摘水果、當助教、檢測風電塔,多款機器人亮相世界機器人博覽會
在北京北人亦創國際會展中心,一款名為「長城龍」的機甲龍擺頭吐霧,發出咆哮,吸引了不少觀眾駐足圍觀。8月21日,2024世界機器人大會在這裏開幕,最受矚目的世界機器人博覽會同步舉行,169家企業600餘件創新產品參展,27款炫酷的人形機器人集中亮相,上演「機器人總動員」。通過科技創新,機器人正日漸頻繁地出現在生活中,成為人們的幫手。
消防機器人能夠探測生命體的存在
「當我喊出‘救命’的時候,機器人立刻就啟動了救援程序,感覺就像在電影里一樣。」在山東國興智能科技股份有限公司展出的一款防爆消防滅火偵查機器人旁,一位觀眾興奮地說。
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山東國興智能科技股份有限公司
展出的防爆消防滅火偵查機器人。實習生 薑揚濤 攝
易燃易爆、有毒、缺氧、濃煙……這些危險環境是消防救援中的挑戰。這款機器人具備強大的偵查和滅火能力,能夠代替消防救援人員進入危險的災難現場。
據公司銷售經理王春虎介紹,機器人搭載了一個進口的消防水炮,最大流量可達80升/秒,支持水和泡沫兩種模式,射程高達85米,可在安全距離內進行滅火。同時,機器人通過集成的紅外熱像儀,能夠探測到生命體的存在以及火源的溫度分佈,確定火源中心點,為滅火行動提供數據。
此外,它還擁有圖像採集功能和雙向語音功能,能夠實時傳輸現場情況,並與救援人員進行溝通。「在距機器人五米內對著它喊出‘救命’,機器人會立即反映給終端,實施救援。」王春虎說,這款機器人的設計就是為了讓消防員能夠在不直接暴露於危險環境的情況下完成任務。
模擬劈叉、彎腰,機器人可靈活定位摘水果
在國家農業智能裝備工程中心的展廳內,一款名為「靈展1號」的農業專用機械臂正在展示「摘水果」絕技。這款機械臂不僅能夠靈活地避開障礙物,還能模擬「劈叉」和「彎腰」動作,利用視覺識別系統自動定位並摘取草莓。
「靈展1號」之所以能完成這些高難度動作,得益於其獨特的設計。據北京市農林科學院研究員熊亞介紹,這款機械臂結合了串聯機構與單軌雙滑塊機制,使其在狹小空間內也能靈活作業,並以更快的速度、更準確的位姿控制完成動態抓取任務。與傳統工業機械臂相比,「靈展1號」的操作空間擴大了約三倍,展現出更強的移動抓取能力和靈活性,使其能夠在複雜環境中執行高難度任務。
「靈展1號」是海澱區農業農村局和北京市農林科學院攜手資助研發的產品之一,與之配套的還有移動機器人平台「田野漫步者1號」。該機械臂融合了多項開創性技術,已經成功斬獲兩項國家發明專利。
目前產品還處於測試階段,熊亞說,「我們希望通過進一步的優化和完善,讓它在未來能投入到實際的農業採摘工作中去。」
爬壁機器人高空作業,提高檢測準確率
在吉泰智能的展位前,專門用於高空作業的爬壁機器人吸引了參觀者的目光。「我們的產品基本針對能源領域的垂直應用,特別是那些需要高空作業的地方,比如風電塔和鍋爐等。」吉泰智能副總經理朱曉鬆說,這些地方往往需要工人在百米以上的高度進行維護和檢查工作,存在較高的安全風險,機器人可以替代人類從事這些高危作業。
其中一款爬壁機器人搭載了一系列傳感器和檢測設備,能夠爬到鍋爐內部的水冷壁上進行檢測工作。朱曉鬆說,傳統方式依賴人工點檢,需要搭建腳手架或使用升降機,非常耗時。另外,人工登高採用手持設備點檢,巡檢檢修依靠個人經驗,疏漏的概率較高。而且數據通常採用Excel表格或手機拍照的方式記錄,比較零散,難以有效利用。
