张正友：未来世界的机器人，可能是什么样｜2023腾讯青少年科学小会演讲
让机器人动起来的关键技术是什么？未来机器人可能具备哪些能力？虚拟集成世界中的机器人是什么样子？未来人与机器人的关系会变成怎样？让我们跟随张正友主任一起畅想未来世界的新伙伴吧——
小朋友们、家长朋友们、科学家朋友们：
大家好！我是张正友，是腾讯AILab和腾讯RoboticsX两个实验室的负责人。今天有幸受到科学小会的邀请，跟大家分享腾讯在机器人领域的思考和探索，一起畅想我们日后生活中的新伙伴，以及人机共生的未来。
首先，我想先提几个问题。大家所想象的机器人是什么样的？
机器人是否一定要长得像人或动物？
机器人是否一定要用语言和我们沟通？
机器人是否一定只存在于现实世界？
大家在电影里看过很多不同形态的机器人，他们有的长得像人，有的样子很奇特，有的只存在于虚拟世界。他们不仅会说话，身上还有屏幕，有表情，还能和人握手、拥抱。
机器人充满各种可能，需要我们开放心态、大胆想象。
机器人可以具备很多能力，其中有一项基础能力是移动，这样它就能去更多地方，执行更复杂的任务。那么如何让机器人动起来呢？
大家想想自己平时走路是怎样的过程？我们会先看周围环境，确定前面地形如何。然后我们的大脑要决定怎么走，有障碍物需要绕道，有楼梯需要抬腿，遇到水坑要跳过去。决定之后身体开始行动，我们靠双腿直立行走（需要的话也可以爬），关节会弯曲带动身体，手臂会自然摆动保持平衡。这看似简单的一步，实际上是我们整体机能的体现。
这是腾讯机器人Jamoca，它也具备我们刚才所说的躯干、眼睛、大脑和整体机能。有了这些能力，Jamoca能自己识别周围的环境，遇到障碍自动避行改道、遇到悬空物能匍匐前进，也能暂停蹲坐，和人交互。
对应这些能力是机器人移动领域的四大技术：
本体设计，Jamoca外形像一只狗，靠四肢移动
感知技术，Jamoca用相机当眼睛，收集周围环境信息
运动规划与控制技术，相当于大脑，决定走哪条路、怎么走
整机系统设计与搭建，整合它的所有能力
刚才视频中Jamoca小试身手，在平地上越障。但我们知道，现实环境里还有台阶、楼梯、坑坑洼洼等路面，机器人还要克服这些复杂情况。
为此，我们给Jamoca设计了一项高难度任务——走梅花桩，它也是国内首个能完成这项挑战的机器狗。走梅花桩对我们人类来说，难度也很大。我们在武侠小说、功夫电影里看到，“练功者”要花费大量时间反复训练，才能平稳地在窄小的桩面上行走。
和国际上其他四足机器人走木块的场景比较，Jamoca所挑战的梅花桩难度更大，落脚面积更小、间距不规则，高低错落，还有台阶组合。Jamoca要像功夫大师一样，看得准、选得优、走得稳。
让我们看看Jamoca完成得怎么样？Jamoca会自主选择路线，规避太远、太高、太费力的梅花桩；如果在桩面放上障碍物，Jamoca也会躲开。它的感知定位误差小于1厘米，每一步都能走在桩面正中心；Jamoca只用10毫秒左右的时间就能选好路线，并实时行动。也就是说从看清环境，到选择路线，再到付诸行动，Jamoca高度协同、反应很快。
Jamoca是如何做到精准感知和落脚的？我们给它设计了一套眼脚标定方法，它利用相机当眼睛，先找到环境中的特征点，比如桩面的大小、高低、远近，同时它还要考虑自身的位置和运动轨迹，将两者数据融合，在“AI大脑”中重建出整个三维运动场景，然后，在保证安全地踏到下一步的同时，找出最省力的运动轨迹。
Jamoca会走梅花桩，能很好地应对凹凸不平的路面。但生活中还有大量平整的路面，比如马路、室内环境，这时四条腿走路速度就不够快。
大家想想，什么东西移动速度快？
