8月24日上午，以“基礎(chǔ)研究與前沿探索”為主題的世界機(jī)器人大會(huì)主論壇在北京舉辦，活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所所長(zhǎng)、機(jī)器人國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任于海斌進(jìn)行了以“機(jī)器人互聯(lián)網(wǎng)”為主題的演講。

500億的終端從哪里來(lái)？誰(shuí)是最高級(jí)的終端？誰(shuí)是使命的終結(jié)者？現(xiàn)在一些典型的終端、成功的企業(yè)，比如華為發(fā)展得好，手機(jī)功不可沒(méi)，除了這些后臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)以外，信息終端最成功的應(yīng)該是手機(jī)。機(jī)器人為什么不能？

8月24日上午，以“基礎(chǔ)研究與前沿探索”為主題的世界機(jī)器人大會(huì)主論壇在北京舉辦，活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所所長(zhǎng)、機(jī)器人國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任于海斌進(jìn)行了以“機(jī)器人互聯(lián)網(wǎng)”為主題的演講。以下內(nèi)容根據(jù)演講速記整理(有部分刪減)：

今天的報(bào)告題目定為“機(jī)器人互聯(lián)網(wǎng)”。我的報(bào)告大概分為這樣五個(gè)部分：機(jī)器人未來(lái)可見(jiàn)的發(fā)展在哪里，在這樣的背景下我們重點(diǎn)做的工作熱點(diǎn)在哪里，已經(jīng)有的工作有哪些，未來(lái)的工作要朝著哪里去努力。因?yàn)橐悍旱刂v就太寬了，我們就講具體的領(lǐng)域。

一、機(jī)器人領(lǐng)域未來(lái)的發(fā)展

機(jī)器人的發(fā)展要有一次爆發(fā)性的增長(zhǎng)，核心還是麥肯錫2013年的報(bào)告講得比較清楚，更多的是從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)綜合的角度來(lái)講這件事情。記得當(dāng)時(shí)最明顯的一個(gè)感覺(jué)就是“萬(wàn)億美元的市場(chǎng)”，這是在機(jī)器人領(lǐng)域原來(lái)不可想像的一件事情。

后來(lái)我們也認(rèn)真研究了這個(gè)報(bào)告，為什么以前沒(méi)有，突然一下子就成了萬(wàn)億美元的市場(chǎng)？我們發(fā)現(xiàn)重點(diǎn)核心就是它的領(lǐng)域在不斷拓展。因?yàn)闄C(jī)器人原來(lái)最經(jīng)典的領(lǐng)域就是制造業(yè)，也就是我們講的工業(yè)機(jī)器人，這個(gè)報(bào)告講的是服務(wù)機(jī)器人在醫(yī)療、健康、國(guó)防等各個(gè)方面的應(yīng)用。

在這樣的背景下，很顯然，機(jī)器人技術(shù)要有新的突破。其實(shí)很多新的概念都提出來(lái)了，聽(tīng)起來(lái)和原來(lái)也差不太多，機(jī)器人本體、傳感、智能軟件、人機(jī)交互和網(wǎng)絡(luò)方面都有所涉獵。我的感覺(jué)是，第一次比較群體性地聽(tīng)到關(guān)于網(wǎng)絡(luò)交互軟件或者傳感這樣的整體要求。

比如原來(lái)視教編程比較多，現(xiàn)在更多的是在任務(wù)集怎么自動(dòng)編程。原來(lái)我們講到網(wǎng)絡(luò)怎么和機(jī)器人結(jié)合，但是機(jī)器人真正交互起來(lái)并沒(méi)有更多的案例。很多做信息的人把技術(shù)的概念抄過(guò)來(lái)說(shuō)機(jī)器人也要有一個(gè)操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)是個(gè)什么東西呢？實(shí)際上它是物理本體的一個(gè)抽象，所以整個(gè)報(bào)告當(dāng)中都體現(xiàn)了信息技術(shù)在這里的切入，也可以看出來(lái)，如果服務(wù)機(jī)器人能做得好，就是說(shuō)從結(jié)構(gòu)化環(huán)境到非結(jié)構(gòu)化環(huán)境用得好的話(huà)，信息技術(shù)是應(yīng)該發(fā)揮重要作用的。

現(xiàn)在我們遇到的挑戰(zhàn)有很多，但是總體來(lái)說(shuō)，把機(jī)器人作為一個(gè)終端來(lái)看，手機(jī)現(xiàn)在是最成功的，顛覆了一些領(lǐng)域的概念。原來(lái)我們有IT和CT的概念，現(xiàn)在就有ICT的概念。因?yàn)楹茈y說(shuō)手機(jī)是一個(gè)IT產(chǎn)品，也很難說(shuō)它是一個(gè)單獨(dú)的CT產(chǎn)品，它更多的是一個(gè)綜合。

