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中國自動化學(xué)會副理事長、中國科學(xué)院沈陽自動化研究所所長于海斌

像機(jī)器人這樣一個萬億美元的市場，日后一定會走進(jìn)我們生活的各個方面。但是機(jī)器人每到一個新的環(huán)境，要做到與物理環(huán)境的深度融合，依舊面臨很大的挑戰(zhàn)。機(jī)器人對非結(jié)構(gòu)環(huán)境的認(rèn)知能力還有很大的提升空間。所以，在機(jī)器人編程、環(huán)境感知和人機(jī)交互方面仍存在一些挑戰(zhàn)。

從機(jī)器人發(fā)展的五十年歷程來看，從第一臺工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)，到大批量進(jìn)入制造業(yè)進(jìn)行多樣化地應(yīng)用，及至未來大批量地進(jìn)入家庭，呈現(xiàn)的是爆發(fā)性增長。但是這些機(jī)器人都是機(jī)器人的單體，并沒有和基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)聯(lián)起來。我們設(shè)想一下，在信息時代，改變?nèi)祟惿鐣漠a(chǎn)品，哪一樣能夠做到家喻戶曉、路人皆知但不和基礎(chǔ)設(shè)施聯(lián)接起來呢？汽車到處都有，它有一個強(qiáng)大的基礎(chǔ)設(shè)施支撐；手機(jī)現(xiàn)在無處不在，它有一個強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施支撐。因此，機(jī)器人作為智能終端，與信息基礎(chǔ)設(shè)施相連，將會是未來的發(fā)展趨勢。

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)需求的角度來提出來的。所以其核心問題是“兩個互聯(lián)”：一個是水平的互聯(lián)，一個是縱向的互聯(lián)。水平互聯(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)器人能夠移動和自主認(rèn)知環(huán)境，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)做運(yùn)動控制的時候?qū)讉€軸之間的協(xié)同精度要求非常高，但畢竟是在一個有限工作空間下。如果機(jī)器人要在跨地域或者可移動的未知環(huán)境下做到協(xié)同的話，現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時性很難滿足要求，因?yàn)樾枰鄠€維度的協(xié)同保證精度才能搞出一個確定的軌跡。

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、物理過程、信息和人之間的橫向和縱向的兩個融合。這些目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是基于已有的技術(shù)，但是要對現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行提升和改造。特別是現(xiàn)在5G時代已經(jīng)到來，5G和4G最大的區(qū)別是在面向各個領(lǐng)域定制了自己的很多標(biāo)準(zhǔn)和要求。機(jī)器人互聯(lián)網(wǎng)從網(wǎng)絡(luò)角度來看是借助機(jī)器人促進(jìn)信息物理深度融合，從機(jī)器人的角度來看是借助互聯(lián)網(wǎng)的資源擴(kuò)充本身的能力。

機(jī)器人互聯(lián)網(wǎng)目前的應(yīng)用落地依然存在許多挑戰(zhàn)。重點(diǎn)體現(xiàn)在這樣幾個方面：第一是無縫集成，基礎(chǔ)技術(shù)有挑戰(zhàn)，特別是在離散制造業(yè)，如何構(gòu)建機(jī)器人無線協(xié)作網(wǎng)絡(luò)，滿足高速互聯(lián)、高并發(fā)接入、高精度時間同步的要求。離散制造目前的指標(biāo)很難達(dá)到，即使達(dá)到了這樣的指標(biāo)，離散制造的指標(biāo)拿到機(jī)器人的高速高密度運(yùn)動的環(huán)境下還不能完全滿足要求。

在計(jì)算方面，首先，計(jì)算任務(wù)遷移到云端難以滿足實(shí)時性要求。另外，本地的資源受限，無法處理那么多復(fù)雜的計(jì)算。因此，如何為機(jī)器人高效互聯(lián)協(xié)作提供邊緣計(jì)算資源，成為了下一步工作重點(diǎn)。

對于未來發(fā)展，機(jī)器人要能夠更廣泛普及地走到未來，我們在基礎(chǔ)設(shè)施、基礎(chǔ)平臺上還是面臨許多挑戰(zhàn)。當(dāng)然，這個平臺的背景下也蘊(yùn)含著非常多的基礎(chǔ)問題，總之，機(jī)器人發(fā)展要與信息技術(shù)深度融合，是未來值得關(guān)注的主要方向之一。

摘自《自動化博覽》2019年9月刊