是的，轮子！从四条腿到四个轮子，移动效率大大提升。以前，我们的交通工具是马车，马车的效率受限于马的四条腿。后来发明了汽车，汽车引擎使得汽车移动速度显著提升。1900年在纽约第五大道看到的100辆车里只有1辆是汽车，但短短13年后，100辆车只剩一辆马车，低效率的马车被迅速淘汰。当然动物的优势还在，比如我们去深山、沙漠旅游，地形很复杂，也会用到马或者骆驼。
机器人能否兼具腿和轮子的优点，既能在崎岖路面走得稳、又能在平坦路面跑得快呢？
可以的。这是Jamoca的“师弟”Max。
Max是足轮融合多模态四足机器人，它有四条腿，可以平稳走过不平整路面，还会变换身高和跳跃。同时Max还有四个轮子，切换到四轮模式，最高速度可达每小时25公里。
为了让Max兼具腿和轮子的优势，我们对它的“躯干”和“大脑”做了很多创新。
躯干也就是本体设计方面，传统的足轮融合方案是把轮子放在脚上，需要两套电机分别驱动腿和轮子。这种方案会让机器人的腿变得“笨重”，能耗较大。通俗地讲就是行动很费力，灵活性也会有所降低。
而我们把轮子放在Max的膝关节上，用同一套电机同时驱动腿和轮子，这样质量更轻，能耗更低，运动更灵活。
大脑，也就是在运动规划与控制方面，Max在“师兄”Jamoca的能力上升级，新增四轮、双轮模态下的多种移动能力。
可以看到它在四轮姿态下能高速灵活运动，匍匐前进，环境改变了，它也能保持平衡；还能在摔倒后恢复，以及后空翻。
Max还能双腿站立移动，而且也很稳。我们踢踢它，或者拿东西撞撞它，它都不会摔倒。
此外，站立让Max解放“前腿”，这样就可以完成简单的任务，比如抱一些轻的物体。
刚才我们展示了机器人的移动能力，这也是腾讯RoboticsX实验室主攻的三大研究领域之一，此外我们还聚焦机器人灵巧操作和智能体研究。
机器人要能灵巧操作任务，比如农业机器人要采摘不同质地的农产品，又比如护理机器人要搀扶病人、老人，这些都需要有媲美人类皮肤的触觉，才能把握好力度。
同时，机器人也是智能体，需要“AI大脑”自主决策，让机器人与人之间、机器人与环境之间更好地交互。
未来的机器人还可能是什么样子，需要具备哪些能力？希望大家大胆想象。先预告一下，几天后我们将会发布新的一款机器人。敬请期待。
让我们再想远一点，回到我演讲开头的问题，机器人只能是物理实体吗？
想象一下这样的未来，你想去国外念书，但是疫情原因，出国很麻烦。这时你的虚拟分身可以坐到哈佛大学的教室里，不仅能听课，还能和世界各国的同学一起做实验、做运动。
欢迎大家来到“虚实集成世界”。
在这个新的世界里，虚拟世界将和真实世界紧密结合，这里有四个关键的技术点等待大家去探索：现实虚拟化，虚拟真实化，全息互联网，智能执行体。
首先，现实虚拟化。同学们会发现现在游戏、电影里的环境和人物越来越逼真，我们仿佛身临其境。逼真就是把现实虚拟化的能力。
比如腾讯AILab研究的千人千面技术，用30秒自拍视频，就能给你做一个3D形象，和你长得很像。
第二项技术是虚拟真实化，把遥不可及的东西真实地呈现在你的面前。
比如腾讯“云游敦煌”的微信小程序，你可以在手机上一睹流失海外的文物真容，还可以360度游览数字化敦煌石窟。
第三个是全息互联网。它创造了一个科技虫洞，把虚拟世界和真实世界中分布于不同地方的人、事、物全部同步到一起。
这是全息技术和混合现实技术的组合，能把分布于世界各地的人、事、物同步“投影”到一起。这里展示的是一个远程的全息的人，那个小女孩，和一个真人，她父亲，在一起互动。除了三维视觉信息，我们还能感受到声音来自空间的不同角度和不同位置。现在我们也开始研究触觉感知和力感知。也许不久以后我们会开始研究嗅觉和味觉。