機(jī)器人要想發(fā)展到這樣的程度，或者是萬(wàn)億美元的市場(chǎng)，它一定是走進(jìn)我們生活的各個(gè)方面。機(jī)器人比較難用，基本上還是一個(gè)專(zhuān)業(yè)人士在編程這樣一個(gè)階段，集成性也受到了挑戰(zhàn)，如果機(jī)器人搬到了一個(gè)新的環(huán)境，能夠和那里的系統(tǒng)很好地融合還是有很大的挑戰(zhàn)，手機(jī)無(wú)論走到哪里都是無(wú)縫鏈接到基礎(chǔ)設(shè)施里面的。還有適應(yīng)性的挑戰(zhàn)，機(jī)器人對(duì)環(huán)境和非結(jié)構(gòu)環(huán)境的認(rèn)知能力還有很大的提升空間。所以我們?cè)跈C(jī)器人編程、環(huán)境感知和人機(jī)交互方面都有這樣的一些挑戰(zhàn)。

二、機(jī)器人領(lǐng)域未來(lái)的工作熱點(diǎn)

應(yīng)該怎么辦呢？我們有多種解決方案，也有很多顛覆性方案的可能。比如新材料的進(jìn)步、生物技術(shù)的進(jìn)步、類(lèi)腦智能的發(fā)展都有可能產(chǎn)生一些進(jìn)步，但是在機(jī)電和系統(tǒng)融合的時(shí)代，我們覺(jué)得把網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和它的融合是我們可以見(jiàn)到最現(xiàn)實(shí)的可能。比如我們講的自動(dòng)駕駛汽車(chē)，有人把汽車(chē)看成一個(gè)信息的終端，也是智能的一部分。

再看周邊發(fā)生了什么，信息社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代，萬(wàn)物互聯(lián)是什么概念？現(xiàn)在全球有76億人口左右，到了2020年的時(shí)候，由于物聯(lián)終端的大量使用將達(dá)到500億的規(guī)模，是現(xiàn)在的兩個(gè)數(shù)量級(jí)的進(jìn)步。這個(gè)進(jìn)步給我們提出了很多挑戰(zhàn)，信息人士已經(jīng)認(rèn)識(shí)到基礎(chǔ)設(shè)施方面是有很大挑戰(zhàn)的。

500億的終端從哪里來(lái)？誰(shuí)是最高級(jí)的終端？誰(shuí)是使命的終結(jié)者？現(xiàn)在一些典型的終端、成功的企業(yè)，比如華為發(fā)展得好，手機(jī)功不可沒(méi)，除了這些后臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)以外，信息終端最成功的應(yīng)該是手機(jī)。機(jī)器人為什么不能？機(jī)器人應(yīng)該是，我想也一定是?，F(xiàn)在我們看到的很多信息終端包括攝像頭都是相對(duì)簡(jiǎn)單的，但是也在智能化。機(jī)器人本身的智能程度是夠的，但是怎么變成一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)上普及化的終端？其實(shí)也是解決剛才我說(shuō)的那些挑戰(zhàn)最有可能的一個(gè)方向。

從機(jī)器人發(fā)展的五十年來(lái)看，第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人一直到工業(yè)上的焊接，再到大批量進(jìn)入制造業(yè)和電子制造業(yè)，然后是在制造業(yè)里面多樣化地應(yīng)用再進(jìn)入家庭，然后是爆發(fā)性地增長(zhǎng)。但是不管怎么說(shuō)，這里舉的例子老生常談的還是機(jī)器人的單體，并沒(méi)有和基礎(chǔ)設(shè)施連起來(lái)。我們想一下，改造人類(lèi)社會(huì)的東西在信息時(shí)代哪一樣如果能夠做到家喻戶(hù)曉、路人皆知但不和基礎(chǔ)設(shè)施連起來(lái)？汽車(chē)到處都有，它有一個(gè)強(qiáng)大的基礎(chǔ)設(shè)施支撐，手機(jī)現(xiàn)在無(wú)處不在，它有一個(gè)強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施支撐。

云化機(jī)器人確實(shí)是有它的優(yōu)勢(shì)，它的大致概念是講怎樣用云的計(jì)算能力提升機(jī)器人很多方面的不足。比如當(dāng)時(shí)搞計(jì)算機(jī)的時(shí)候我們講到客戶(hù)服務(wù)器，講到計(jì)算網(wǎng)格，甚至講到薄的客戶(hù)、厚的服務(wù)器，云提供了很多計(jì)算能力，我們想未來(lái)的很多智能功能放到云上面執(zhí)行是有很大可能的。云的計(jì)算能力是足夠強(qiáng)大的，這是一個(gè)很好的問(wèn)題。

