如果說前三次工業(yè)革命關(guān)注效率、質(zhì)量和成本，那么第四次工業(yè)革命更多的是強(qiáng)調(diào)柔性、智能和資源。作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)力的代表之一，機(jī)器人行業(yè)在近十年內(nèi)蓬勃發(fā)展，中國市場的平均增長率更是全球的兩倍以上。制造業(yè)轉(zhuǎn)型提升保障和帶動了工業(yè)機(jī)器人的旺盛需求，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人機(jī)交互等關(guān)鍵技術(shù)的加速突破，服務(wù)機(jī)器人下游應(yīng)用場景也日趨廣泛，迎來發(fā)展機(jī)遇。

　　下一代機(jī)器人

　　自動化、數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展給各行各業(yè)帶了了長遠(yuǎn)的影響，機(jī)器人行業(yè)也不例外。

• Cobots協(xié)作機(jī)器人

　　智能手機(jī)革命和自動駕駛汽車的發(fā)展降低了現(xiàn)成硬件的成本，更小、更靈巧的機(jī)器人已進(jìn)入工廠車間。這些重量更輕、成本更低的機(jī)器人可以配備傳感器，在工業(yè)環(huán)境中與人類協(xié)同工作，由此誕生了協(xié)作機(jī)器人。

　　從歷史上看，機(jī)器人行業(yè)一直受到諸多問題的困擾：如引導(dǎo)機(jī)器人識別和導(dǎo)航物體（包括人）的視覺技術(shù)改進(jìn)緩慢，只能憑借一些簡單粗暴的手段保護(hù)人類免受機(jī)器人失控的影響；機(jī)器人的抓握和機(jī)械能力仍然有限；機(jī)器人24小時工作，帶來了平均成本的降低，機(jī)械自動化是趨勢，但是技術(shù)并沒有讓機(jī)器人發(fā)展到能處理一切。

　　隨著機(jī)器人在全球范圍內(nèi)擴(kuò)散到工廠，它們越來越需要具備識別并安全地在物體周圍運作，這就對視覺系統(tǒng)的提升要求很高。過去許多機(jī)器人在高度結(jié)構(gòu)化的環(huán)境中執(zhí)行可重復(fù)的任務(wù)，因此為了安全起見，生產(chǎn)環(huán)境中機(jī)器人更多需要隔離防護(hù)，隨著技術(shù)發(fā)展，3D傳感器、機(jī)器視覺的發(fā)展，機(jī)器人可以識別和導(dǎo)航物體和人類，隨著機(jī)器學(xué)習(xí)和AI的發(fā)展，機(jī)器人可以在示教學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)解決"邊緣情況"的可能。

　　算法的加持讓協(xié)作機(jī)器人更敏捷地應(yīng)對變化，旨在確保人和生產(chǎn)環(huán)境的安全。機(jī)器人不再是簡單重復(fù)動作，而是和人近距離的協(xié)作，Cobots機(jī)器人技術(shù)以及AGV（無人搬運車），已經(jīng)成為制造業(yè)和倉庫環(huán)境方面的標(biāo)準(zhǔn)。

• 云聯(lián)機(jī)器人

　　云的興起，使得大量的計算資源，存儲資源，和在此基礎(chǔ)上的創(chuàng)新服務(wù)變得觸手可得。當(dāng)計算資源，存儲資源后置到云端時，機(jī)器人可以變得更加小巧，更加節(jié)能，省去了本地的大量維護(hù)和開發(fā)工作，同時擁有大量計算資源來處理大數(shù)據(jù)，機(jī)器學(xué)習(xí)等等場景。

　　機(jī)器人和云端通過通信，包括5G技術(shù)來實現(xiàn)資源共享，便利高效的同時，本地的實時響應(yīng)，高效通信，以及通信的安全問題就變得尤為重要。

• 共享控制機(jī)器人

　　在醫(yī)療領(lǐng)域中，醫(yī)生通過操作界面控制機(jī)器人操作精密的手術(shù)，這種控制機(jī)器人可以減少人類的失誤，提升醫(yī)療水平。同時，機(jī)器人需要給操作的醫(yī)生適當(dāng)?shù)姆答?，以帶來現(xiàn)場感知。這需要機(jī)器人動作和操作者動作之間保持低延時通信，如果涉及遠(yuǎn)程手術(shù)，還要保證通信的信息安全。