相比之下,爬壁機器人可以進行自動化檢測,實現後台檢測、數據傳輸和數據分析等多種效果,不僅提高了檢測效率和準確性,還大大降低了高空作業風險。
履帶式底盤裝上「智慧大腦」
在中信重工展廳,不少觀眾拿起遙控體驗ROS履帶式底盤。中信重工開誠裝備智能有限公司的王永利說,這款ROS履帶式底盤採用了防水、小型化、輕量化的設計,低重心佈局使其運行平穩,能夠輕鬆通過山地、沙地等複雜地形。它還配備了獨立懸掛減震系統,具有很強的抗衝擊能力。
同時,這款底盤具有ROS標準接口和豐富的接口拓展能力,可方便擴展安裝攝像頭、深度相機、機械臂等設備,實現多種功能,適用於教學、科研以及產品二次開發。搭載ROS系統的智能履帶式底盤裝上了「智慧大腦」,實現精準控制、靈活編程與高效協同。
機器人助教可評估學生情緒狀態和參與度
在北京愛賓果科技有限公司展台,一群孩子圍住機器人提問:「賓果,賓果,為什麼天空是藍色的?」機器人迅速理解並回答:「這是因為大氣中的氮氣和氧氣分子會散射太陽光中的藍色光波,讓我們看到的是藍色的天空。」和機器人對話讓孩子們倍感興奮,他們在出題考機器人助教的同時,也記住了科學知識。
![小朋友在和機器人助教現場互動。實習生 薑揚濤 攝](http://n.sinaimg.cn/sinakd20240821s/720/w1920h1200/20240821/43eb-248e51e5ca399c090bbd9955471a553d.jpg)
記者瞭解到,不同於傳統的語音助手僅能針對單個問題給出答案,這款機器人助教基於先進的生成式大語言模型,能夠與孩子們進行多層次的對話交流,激發他們的學習興趣。機器人還配備了一個攝像頭,可以捕捉孩子們的眼神、表情及肢體動作,幫助教師評估學生的情緒狀態和參與度,為教師提供實時反饋,以便調整教學策略。
除了輔助教學之外,機器人助教還能講故事、唱歌,甚至與孩子們一起跳舞,激發孩子們的學習興趣和創造力。據公司工作人員介紹,目前愛賓果機器人助教已經在全國1.3萬所學校投入使用,涵蓋幼兒園和小學階段的教育機構。
人形機器人可精準收納工具
「咚、咚、咚」,在中國科學院自動化所展區,一款人形機器人邁著沉穩的步伐來到工具牆邊,把扳手放在指定區域,完成工具收納任務後,它又抓住一個圓形零件,放在另一個機器人的工作台上。
「這款是我們人形機器人Q系列中的Q3,展示的是人形機器人在工業場景下的作業能力。」該所助理研究員吳亞雄說,機器人的雙臂都有7個關節自由度,上半身比較沉,下半身負載大,所以機器人有點重,但操作任務時性能會比較好。
據他介紹,目前的機械臂大多用5-6個關節自由度實現,7個關節自由度和人的手臂一樣,靈活性會更好。多出來的自由度體現在手腕上,使機械臂在伸進狹小空間時也能抓取,但在控制上存在難度。為此,科研團隊應用了祖紅院士提出的環境吸引域理論,降低對傳感信息的依賴,實現高精度裝配。
「環境吸引域可以理解為運動控制算法之前的一個決策算法,使其找到更好的操作策略來完成任務。比如人把一個軸裝進一個孔里,會探索軸和孔的角度、用多大力才能柔順地實現,決策算法也會模擬人手,根據環境信息進行決策。」吳亞雄說。
新京報記者 張璐 實習生 薑揚濤
編輯 劉夢婕 校對 薛京寧