怎么和機(jī)器人結(jié)合？當(dāng)然有很多挑戰(zhàn)，現(xiàn)在我們剛剛開(kāi)始，不是把信息拿上去就可以用的，我們對(duì)機(jī)器人的描述、數(shù)字化的結(jié)合還有很大的空間，所以現(xiàn)在講CPS非常多，它只是一個(gè)理念，具體領(lǐng)域還有很多問(wèn)題需要解決。

我們覺(jué)得機(jī)器人互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)體系，往下的話(huà)還有人在說(shuō)，我們回顧一下互聯(lián)網(wǎng)的歷史，大概是這樣的一個(gè)情況。互聯(lián)網(wǎng)的核心已經(jīng)不再是講技術(shù)了，它的背后有這么多年的發(fā)展和進(jìn)步，比如它的背后的核心是集成電路的發(fā)展，如果沒(méi)有這樣集成電路大發(fā)展的話(huà)不可能有今天的互聯(lián)網(wǎng)。

另一方面，互聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，如果沒(méi)有IP技術(shù)的話(huà)，互聯(lián)網(wǎng)不可能變得這樣容易擴(kuò)展，讓我們隨處可以接入。但是我們會(huì)看到互聯(lián)網(wǎng)再往下，最近中間的過(guò)程我們就不再講了，很多的內(nèi)容服務(wù)都已經(jīng)提到了這個(gè)上來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)的核心第二次爆發(fā)，交互式互聯(lián)網(wǎng)最近的一個(gè)核心進(jìn)步講的大概是云計(jì)算，因?yàn)樗K于給我們提供了一個(gè)可以計(jì)算的平臺(tái)，原來(lái)只不過(guò)是一個(gè)通訊的管道。

三、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

再講工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的一些事情，大家千萬(wàn)不要被這個(gè)名詞完全從概念上把真實(shí)的意義掩蓋掉。嚴(yán)格來(lái)講，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不僅僅是網(wǎng)絡(luò)，大家不要以為工業(yè)上用的互聯(lián)網(wǎng)就叫工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，它是兩個(gè)方面的綜合集成：一方面是要對(duì)工業(yè)上用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行推進(jìn)，另一方面也要基于這些網(wǎng)絡(luò)做工業(yè)上的應(yīng)用。

因?yàn)檫@是GE首先提出來(lái)的，提出了機(jī)器、數(shù)據(jù)和制造中的人，人機(jī)物三元的融合。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不僅僅是網(wǎng)絡(luò)，還是一個(gè)體系。大家說(shuō)這是不是有點(diǎn)繞舌？其實(shí)不完全是這樣的情況，在GE的倡導(dǎo)下現(xiàn)在IIC變成了一個(gè)聯(lián)盟，也是很多工業(yè)界的人在主導(dǎo)它的需求，信息技術(shù)在融合，融合的概念不是簡(jiǎn)單地拿來(lái)用，其實(shí)很長(zhǎng)一段時(shí)間搞自動(dòng)化的人一直是在用信息技術(shù)的成果，并沒(méi)有一個(gè)很好的融合。

現(xiàn)在發(fā)展到了5G時(shí)代，我們講CPS就是物端要和信息在一起開(kāi)發(fā)，大家應(yīng)該是一個(gè)共同的過(guò)程，不是計(jì)算機(jī)拿來(lái)簡(jiǎn)單用的問(wèn)題。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，如果云計(jì)算的技術(shù)僅僅拿來(lái)給機(jī)器人用，我們能解決很多問(wèn)題，但是很多東西是不適合你來(lái)做的，所以越是往物聯(lián)一端來(lái)靠，大家起步的時(shí)候就應(yīng)該協(xié)同去工作。

剛才講到互聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人，這個(gè)比云端機(jī)器人更近了一步。因?yàn)闄C(jī)器人和機(jī)器人的互聯(lián)歷史上個(gè)世紀(jì)九十年代老早就有過(guò)，但那個(gè)時(shí)候是把現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)拿過(guò)來(lái)，不是根據(jù)機(jī)器人協(xié)作的需求來(lái)做它的網(wǎng)絡(luò)。如果從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，下面的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)步的空間還有很大，所以我們跟5G論壇討論的時(shí)候都是有的，他們也需要這樣的一些需求。