　　隨著老齡化人口的增加，生活中的共享控制機(jī)器人比如霍金的輪椅，也會被普及化，人和機(jī)器一起控制運動，機(jī)器識別人操作的軌跡進(jìn)行移動，同時自行監(jiān)控軌跡上可能的風(fēng)險，共同達(dá)成最終的運行線路。機(jī)器和人之間的實時響應(yīng)，通信的低延時直接影響到設(shè)備的可用性。

　　新技術(shù)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)

　　AI以及其子集ML發(fā)展迅猛。機(jī)器人利用AI以及ML能力，從復(fù)雜任務(wù)或者失誤中學(xué)習(xí)，收集數(shù)據(jù)，進(jìn)行決策，從自動化走向自治化，極大減少了人的工作負(fù)荷。如京東數(shù)科機(jī)房巡檢AI機(jī)器人，集成了大量的傳感器，激光雷達(dá)、熱成像相機(jī)、溫濕潔凈度等多種傳感器，可實時監(jiān)測機(jī)房內(nèi)的溫度、濕度、粉塵、煙霧、噪音等環(huán)境指標(biāo)，并對服務(wù)器的儀表盤、設(shè)備指示燈、屏顯、開關(guān)等進(jìn)行檢測。

　　這類應(yīng)用場景涉及到復(fù)雜的人類交互，比如自然語言的交互，是未來的趨勢。同時，新的應(yīng)用發(fā)展迅猛，需要機(jī)器人本身的軟件平臺對于快速頻繁的創(chuàng)新以及AI/ML相關(guān)的應(yīng)用友好，便于快速部署，快速驗證，而不對原有系統(tǒng)造成負(fù)擔(dān)。

　　借助機(jī)器視覺，影像，紅外或者X射線以及傳感器技術(shù)，機(jī)器人能夠感知外界環(huán)境。技術(shù)為機(jī)器人的動作控制提供視覺反饋，如生產(chǎn)線上識別工件，識別人的位置、方向和行動軌跡，便于自適應(yīng)控制；為機(jī)器人提供視覺導(dǎo)航，如實時檢測視覺信息跟蹤路徑，檢測障礙物，識別路標(biāo)以及環(huán)境，確定方位；機(jī)器人更多被用于代替或幫助人工進(jìn)行質(zhì)量控制和安全檢查。

　　這些機(jī)器人的新應(yīng)用場景，除了依賴云端提供的計算和存儲資源外，更多的是將識別加入到控制周期中，進(jìn)行反饋控制，而不只是監(jiān)控，然而也增加了控制的復(fù)雜性。這需要邊緣系統(tǒng)的開放性、實時性來滿足要求，不僅能添加識別的功能，還要保證控制的及時。

　　此外，大量新技術(shù)的應(yīng)用，需要更多擁有更強(qiáng)計算力的高性能硬件平臺，軟件以及軟件平臺要相適配，以充分發(fā)揮這些硬件的能力，并且要易于部署和驗證，保持架構(gòu)的友好。在新功能部署的情況下，通過功能安全的認(rèn)證，同時確保信息安全非常重要。

　　現(xiàn)有機(jī)器人產(chǎn)品尚不能滿足用戶智能化需求，人機(jī)交互、柔順控制、功能仿生、智能感知等關(guān)鍵技術(shù)，新技術(shù)和新應(yīng)用的涌現(xiàn)，對功能安全和信息安全也帶來的新的挑戰(zhàn)?？偟膩碚f，創(chuàng)新軟件平臺幫助機(jī)器人擁有更多的功能，同時不影響機(jī)器人的實時響應(yīng)和安全特性，旨在快速驗證新的應(yīng)用功能。

　　創(chuàng)新軟件平臺

　　為應(yīng)對以上這些挑戰(zhàn)，風(fēng)河公司為機(jī)器人關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施提供了一些創(chuàng)新的軟件平臺產(chǎn)品和實踐。

　　無論是開源的Linux、商業(yè)化的RTOS，還是兩種產(chǎn)品同時需要，也無論是設(shè)計、開發(fā)還是部署，風(fēng)河都為客戶提供了全面的軟件陣容和業(yè)務(wù)支持。這種靈活性使風(fēng)河公司能夠提供富有創(chuàng)新的產(chǎn)品，借助于最新的社區(qū)驅(qū)動型創(chuàng)新，一站式滿足關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用的功能安全性、信息安全性和可靠性要求。

• 將嵌入式系統(tǒng)現(xiàn)代化

　　虛擬化技術(shù)并不是新技術(shù)，已經(jīng)在企業(yè)IT運營中應(yīng)用了多年，為了在嵌入式系統(tǒng)中釋放虛擬化的潛力，風(fēng)河公司開發(fā)了Wind River Helix Virtualization Platform（HVP）。