第四项技术是智能执行体。它穿梭于虚拟和真实之间，改变了时间和游戏规则。
我们知道，很多现实问题很难研究，要么需要很长时间、要么需要很高人力或资金投入、要么就是风险很大，这些问题包括气候变化、农作物生长、发现新的药物或治疗方法等。这时我们会用到模型，将真实问题建模到虚拟世界来进行研究。
比如我们的机器人Max，假如全部在现实中做实验，他可能早就摔的支离破碎了，而我们可以让他在虚拟世界反复练习，掌握动作控制，再到现实中执行。
今天，我和大家分享了很多“不一定”。机器人不一定要像人或动物，非仿生形态也许更高效；不一定要用语言和人类交互，文字、视觉、触摸等等信息融合的方式能让沟通效率更高；机器人也不一定全部存在于现实世界，而可以穿梭在真实和虚拟世界之间。这些“不一定”意味着无限的想象空间，等待我们一起去探索。
虽然未来充满未知，存在很多“不一定”。但有一点是一定的，就是机器人一定要服务人类、造福人类，做人类的守护天使。在腾讯，我们提出“科技向善”的理念，我们的AI和机器人已经走进农业、医疗、能源、教育等很多领域。在探索过程中，我们要确保技术“可知、可控、可用、可靠”，从而让技术更好地服务于我们的美好生活，创造人机共存、共创、共赢的未来。
机器人和AI研究是一个跨国别、跨学科、困难而又漫长的科学探索工程，需要我们研究者同僚持之以恒，也需要青少年朋友不断加入。我们一起合作，砥砺前行。
因此，我给大家的寄语是：“夯实基础，才能站在巨人的肩膀上。”希望你们在学习、成长的过程中，多元发展，建立广阔的视野。也希望你们永葆好奇心，多提问、多思考，挖掘更多想象力！
未来机器人的七大发展趋势
预计到2025年，机器人工业产值预期可以达到4.5万亿美元，其中2.6万亿来自提高并延长人类寿命，1.4万亿可能来自工业自动化和商业服务任务；在工业和服务领域使用先进机器人承担的工作量相当于7500万全职职工。最终，节约时间的家用服务机器人创造效益可达5000亿美元。
机器人未来发展趋势
一、语言交流功能越来越完美
对于未来智能机器人的语言交流功能会越来越完美化，是一个必然性趋势，在人类的完美设计程序下，它们能轻松地掌握多个国家的语言，远高于人类的学习能力。
二、各种动作的完美化
未来机器人将以更灵活的类似人类的关节和仿真人造肌肉，使其动作更像人类，模仿人的所有动作，甚至做得更有形将成为可能。还有可能做出一些普通人很难做出的动作，如平地翻跟斗，倒立等。
三、外形越来越酷似人类
对于未来机器人，仿真程度很有可能达到即使你近在咫尺细看它的外在，你也只会把它当成人类，很难分辩是机器人，这种状况就如美国科幻大片《终结者》中的机器人物造型具有极至完美的人类外表。
四、复原功能越来越强大
未来智能机器人将具备越来越强大的自行复原功能，对于自身内部零件等运行情况，机器人会随时自行检索一切状况，并做到及时排除。它和检索功能就像我们人类感觉身体哪里不舒服一样是智能意识的表现。
五、体内能量储存越来越大
未来很可能制造出一种超级能量储量器，也是充电的，但有别于蓄电池在多次充电放电后，蓄电能力会逐步下降的缺点，能量储存器基本可永久保持储能效率。且充电快速而高效，单位体积储存能量相当于传统大容量蓄电池的百倍以上，也许这将成为智能机器人的理想动力供应源。
六、逻辑分析能力越来越强
对于智能机器人为了完美化模仿人类，科学家未来会不断地赋予它许多逻辑分析程序功能，这也相当于是智能的表现。如自行重组相应词汇成新的句子是逻辑能力的完美表现形式，还有若自身能量不足，可以自行充电，而不需要主人帮助，那是一种意识表现。
七、具备越来越多样化功能
未来高级智能机器人还会具备多样化的变形功能，比方从人形状态，变成一辆豪华的汽车也是有可能的，这似乎是真正意义上的变形金刚了，它载着你到处驶驰于你想去的任何地方，这种比较理想的设想，在未来都是有可能实现的。
最后是人比机器人聪明还是机器人比人聪明？人发明了机器人，机器人也不断在学习，能够增加自己的知识，我们一天要睡8个小时、工作12个小时、玩4个小时，而机器人一天24个小时，只要有电源就会不断学习，它积累知识的过程可能比人类更快。这或将是我们日后发展人工智能必须要考虑的一点。
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未来机器人畅想，你期待的机器人是什么样的
多年以前，在《黑客帝国》、《终结者》等电影中看到机器人，那会往往在想这样的机器人的到底什么时候才能出现在人们的生活中。如今AI技术飞速发展，各种各样的智能机器人相继出现在我们的生活中，虽然没有电影中那般灵活飘逸，功能丰富，但智能机器人不再存活在电影中，而是更加生活化。
回顾早起的机器人，基本上只能完成几个简单的指令，而且非常笨重。如今很多机器人都非常智能化了，而且也投入到了生活中使用，但大多功能单一，不够智能化。而为了更加生活化，很多智能机器人都开始往居家教育方面发展，以便机器人更好的融入人们的生活中。
目前我们生活中所见的机器人除了服务类机器人，最多的就是教育机器人了，而这类机器人虽然主打教育，专为孩子设计，但本身非常智能化。像这款优必选教育机器人就专为孩子设计，仿人形的外观设计，很符合人们心中机器人的形象。而且它不似传统机器人那般笨重，内置了多个伺服舵机，可以做出跳舞、格斗等多种高难度动作，非常灵活。
和目前所有的教育机器人一样，这款机器人同样内置了海量的学习资源，可以帮助孩子更好的学习。而且它搭载了腾讯叮咚智能语音系统，不仅能回答孩子的种种问题，还能与孩子进行亲密互动，就如同朋友一般开心畅聊。并且随着慢慢的使用，它会不断学习成长，变得越来越智能化。
纵观现在的所有教育机器人，越来越多的都设计了编程软件。之所以自带编程软件一方面的原因是应为编程机器人可玩性更高，但更多的原因是编程是未来机器人时代每个必须掌握的知识，而自带编程软件，能够很好的帮助孩子学习编程知识，以便孩子在未来赢得更多机会。
而这款优必选星际探险智能机器人就自带麻省理工可视化动作编程软件，非常简单易懂，就算是小孩子也能轻松学会。同时这款机器人还采用了积木拼搭的设计，除了常规的三种心态，还可以拼搭出任意造型，可以与家人或是好友一起拼搭，方便增进亲情和友谊。
除了教育机器人，智能居家机器人也是现在机器人发展的主流方向。像这款优必选机器人就属于居家机器人，更适合居家生活。它搭载了独特的智能语音技术，不仅能够快速识别语音，而且还能做到听声辨位，与它对话时，它会转头亲切回应，非常人性化。
同时这款机器人在语音交互方面更加智能化，人们可以通过机器人来实现声控QQ发送消息，视频电话等操作，非常方便。除此之外，它最棒的就是智能化家居应用，内置一套独特的智能化系统，连接智能家居之后，便能通过机器人来控制智能家电，让居家生活更加智能化。
虽然目前的智能机器人发展迅速，但我想大部分人理想的机器人应该像《机械公敌》里那样，不仅非常拟人化，而且能够像人类一样不断学习进化，就如同自己的贴身保镖一般。
智能机器人技术应用与发展趋势
王耀南院士在2020国家机器人发展论坛作报告
作者简介：王耀南，中国工程院院士，湖南大学教授。1981年毕业于东华理工大学电子计算机系，1989-1995年获湖南大学工业自动化系硕士、博士学位，1995-1997年国防科学技术大学自动控制系博士后研究，1998-2001年德国Bremen大学自动化系德国洪堡学者，2002-2004年德国Bremen大学BIBA研究所，欧盟第五框架国际合作重大项目首席科学家。2001-2020年担任湖南大学电气与信息工程学院院长，2014年任机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室主任，2015-2020年湖南大学机器人学院院长。
国家“百千万人才工程”入选者、中国自动化学会会士、中国计算机学会会士、中国人工智能学会会士、国家863计划智能机器人领域主题专家。中国图象图形学会理事长、全国智能机器人创新联盟副理事长、中国自动化学会常务理事、中国人工智能学会监事、教育部科技委能源与交通学部委员、湖南省自动化学会理事长等。
长期从事智能控制与机器人技术的教学和科研工作。成果获国家技术发明二等奖1项、国家科技进步二等奖4项、国际IEEE机器人与自动化领域“工业应用最高奖”。培养博士70余名（含IEEEFellow、长江学者、国家杰青等），发表IEEE等SCI论文160余篇，出版著作12部，获国家发明专利80余项。获得全国高等学校优秀教师、全国五一劳动奖章、全国先进工作者、全国创新争先奖等荣誉称号。
一、发展机器人的意义和目的
智能机器人发展永远在路上。我国东汉时期就出现了驾驶车马车，可以说是世界上最早出现的无人驾驶车，随着现代工业的发展，机器人进入第二个阶段开始为工业服务，20世纪机器人进入第三阶段即智能机器人时代。
人类在最早进入现代工业时代时，便将机器人应用到工业领域，使用工业机器人进行生产活动。由于劳动力极度短缺，二战后日本、美国和德国大范围应用机器人替代人工，因此，二战后的60年代这些国家就发展了工业机器人。
随着机器人的诞生，其越来越多的应用到汽车制造过程中，机器人技术发展到现在，正朝着工业4.0的目标大步前进。目前的机器人还只是自动化的装置，并不是真的智能机器人，未来需要的是真正智能的机器人。
机器人是制造强国的重要工具，机器人能够高效的完成焊接、加工、测量、检测等，尤其是我国，国家重大装备制造、例如航空及航天制造等方面离不开智能机器人，其在室内的使用也具有广泛前景。除此之外，机器人对国家民生工程方面也起到了至关重要的作用，机器人能辅助和替代人类完成危险的工作环节，能从事复杂、重复性高且耗时的任务，在大型工程建造、大型桥梁建造、应用维护、海洋开发、太空探索及智能制造中都发挥了极大的作用。机器人是国家重大工程建设的基础设施，是“新基建”建设中的重要时代脉络。
发展机器人最重要的在制造业，机器人能够解决制造业中的许多人工难点和痛点问题，例如人口老龄化、招工困难及制造难，产品迭代更新、小批量、多品种制造等方面的问题，同时也可以有效解决劳动力短缺、人口老龄化等问题。
二、国内外机器人的发展现状
当今世界各国都在大力发展机器人技术，如美国的机器人计划2.0，德国、欧盟的工业4.0计划、中国制造2025以及日本的机器人战略，以推动机器人向着高端制造、智能制造进军，抢占制高点。
从美国战略2.0可以分析，美国战略2.0强调多机器人之间相互交流和协作，打造机器人感知。德国工业4.0更多强调智能工厂，打造智能强国，在智能生产线、智能车间、智能工厂当中发挥机器人作用，通过信息物理系统将机器人融合到生产线中。欧盟期望打造机器人的协同，强调机器人之间的协作和面向医疗、人类生命健康的机器人及手术机器人。