機(jī)器人互聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人的基礎(chǔ)上，從機(jī)器人應(yīng)用和推廣或者技術(shù)需求的角度來(lái)提這件事情的，所以核心的問(wèn)題是“兩個(gè)互聯(lián)”：一個(gè)是水平的互聯(lián)，一個(gè)是縱向的互聯(lián)。

水平的互聯(lián)就是機(jī)器人和機(jī)器人之間的協(xié)作，機(jī)床和機(jī)器人有挺大的區(qū)別，機(jī)器人能夠移動(dòng)和自主認(rèn)知環(huán)境，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)運(yùn)動(dòng)控制的時(shí)候幾個(gè)軸之間的協(xié)同精度要求是非常高的，但畢竟是在一個(gè)半徑下。機(jī)器人如果要在跨地域或者可移動(dòng)的未知環(huán)境下做到協(xié)同的話(huà)一定是無(wú)線(xiàn)的，現(xiàn)在的實(shí)時(shí)性是根本滿(mǎn)足不了要求的，因?yàn)閮蓚€(gè)協(xié)同保證精度才能搞出一個(gè)確定的軌跡。

我們提出了機(jī)器人互聯(lián)網(wǎng)的概念，它的內(nèi)涵應(yīng)該是實(shí)現(xiàn)機(jī)器、人、物理過(guò)程、信息和人之間的一種橫向和縱向加起來(lái)的兩個(gè)融合。另一個(gè)方面的概念是要有一個(gè)支撐平臺(tái)，我們是基于已有的技術(shù)，但是要對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行改造和提升，特別是在物端現(xiàn)在5G已經(jīng)到來(lái)，5G和4G最大的區(qū)別是在面向各個(gè)領(lǐng)域定制了自己的很多標(biāo)準(zhǔn)和要求。

所以在制造領(lǐng)域特別是可動(dòng)作的、未來(lái)可以廣泛應(yīng)用的智能空間領(lǐng)域應(yīng)該是一個(gè)新的突破。如果僅僅從通訊的角度來(lái)說(shuō)，我們拿過(guò)來(lái)用有很多問(wèn)題解決不了。所以機(jī)器人互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)新的模式，也是一種新的應(yīng)用方式。

內(nèi)涵是對(duì)開(kāi)發(fā)者有價(jià)值，外延是對(duì)用戶(hù)有價(jià)值。所以從網(wǎng)絡(luò)角度來(lái)看是借助機(jī)器人促進(jìn)信息物理深度融合，從機(jī)器人的角度來(lái)看是借助互聯(lián)網(wǎng)的資源擴(kuò)充本身的能力，我們講重點(diǎn)是一個(gè)垂向和一個(gè)橫向。那么它應(yīng)該有一個(gè)架構(gòu)，我們可以看到這個(gè)架構(gòu)有橘黃色的，那個(gè)是邊緣計(jì)算的資源。現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算資源是足夠大的，但是操作機(jī)器人要求有實(shí)時(shí)性，如果都到云端計(jì)算的話(huà)實(shí)時(shí)性是根本不可能實(shí)現(xiàn)的。

我們?cè)谖锒藖?lái)做的話(huà)，因?yàn)橐苿?dòng)一定是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)，如果是在本地的話(huà)它的計(jì)算能力也有限。物端的計(jì)算要實(shí)現(xiàn)三個(gè)無(wú)縫：第一是在通訊上實(shí)時(shí)性保證不了，這個(gè)縫隙要解決掉。第二是在計(jì)算資源上能力是不夠的，要有一套信息的調(diào)度，因?yàn)閷?duì)用戶(hù)來(lái)講它應(yīng)該是透明的。第三是這些業(yè)務(wù)關(guān)系現(xiàn)在沒(méi)有很好的描述，很多還需要人的干預(yù)。這三個(gè)縫隙是需要解決的。

從解決的角度來(lái)講，機(jī)器人的本體一定要有一個(gè)很好的信息抽象和描述，叫不叫操作系統(tǒng)沒(méi)有關(guān)系，但確實(shí)不是一個(gè)簡(jiǎn)單的控制器的概念。只有這樣，我們才能把很多好的東西加進(jìn)去，比如信息安全、公共安全，才能給大家做機(jī)器人提供一個(gè)很好的基礎(chǔ)設(shè)施的服務(wù)。而在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)方面，特別是物端的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性確實(shí)有很多的挑戰(zhàn)，對(duì)用戶(hù)來(lái)講一定是要有透明的編程環(huán)境，要有云的存儲(chǔ)和編程的通用架構(gòu)。