　　Wind River Helix Virtualization Platform將VxWorks實時操作系統(tǒng)（RTOS）和嵌入式Linux融入邊緣計算軟件平臺之中，借助虛擬化技術(shù)，將VxWorks和Linux兼容，并支持其他操作系統(tǒng)無需修改即可在同一框架中運行，由此提供了一套跨越整個風(fēng)河產(chǎn)品集的軟件開發(fā)環(huán)境，幫助企業(yè)從舊系統(tǒng)過渡到新系統(tǒng)，進(jìn)而將嵌入式系統(tǒng)現(xiàn)代化。

　　由于許多關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)既需要開源Linux又需要經(jīng)過驗證的RTOS，而Wind River Helix Virtualization Platform恰恰提供了兩全其美的環(huán)境，將VxWorks和Wind River Linux集成進(jìn)入了一個單一的解決方案之中，且出自同一提供商。它是專門為實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)虛擬化演進(jìn)而設(shè)計的解決方案，幾乎可以運行任何嵌入式系統(tǒng)的單一平臺，無論傳統(tǒng)既有系統(tǒng)還是現(xiàn)代全新系統(tǒng)。

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)和5G的發(fā)展，萬物互聯(lián)的時代安全是不容忽視的一環(huán)。過去30多年來，實時操作系統(tǒng)(RTOS)VxWorks平臺一直推動著嵌入式應(yīng)用功能安全性和信息性的發(fā)展，并提供了高度確定性的性能。在此過程中，VxWorks不斷發(fā)展，滿足了軟件開發(fā)人員不斷變化的需求。

　　風(fēng)河正在以VxWorks來顛覆和重新定義嵌入式開發(fā)的工程模式，讓開發(fā)變得更為簡便易行，進(jìn)而提高了生產(chǎn)率。當(dāng)今的實時操作系統(tǒng)(RTOS)必須接受現(xiàn)代化開發(fā)實踐，這意味著要與開發(fā)人員使用的主流框架、語言和方法相兼容，同時還不能犧牲功能安全性、信息安全性、性能和可靠性。

• 引領(lǐng)創(chuàng)新與合作

　　為了更好地幫助用戶應(yīng)對軟件開發(fā)面臨的挑戰(zhàn)，風(fēng)河系統(tǒng)公司近日推出了創(chuàng)新與合作的新平臺--WindRiverLabs。這是一個為開發(fā)人員量身定制的新網(wǎng)站，技術(shù)人員可以在此獲得軟件工程、概念驗證、開源集成、實驗性軟件和新技術(shù)的相關(guān)支持，網(wǎng)站還為開發(fā)者社區(qū)提供了首個免費VxWorks實時操作系統(tǒng)（RTOS）軟件開發(fā)工具包（SDK）。

　　開發(fā)周期、時效、成本一直都是企業(yè)在進(jìn)行軟件開發(fā)中面對的壓力。應(yīng)用開發(fā)與應(yīng)用場景相關(guān)，而邊緣開發(fā)環(huán)境數(shù)量非常巨大，從而讓開發(fā)周期更短，節(jié)奏更快，此外，還有成本壓力，尤其是合格軟件工程師的成本。WindRiverLabs為開發(fā)人員（不限于風(fēng)河的客戶）提供了在邊緣進(jìn)行協(xié)作創(chuàng)新的環(huán)境，并具備機(jī)器學(xué)習(xí)和計算機(jī)視覺等功能。以此為基礎(chǔ)，開發(fā)人員還能與創(chuàng)建項目的軟件工程師互動，與其他軟件工程師共同應(yīng)對類似的挑戰(zhàn)，并與風(fēng)河生態(tài)系統(tǒng)成員共同探索新市場和前瞻性設(shè)計。

　　結(jié)語

　　機(jī)器人行業(yè)快速發(fā)展，增強(qiáng)感知能力，增強(qiáng)學(xué)習(xí)能力，自治機(jī)器人將擴(kuò)展到生活方方面面。在未來，人與機(jī)器人的協(xié)作將更頻繁，處理更復(fù)雜的事務(wù)，提高效率。機(jī)器人需要保持實時響應(yīng)，并確保人和工作環(huán)境的安全。創(chuàng)新軟件平臺需要適應(yīng)機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展，對新應(yīng)用，新的部署和驗證方式友好，滿足關(guān)鍵任務(wù)型應(yīng)用的功能安全性、信息安全性和可靠性要求。風(fēng)河將持續(xù)提供安全，可靠，實時，整合，快速部署的軟件平臺，持續(xù)擁抱快速發(fā)展的機(jī)