中国机器人近十年来的发展可以分为两个阶段，前五年基本上在产业发展期，目前已经进入高端期。机器人是“制造业皇冠顶端的明珠”,其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志，要把我国机器人水平提高上去。因此，我国需要将国家机器人产业提高上去，占领更多的市场，发展机器人技术和产业已经成为我国的重大战略需求。“中国制造2025年”和《新一代人工智能发展规划纲要》等的发布就是要推进智能机器人发展，为国民经济和国家重大战略、国家重大工程服务，围绕机器人发展，各地政府和地方出台了很多政策，其中就包括深圳市，深圳市在服务机器人领域的发力非常明显。
三、智能机器人的关键技术
机器人（Robot）是一种可以自动执行操作或者移动作业的机械装置，它具有感知、规划、决策、控制等功能，能够完成人类难以完成的任务和重复、枯燥、危险或在恶劣环境下的工作。
从用途上机器人可以分为，工业机器人、农业机器人、医疗机器人、巡检机器人等；从空间上可以分为有陆、海、空等机器人。其中，工业机器人是主力，其次是水下机器人、空间机器人等。
不管机器人有多复杂，不管是何种类型的机器人，它都是一个自动化的系统，具备感知系统、决策系统和控制系统。机器人的关键技术主要就是四部分：本体机构、感知、决策和执行技术。用自动化的语言来描述即机器人是一个感知、决策和执行的反馈控制系统。
机器人也涵盖了许多的交叉学科，如机械工程、人工智能、控制科学、计算机、电子、材料以及多学科交叉融合。机器人在今天无处不在，被广泛应用到制造业、物流业、医疗行业、人类生活服务、海洋、航空、航天等领域，其在汽车制造和电子制造中也发挥了极大的作用。
四、机器人的未来发展方向
在装备制造业，大型复杂系统的构建，例如航空航天器的制造等方面，也需要多机器人的协同装配。除此之外，探月机器人等空间机器人近两年也发展迅速，因为各国都在竞争太空资源，还有用于海洋的辅助、打捞、水下探测等的海洋机器人，应用于恶劣环境下的科技考察的科研机器人，例如珠穆朗玛峰的攀登等在未来可使用机器人进行。
2020年新冠疫情爆发后，医疗机器人也将成为未来机器人发展的主攻方向，如开发出测温-诊断智能机器人、智能消毒机器人、医药物资搬运智能机器人等疫情应急防控机器人、助力机器人和防疫机器人等。脑机接口机器人是十大机器人热点问题之一，军用机器人、特种作业机器人也是未来的重大发展方向。
在科学杂志发布的机器人十大挑战和方向中，智能机器人是其中最重要的一个方向，包括脑机接口、社会交互、医疗、多机器群等都是智能机器人的发展方向。智能机器人网络、交互两个特征，体现出了智能化自主感知功能。机器人必须具备五大要素：感知、规划、决策、运动、自学习，其中智能感知、智能协作规划和智能精准控制是机器人的三大核心技术。
在机器人智能感知方面。设计完整的机器人视觉感知系统，打造微传感、高智能化的感控一体的芯片是十分重要的发展方向，其中也有诸多的工作要做。其将在机器人的三维识别、SLAM技术，机器人测量等方面的应用产生深远的影响。
在机器人控制技术方面。机器人的柔顺控制、机器人智能控制和多机器人协同控制都是当下的研究热点。其应用中都体现出了基于深度学习、强化学习的机器人控制技术。任务分配、复杂任务精准配置、网络控制和控制弹性，在抵御网络攻击的情况下保证系统有条不紊的工作都是机器人控制技术需要研究的内容。
机器人除了智能感知和智能控制，还需要稳定有效的关节，机器人关节是其执行机构的关键部件。机器人要完成复杂的任务作业还需要有灵巧的手，无论是医疗、工业、航天，还是海洋机器人都要用手来完成复杂的作业任务，因此灵巧的手是机器人的第四个关键技术。
基于四大技术可以把机器人集成创新，形成机器人系统应用，可以打造工业机器人、服务机器人、特种作业机器人，将其应用到不同领域。设计机器人的协同、调度、柔性自动化生产线，在制药、饮料等行业应用机器视觉，在汽车制造、电子装配的某些工序等方面使用机器人替代人工等方面都是未来的发展方向。
目前的机器人还处于工业1.0、2.0的阶段，未来机器人应该是机器人3.0，除了具备目前的功能外还要具备情感交互、人机协作、自学习、人机交互、语义分析和自然语言理解等方面的功能，这样才可以真正成为智能服务机器人，未来还期望机器人发展成自主服务机器人，进阶到4.0阶段。这其中有大量的工作需要完成，需要将AI技术，感知能力、记忆能力、学习能力、决策能力有机加入到机器人，让机器人具备一个智能化、自主网络控制系统，形成机器人大盘。发展机器人，人工智能是其中的关键，人工智能三大核心技术，感知技术、认知技术、行为控制技术是决定智能机器人的未来。
未来机器人的应用将面向网络协同化制造，基于柔性的自动化生产线进行小批量、多品种和个性化的制造。其需要具备数字化、网络化、智能化的特征，具备工业互联网络架构下的智能制造，形成从产品设计、研发、制造到服务的全流程智能制造。网络化协同制造可以满足个性化的生产与服务模式，以及复杂多变的作业环境与任务，是未来工业向智能化生产发展的趋势。机器人将在其中扮演重要作用。
在5G到来的时代背景下，在通讯速率提高，宽带、时延减少的云空间下，借用5G技术打造新一代智能网联电动车、智能无人飞行器、智能网联电动车也是未来城市美好的生活向往，即打造智能网联、无人驾驶、无人码头、机场。
人机交互也是非常重要的发展方向，人机协作模式将人的优势（智慧性、灵巧性）与机器人优势（高速率、高精度）深度结合，实现人机柔性作业，解决机器人部署成本高、柔性不足的问题。在工业、农业或者精准医疗方面都有极其重要的应用场景，它是将人工智能与机器人有机结合的强力纽带，其中包括语言识别、物体识别、语意理解、情感分析、意图理解以及决策层具备多模态交互、步态识别和交互等。
未来机器人发展一定是网络化、自主化、协作化、灵巧化的，同时机器人发展需要一个规划好的可执行性的战略，还要有创新的环境和下一代机器人的标准和技术，最关键的是要着力培养一批高水平科研带头人和产业队伍人才。
未来的机器人是什么样子
王珍
这个让人脑洞大开的问题，在2016CES会刊上有一个初步的答案：它可能是为特殊目的设计的，比如清洗烤箱、擦地板和提供辅助；社交机器人可以提供陪伴和情感互动，等等。
《第一财经日报》记者从此前的2015高工机器人年会上还获悉，未来工业机器人将实现“人机协作”，无需防护隔栏；而随着感知智能技术的突破，服务机器人未来将有可能走入千家万户。
高工金融服务项目总监张宏标在接受《第一财经日报》记者采访时预测，未来服务机器人的市场规模将是工业机器人的十倍以上，甚至达到上百倍，因为服务机器人涉及到生活的方方面面。
尽管目前工业机器人仍是机器人市场的主体，但是服务机器人的潜力也十分庞大，尤其是老年社会的逐步临近。
国际机器人联合会（IFR）预测，近三年将有3500万个“服务型机器人”出售。那时，中国累计将拥有并安装世界上超过三分之一的机器人。到2018年，娱乐休闲的机器人市场将达760亿美元。
荷兰家庭安全公司AmarylloInternational，专注开发单一用途机器人设备。“智能自动跟拍摄像机”就代表了聚焦单一功能的机器人应用，该公司已连续两年获得了CES创新大奖。又如Grillbot包含大马力发动机、铁丝刷子，能在10分钟内清洗完一个烤炉的丝网。