比如另一個(gè)例子是Google的互聯(lián)網(wǎng)抓取訓(xùn)練，14臺(tái)機(jī)器人完全以協(xié)同的方式，經(jīng)過(guò)大量的訓(xùn)練學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)使其在復(fù)雜環(huán)境下有很強(qiáng)的智能抓取能力。但是現(xiàn)在我給你出一個(gè)題目，如果機(jī)器人的技術(shù)是成熟的話(huà)怎么放到應(yīng)用上去？現(xiàn)在的開(kāi)發(fā)工作量是十分巨大的，沒(méi)有一個(gè)好的平臺(tái)。Google的搜索引擎是很重要的，所以我們會(huì)不斷地接觸到引擎平臺(tái)和基礎(chǔ)服務(wù)這樣的一個(gè)概念。

挑戰(zhàn)重點(diǎn)體現(xiàn)在這樣幾個(gè)方面：因?yàn)橐獰o(wú)縫集成，基礎(chǔ)技術(shù)是有挑戰(zhàn)的，物聯(lián)方面有嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，特別是離散制造業(yè)是一個(gè)高速的過(guò)程。這樣一個(gè)指標(biāo)現(xiàn)在是很難達(dá)到的，即使達(dá)到了這樣的指標(biāo)，對(duì)群體性機(jī)器人也滿(mǎn)足不了它的要求，還有很多的事情要做，現(xiàn)在講離散制造這個(gè)指標(biāo)拿到機(jī)器人的高速高密度運(yùn)動(dòng)的環(huán)境下確實(shí)還不能完全滿(mǎn)足要求。

計(jì)算方面的挑戰(zhàn)就像剛才我講過(guò)的，計(jì)算任務(wù)遷移到云端難以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求，本地的資源受限處理不了那么多復(fù)雜的計(jì)算，因?yàn)橛辛藗鞲衅骱托畔⑷诤?，不是?jiǎn)單地搞到一個(gè)位置就可以解決時(shí)間的問(wèn)題。我們介紹一些相關(guān)的進(jìn)展，零零散散地也有一些工作，特別是物端的網(wǎng)絡(luò)方面，現(xiàn)在基本達(dá)到了百規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在連接的情況下不需要通過(guò)中間節(jié)點(diǎn)互聯(lián)，延遲是小于10毫秒的，這些在不是極高速運(yùn)動(dòng)的情況下是可以解決問(wèn)題的。

車(chē)間AGV的控制解決方案，通過(guò)這種網(wǎng)絡(luò)可以解決百臺(tái)AGV的自主調(diào)度和解決問(wèn)題。因?yàn)楝F(xiàn)在的辦法都是分區(qū)的，而且是靠頂上的集中控制做的更多一些。一些集成的開(kāi)發(fā)環(huán)境方面也做了一些調(diào)整，原來(lái)更多的是到物理系統(tǒng)，現(xiàn)在抽象出了一個(gè)好的開(kāi)發(fā)環(huán)境，讓你對(duì)用戶(hù)、對(duì)認(rèn)知不需要太多的了解，用戶(hù)是開(kāi)放的。

我們還要做一個(gè)定制化的生產(chǎn)系統(tǒng)，靠著這樣的簡(jiǎn)單進(jìn)步。因?yàn)楝F(xiàn)在還不能說(shuō)叫平臺(tái)，也做了一些互操作的工具，能夠跨多家機(jī)器人進(jìn)行快速的工業(yè)開(kāi)發(fā)。這是我們做一個(gè)演示的生產(chǎn)線(xiàn)，取得了一定好的效果，在漢諾威的展會(huì)和烏鎮(zhèn)世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上都引起了一定的反響。

這是一個(gè)非常具有挑戰(zhàn)性的工作，我們的路演剛剛開(kāi)始，但是既然GE在談工業(yè)制造的時(shí)候提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，而且有那么多的問(wèn)題要挑戰(zhàn)。我們當(dāng)然可以借鑒，作為機(jī)器人來(lái)講要能夠更廣泛普及地走到未來(lái)，我們?cè)诨A(chǔ)設(shè)施、基礎(chǔ)平臺(tái)上還是有很多挑戰(zhàn)要做。當(dāng)然，這個(gè)平臺(tái)的背景下也蘊(yùn)含著非常多的基礎(chǔ)問(wèn)題，總之是我們要跟信息技術(shù)深度融合，但是機(jī)器人有它自己的特點(diǎn)，我們要為機(jī)器人這件事情作出一點(diǎn)自己的貢獻(xiàn)，也希望這些對(duì)大家未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作能夠有一點(diǎn)啟迪。

更多資訊請(qǐng)關(guān)注工業(yè)機(jī)器人頻道