǐn)可見(jiàn)一斑。
要給機(jī)器人“大腦”,使機(jī)器人的終極目標(biāo)與人無(wú)限接近,讓機(jī)器人獲取外界信息、解析周邊環(huán)境并作出相應(yīng)反應(yīng)的“五官”,就不得不提到傳感器了。
機(jī)器人的視覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)早已進(jìn)入實(shí)用階段,而且他的感官,如聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)、滑覺(jué)等還等待攻克——研究出對(duì)應(yīng)的傳感器。傳感器其實(shí)就是一種檢測(cè)裝置,感受到被測(cè)量的信息,并能將感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。
最受關(guān)注的人類5大感覺(jué)器官,如果用傳感器相比擬的話,可以簡(jiǎn)單做一些歸類:
視覺(jué)——光敏傳感器;
聽(tīng)覺(jué)——聲敏傳感器;
嗅覺(jué)——?dú)饷魝鞲衅鳎?/p>
味覺(jué)——化學(xué)傳感器;
觸覺(jué)——壓敏、溫敏、流體傳感器。
然而,機(jī)器人只有五官遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,一般可以這樣說(shuō),感官越豐富的機(jī)器人,其內(nèi)部就會(huì)有越多的傳感器。換句話說(shuō),如果你的機(jī)器人并不是那么靈敏,也許就是因?yàn)樯倭藗鞲衅鳌?/p>
按照傳感器的用武之地,即檢測(cè)對(duì)象,可以簡(jiǎn)單將傳感器簡(jiǎn)單分為內(nèi)外兩部分。
內(nèi)部傳感器,又稱為體內(nèi)傳感器,主要用于檢測(cè)機(jī)器人各內(nèi)部系統(tǒng)的狀況,如各關(guān)節(jié)的位置、速度、加速度溫度、電機(jī)速度、電機(jī)載荷、電池電壓等,并將所測(cè)得的信息作為反饋信息送至控制器,形成閉環(huán)控制。
外部傳感器,又稱為外界傳感器,用于獲取有關(guān)機(jī)器人的作業(yè)對(duì)象及外界環(huán)境等方面的信息,是機(jī)器人與周圍交互工作的信息通道,是用來(lái)執(zhí)行視覺(jué)、接近覺(jué)、嗅覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等傳感器,比如距離測(cè)量、聲音、光線等。
根據(jù)運(yùn)行方式,傳感器也可以分為被動(dòng)式傳感器和主動(dòng)式傳感器。被動(dòng)式傳感器是指本身不發(fā)出能量,靠捕獲外界光線來(lái)獲得信息的傳感器,如CCD;主動(dòng)式傳感器就是那些有自主性的傳感器了,它們能發(fā)出探測(cè)信號(hào),如紅外等。
傳感器其實(shí)也相當(dāng)于人類的神經(jīng)末梢,所以可知,靈敏度與分布的密度有極大的關(guān)系。的確如此,因?yàn)閷?duì)靈敏度的高要求,服務(wù)機(jī)器人必須攜帶更多的傳感器,這個(gè)世界難題也困擾了世界很多設(shè)計(jì)師。除了把傳感器做得更薄,他們也正在往“一個(gè)傳感器多個(gè)功能”的方向努力。
機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)是“小產(chǎn)業(yè)、大市場(chǎng)、高科技、高效益”,應(yīng)注重應(yīng)用和數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā),給機(jī)器人“大腦”。同時(shí)加大關(guān)鍵零部件和元器件的研發(fā)研制,培育自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)品牌。而未來(lái)隨著科技的發(fā)展,相信作為機(jī)器人“大腦”部件之一的傳感器,必將攻堅(jiān)克難,助力機(jī)器人與人類完美“交集”。
(本文綜合中國(guó)自動(dòng)化網(wǎng)、高工機(jī)器人網(wǎng)等資料,由中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng)整編,圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò))