智能机器人三大分类及介绍
智能机器人不仅可以实施监测产品的运行数据和图像,且能在终端进行路径规划,真正实现了自动控制,并能快速实现功能扩展和产品革新,并采用智能喷雾系统定向捕捉果树树冠。
4.家庭智能陪护机器人
智能陪护机器人应用于养老院或社区服务站环境,具有生理信号检测、语音交互、远程医疗、智能聊天、自主避障漫游等功能。机器人在养老院环境实现自主导航避障功能,能够通过语音和触屏进行交互。
配合相关检测设备,机器人具有血压、心跳、血氧等生理信号检测与监控功能,可无线连接社区网络并传输到社区医疗中心,紧急情况下可及时报警或通知亲人。机器人具有智能聊天功能,可以辅助老人心理康复。陪护机器人为人口老龄化带来的重大社会问题提供解决方案。
5.高级智能机器人
高级智能机器人和初级智能机器人一样具有感觉、识别、推理和判断能力,同样可以根据外界条件变化而在一定范围内自行修改程序,所不同的是修改程序的原则不是由人规定的,而是机器人自己通过学习、总结经验来获得修改程序的原则,所以它的智能程度高于初级智能机器人。
这种机器人已拥有一定的自动规划能力能够安排自己的工作,可以不需要人的照料而完全独立工作,故称为高级自律机器人。这种机器人也开始走向实用。
按照形态分类
1.仿人智能机器人
模仿人的形态和行为而设计制造的机器人就是仿人机器人一般分别或同时具有仿人的四肢和头部。机器人一般根据不同应用需求被设计成不同形状和功能,如步行机器人、写字机器人、奏乐机器人、玩具机器人等。
仿人机器人研究集机械、电子、计算机、材料、传感器、控制技术等多门科学于一体,代表着一个国家的高科技发展水平。
2.拟物智能机器人
仿照各种各样的生物、日常使用物品、建筑物、交通工具等做出的机器人,采用非智能或智能的系统来方便人类生活的机器人,如机器宠物狗,六脚机器昆虫,轮式、履带式机器人。
按照使用途径分类
1.工业生产型机器人
现阶段,“机器换人”的观念已经越来越多地获得生产型、加工型企业的青睐,工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备,特别适合于多品种、大批量的柔性生产,它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动,而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置,既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力,又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力,从某种意义上说它也是机器的进化过程产物,它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备,也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。
2.特殊灾害型机器人
该技术主要针对核电站事故、NBC(核、生物、化学)恐怖袭击等情况。远程操控机器人装有轮带,可以跨过瓦砾测定现场周围的辐射量、细菌、化学物质、有毒气体等状况并将数据传给指挥中心,指挥者可以根据数据选择污染较少的进入路线。
现场人员将携带测定辐射量、呼吸、心跳、体温等数据的机器开展活动,这些数据将即时传到指挥中心,一旦发现有中暑危险或测定精神压力、发现危险性较高时可立刻指挥撤退。
3.医疗机器人
医疗机器人是指用于医院、诊所的医疗或辅助医疗的机器人,是一种智能型服务机器人,它能独自编制操作计划,依据实际情况确定动作程序,然后把动作变为操作机构的运动。
比如外形与普通胶囊无异的“胶囊内镜机器人”,通过这个智能系统,医生可以通过软件来控制胶囊机器人在胃内的运动,改变胶囊姿态,按照需要的角度对病灶重点拍摄照片,从而达到全面观察胃黏膜并做出诊断的目的。
还有“达芬奇”机器人,全称为“达芬奇高清晰三维成像机器人手术系统”。达芬奇手术机器人是目前世界范围最先进的应用广泛的微创外科手术系统,适合普外科、泌尿外科、心血管外科、胸外科、如科、五官科、小儿外科等微创手术。这是当今全球唯一获得FDA批准应用于外科临床治疗的智能内镜微创手术系统。
4.智能人形机器人
也叫做仿人机器人,是具有人形的机器人。现代的人形机器人是一种智能化机器人,如ROBOTX人形机器人,在机器的各活动关节配置有多达17个伺服器,具有17个自由度,特显灵活,更能完成诸如手臂后摆90度的高难度动作。
它还配以设计优良的控制系统,通过自身智能编程软件便能自动地完成整套动作。人形机器人可完成随音乐起舞、行走、起卧、武术表演、翻跟斗等杂技以及各种奥运竞赛动作,如优必选、日本的paper机器人。
毫无疑问,人工智能机器人将为各行各业带来深远的改变。其在国内外的发展应用无论从规模上还是创新的应用模式上,在近几年都呈现出快速增长的势头。
正如比尔盖茨说过的预言一样:不久的将来,家家都有智能机器人。返回搜狐,查看更多
智能机器人十大应用领域
随着“工业4.0”和“中国制造2025”的相继提出和不断深化,全球制造业正在向着自动化、集成化、智能化及绿色化方向发展。中国作为全球第一制造大国,智能机器人的应用越来越广泛,今天就来盘点它的十大应用领域。
1
仓储及物流
近年来,机器人相关产品及服务在电商仓库、冷链运输、供应链配送、港口物流等多种仓储和物流场景得到快速推广和频繁应用。仓储类机器人已能够采用人工智能算法及大数据分析技术进行路径规划和任务协同,并搭载超声测距、激光传感、视觉识别等传感器完成定位及避障,最终实现数百台机器人的快速并行推进上架、拣选、补货、退货、盘点等多种任务。
2
消费品加工制造
工业机器人开始呈现小型化、轻型化的发展趋势,使用成本显著下降,对部署环境的要求明显降低,更加有利于扩展应用场景和开展人机协作。目前,多个消费品行业已经开始围绕小型化、轻型化的工业机器人推进生产线改造,逐步实现加工制造全流程生命周期的自动化、智能化作业,部分领域的人机协作也取得了一定进展。
3外科手术及医疗康复
在外科手术领域,凭借先进的控制技术,机器人在力度控制和操控精度方面明显优于人类,能够更好解决医生因疲劳而降低手术精度的问题。通过专业人员的操作,外科手术机器人已能够在骨科、胸外科、心内科、神经内科、腹腔外科、泌尿外科等专业化手术领域获得一定程度的临床应用。在医疗康复领域,日渐兴起的外骨骼机器人通过融合精密的传感及控制技术,为用户提供可穿戴的外部机械设备。
4
楼宇及室内配送
不断显著增长的即时性小件物品配送需求,为催生相应专业服务机器人提供了充足的前提条件。依托地图构建、路径规划、机器视觉、模式识别等先进技术,能够提供跨楼层到户配送服务的机器人开始在各类大型商场、餐馆、宾馆、医院等场景陆续出现。目前,部分场所已开始应用能够与电梯、门禁进行通信互联的移动机器人,为场所内用户提供真正点到点的配送服务,完全替代了人工。
5
智能陪伴与情感交互
以语音辨识、自然语义理解、视觉识别、情绪识别、场景认知、生理信号检测等功能为基础,机器人可以充分分析人类的面部表情和语调方式,并通过手势、表情、触摸等多种交互方式做出反馈,极大提升用户体验效果,满足用户的陪伴与交流诉求。
6复杂环境与特殊对象的专业清洁
采用机器人逐步替代人类开展各类复杂环境与特殊对象的专业清洁工作已成为必然趋势。在城市建筑方面,机器人能够在攀附在摩天大楼、高架桥之上完成墙体表面的清洁任务,有效避免了清洁工高楼作业的安全隐患。在高端装备领域,机器人能够用于高铁、船舶、大型客机的表面保养除锈,降低了人工维护成本与难度。在地下管道、水下线缆、核电站等特殊场景中,机器人能够进入到人类不适于长时间停留的环境完成清洁任务。
7
城市应急安防
可用于城市应急安防的机器人细分种类繁多,且具有相当高的专业性,一般由移动机器人搭载专用的热力成像、物质检测、防爆应急等模块组合而成,包括安检防爆机器人、毒品监测机器人、抢险救灾机器人、车底检查机器人、警用防暴机器人等。
8
影视作品拍摄与制作
目前广泛应用在影视娱乐领域中的机器人主要利用微机电系统、惯性导航算法、视觉识别算法等技术,实现系统姿态平衡控制,保证拍摄镜头清晰稳定,以航拍无人机、高稳定性机械臂云台为代表的机器人已得到广泛应用。
9能源和矿产采集
随着机器人环境适应能力和自主学习能力的不断提升,曾经因自然灾害、环境变化等缘故不再适宜人类活动的废弃油井及矿场有望得到重新启用,对于扩展人类资源利用范围和提升资源利用效率有着重要意义。
10
国防与军事
世界各主要发达国家已纷纷投入资金和精力积极研发能够适应现代国防与军事需要的军用机器人。目前,以军用无人机、多足机器人、无人水面艇、无人潜水艇、外骨骼装备为代表的多种军用机器人正在快速涌现,凭借先进传感、新材料、生物仿生、场景识别、全球定位导航系统、数据通信等多种技术,已能够实现“感知-决策-行为-反馈”流程,在战场上自主完成预定任务。
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原标题:《智能机器人十大应用领域》
机器人与智能制造工程项目介绍【2024年版】
机器人与智能制造工程项目介绍【2024年版】
一、项目背景
随着数字经济的高质量发展,以机器人科技为代表的智能制造产业蓬勃兴起,成为现代科技创新的一个重要标志。我国已将机器人和智能制造纳入国家科技创新的优先重点领域。机器人开始与互联网技术、智能感知、模式识别、智能分析以及智能控制等人工智能技术深度融合。智能制造是先进信息技术与先进制造技术的深度融合,贯穿于产品设计、制造、服务和回收的全生命周期。智能制造技术已成为世界制造业发展的一大趋势。
机器人与智能制造工程是人工智能2.0与机器人、制造技术的深度融合,我们认为,通过机械工程、控制工程、人工智能等多学科交叉培养,将有助于同学们更好地成长为可迎接未来领域挑战的高层次人才。因此,浙江大学工程师学院设立跨学科的机器人与智能制造工程项目制人才培养机制,探索专业知识复合型高层次工程科技人才培养的新方法、新模式,并付诸实践检验,是培养机器人与智能制造工程领域高层次人才的重要实践。
二、项目特点
本项目面向机器人及智能制造行业(企业)实际需求,聚焦机器人、智能制造装备行业,以制造业数字化、网络化、智能化发展为主线,重点培养掌握人工智能2.0与设计、加工、装配、运维等深度融合的高级技术人才。以项目制的新模式开展多学科复合交叉专业学位研究生培养,面向智能制造互联产品、智能制造使能工具、智能制造单元/车间/工厂/行业及制造云等的智能制造产业,培养智能设计、智能传感与检测、智能机器人、智能装备和智能运维等方面的应用型、复合型的高层次的机械工程、控制工程领域的工程技术与工程管理人才。
建构起与行业、企业深度合作的“企业战略合作网络”,以共同制定机器人与智能制造专业人才培养标准为纽带,通过共建研发实验室、共建专业课程、共建师资队伍、共同推进技术创新等方式进一步加强与行业、企业的紧密合作,形成人才共育、过程共管、成果共享、责任共担的校企合作办学体制。
三、项目培养特色
1. 课程培养:专业课程体现人工智能、先进制造、机器人、工业互联网等交叉,每门专业课程邀请至少一位行(企)业专家参与共建;重视创新设计方法及工程应用(研究方法类)、智能制造前沿技术(技术前沿类)、智能制造实训(实践实验类)等三类课程。
2. 项目实践:课程学习完成后,每位研究生将进入合作企业进行为期六个月以上的专业实践训练,开展高水平的机器人与智能制造关键技术和工程化技术研究,联合攻关重大、重点机器人与智能制造相关项目。由企业导师和校内导师共同指导完成专业实践训练,并得到企业认可,方可完成专业实践训练环节。
3. 企业实习:半年。可由导师指派到合作企业,也可由学生自主落实实习单位。
四、项目合作企业简介
立足工程类专业学位卓越人才培养目标,通过与行业内知名企业和龙头企业共建研发实验室、共建实训基地、校企项目合作、校企联合培养等方式,构建多方位、全过程的校企深度合作人才培养模式。
目前开展合作的企业包括:中国航天科技集团、杭州海康威视数字技术股份有限公司、浙江大华技术股份有限公司、宁波海天股份集团公司、华为技术有限公司、阿里巴巴网络技术有限公司等。
五、项目研究方向及导师团队简介
研究方向一:机器人创新设计与控制
研究方向二:智能机器人
研究方向三:智能制造工程
导师团队:浙江大学机械工程学院、控制科学与工程学院导师和产业界高级专家组成。
六、项目招生人数及说明
新工科、新实践!本项目2024年拟招收全日制专业学位研究生20名,具体计划如下,最终按研究生院下达为准。欢迎机械工程、控制工程等专业同学报考!
专业类别
专业类别代码
领域名称
领域代码
招生方向名称
招生计划
电子信息
0854
控制工程
085406
控制工程(机器人与智能制造工程项目)
8
机械
0855
机械工程
085501
机械工程(机器人与智能制造工程项目)
12
咨询:0571-88281621 邮箱:gcsxyzs@zju.edu.cn
工程师学院
2023.06
工业机器人的五种商业模式分析
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,能自动执行工作,靠自身动力和控制能力实现各种功能。它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。
从产业链角度来看,工业机器人的商业模式可以分为五种:(1)单一本体制造和销售模式;(2)系统集成模式;(3)核心零部件生产和销售模式;(4)本体生产+系统集成模式;(5)全产业链模式。其中采用前三种商业模式的企业主要从事单一的业务,采用后两种模式的企业则从事两种或多种业务。
目前中国和全球范围内较为成功的企业都采用了"核心零部件生产+本体生产+系统集成"的全产业链模式,或是正在向上下游逐步渗透,实现全产业链模式的转型。全产业链模式是当下工业机器人企业的发展趋势之一,也是当前具备较高盈利水平的商业模式。
工业机器人产业链中核心零部件成本占比最高,开发亟待突破
工业机器人产业链上游核心零部件主要包括减速器、控制器和伺服系统等,其成本占机器人本体成本的60%以上。当前减速器中谐波减速器和RV减速器应用较广,日本的纳博特斯克和哈默纳科占据工业机器人减速器领域70%以上的市场。控制器方面,日本、德国和美国的企业占据了主导地位。伺服系统由日韩欧美企业为主导。
工业机器人产业链中游机器人由基座和执行机构构成,包括手臂、腕部等,部分机器人本体还包括行走结构。机器人本体市场由"四大家族"的发那科、安川、库卡、ABB长期占据全球及中国市场的主要份额。
工业机器人产业链下游系统集成商根据不同的应用场景和用途进行有针对性地系统集成和软件二次开发,使工业机器人可以运用于实际生产,工业机器人的应用范围遍及制造业各个细分领域。
中国工业机器人产业链
中国工业机器人产业整体技术水平较低,关键核心部件研发亟待突破。虽然目前中国国内机器人技术基本具备,但机器人产业涉及到整体工业水平、科研体制、配套产业等多个方面,中国国内品牌和海外品牌仍有较大差距。在关键核心部件上,中国企业需攻克长期依赖进口、一直受制于人的伺服电机、精密减速器、伺服驱动器、控制器等关键核心部件的技术难题。
工业机器人三大核心零部件毛利率及知名厂商
工业机器人成本链中,上游核心零部件成本占比最高,占到整体生产成本的60%以上;减速器、伺服系统和控制器分别占约31.2%、19.6%、10.4%;本体成本占比23.6%;系统集成的成本约占14.1%。中国精密减速器、控制器、伺服系统以及高性能驱动器等机器人核心零部件大部分依赖进口,控制器和伺服电机进口比例约为80%,减速器进口比例约为75%,因此生产成本相较国外企业更高,产品价格居高不下。
工业机器人本体市场以四大家族为主
机器人本体是机器人机体结构和机械传动系统,也是机器人的支撑基础和执行机构。工业机器人的主要技术参数一般有自由度、定位精度及重复定位精度、工作范围、最大工作速度和承载能力等。这些参数是工业机器人本体制造过程中重要的考量指标,是衡量一家厂商本体制造水平高低的标准。
现阶段,在工业机器人本体市场上,欧洲和日本是工业机器人本体主要供应商,以"四大家族"为代表的外资品牌在精度和承载能力等技术指标方面处于领先水平,2017年,ABB、库卡、发那科、安川电机占据全球工业机器人本体超50%的市场份额。
中国市场也被以"四大家族"为代表的外资企业占据,中国国产品牌技术方面处于弱势,仍无法与之抗衡,但国产本体在价格方面较为便宜,众多中小厂商在自动化改造过程中,更加注重性价比的高低,因此国产本体仍有一定的市场份额。2013-2016年,中国国产品牌占有率持续攀升,增长率快于外资品牌。2017年外资品牌加大中国区域布局,与中国政府、企业达成战略合作,或者成立合资公司,2017年国产品牌市场份额由2016年的33.2%下降至27.3%,国产机器人销售增长率被外资赶超;但在偶然因素消除且国产品牌大力发展的背景下,2018年上半年国产机器人本体销量有所回升,达到29.5%,沙利文预测未来国产品牌占有率将逐渐回升。
中国机器人本体市场集中度,2017年
工业机器人系统集成需要对下游具体应用场景有充分的认识
机器人系统集成是指在机器人本体上加装夹具及其他配套系统完成特定功能,是工业机器人自动化应用的重要组成。例如,在注塑、冲压、打磨、喷涂、装配、焊接、精雕、压铸、组装、上下料等制造领域,分别采用不同的系统集成解决方案,形成了焊接机器人、上下料机器人、喷涂机器人、装配机器人等适用于不同应用领域的工业机器人。工业机器人系统集成商为终端客户提供应用解决方案,负责工业机器人应用二次开发和周边自动化配套设备的集成。
相较于工业机器人本体制造商,工业机器人系统集成商还需要具有产品设计能力、对终端客户应用需求的工艺理解、应用行业的相关项目经验等,提供可适应各种不同应用领域的标准化、个性化成套装备。需要与客户充分沟通,因此国内企业拥有本土优势,系统集成也是产业链中国产率最高的环节。与中国国内本体厂商面对外资企业强大的竞争不同,得益于本土服务优势,包括渠道优势、价格优势、人才红利等,中国系统集成市场本土企业占据主导,下游行业、工艺覆盖完备。本土集成商在搬运码垛等低端工艺应用领域占据绝对主导,在装配、拣选、焊接等中端工艺应用领域占据优势,在喷涂、视觉监测AOI等高端工艺应用领域也在不断渗透。
工业机器人应用领域以汽车和3C行业为主
工业机器人应用领域广泛,下游以汽车和3C产业为主,另外包括橡胶及塑料工业、食品饮料、化工、铸造等行业。中国国内工业机器人应用领域与全球分布类似,汽车与3C行业合计占比接近60%。根据沙利文数据显示,2017年中国工业机器人应用领域中,汽车占比最高,达到36.2%,其次为3C占比达21.8%、金属铸造、橡胶塑料、食品饮料占比分别约12.3%、11.8%、6.5%。
中国工业机器人应用领域分布,2017年