擦玻璃机器人、擦地机器人、移动空气净化器……“清洁机器人”的种类正越来越多。一项全球调查显示，2020年清洁机器人市场可能会达250万美元，这意味着从2015年到2020年的复合增长率将达到15.3%。
残障辅助机器人的需求将会上升，IFR说，这将是一个“快速、较长期的增长”。例如，美国航空航天局（NASA）有一个“Robonant”工程，为航天员提供辅助，比如机械手就可以帮助他们完成危险、无趣的工作。
中国工程院院士、香港中文大学深圳分院院长徐扬生，在2015高工机器人年会上演讲时指出，机器人有三要素——感知、认知、行动。比如，风来了，冷吗？这是感知；要加衣服吗？这是认知；自己能穿上衣服吗？这是行动。
“具备以上三个要素才是机器人，三十年来这三者的发展很不平衡。”徐扬生说，80%~90%的研究在行动，10%的研究在认知，感知发展很慢，最近五年才进展快些。各种机器人对三要素的要求不同，工业机器人对行动要求更高，服务机器人则对感知要求更高。
“为什么服务机器人这么难做？因为过去几十年感知发展慢。”徐扬生预言，“感知（智能）的行业可以做100年”，随着感知技术的发展，未来服务机器人将走入千家万户。
那么，工业机器人的发展方向又是什么呢？人机协作、并肩生产，将成为现实。
2015年12月，ABB发布了双臂的人机协作机器人YuMi。ABB珠海公司总经理王国超说，YuMi是ABB人机协作机器人产品家族的名称；YuMi系列下一批产品将于2016年全球发布，它们的工作范围将更大、负载更多、速度更快、编程更简单。
去年发布的YuMi，工作范围450~650mm，负载3~8公斤；应用于小件装配、物料搬运、检测；适用于3C、食品和医药行业。在ABB芬兰纸压产品业务部，已有2台YuMi与2个人在共事。
展望未来的技术趋势，ABB珠海公司总经理王国超说：一是协作。人和机器人并肩工作，无需防护；二是精简。简化编程、简化维护、降低能耗、缩小占用空间；三是集成式解决方案。如ABB将整合现有的电机、驱动、控制、人机界面及安全设备产品来提供整体解决方案。
库卡中国区研发总监FlorianMader也认为，“未来的自动化程度将变得更高，人机协作是其中一个表现。”他表示，人机协作将可以提高灵活性和生产力。
此前，库卡已在中国发布了一款7轴轻型灵敏机器人LBRiiwa。FlorianMader表示，iiwa好像扮演着操作员“第三只手”的角色，可以与操作员直接协作，无需使用安全护栏；同时，iiwa的传感器具备了非常高的精确度，适合进行精细的连接工艺。此外，iiwa还可以通过学习来完善自己的功能，帮助人们实现难以完成的操作。这些优势使iiwa除了可以应用在传统行业外，还能够处理外科医疗等精密而复杂的工作，为医疗机器人的应用提供了新的可能。
梳理生产自动化的发展历程，FlorianMader说，1970年，全部人工生产；1990年前后，开始应用工业机器人，工人与机器人分开区域来工作；2010年到2030年，工人与机器一起合作，实现人机协作、并肩生产。
高工机器人研究院的董事长张小飞认为，将来机器人也有感知、感觉，人机互动最后就是人和机器人整天在一起工作，未来机器人和人将是融合发展。
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未来的机器人会是什么样子？机器易于使用，能够与我们分享我们的世界，帮助我们处理日常事务。但在5G、人工智能和物联网的帮助下，它们的演变也隐藏着需要考虑的陷阱。
在这篇去年7月发表在意大利《晚报》"登录"栏目的文章中，标题为"机器人的审判"，机器人技术的节点出现在它与5G、传感器技术、人工智能和伦理层面的交汇处。
作者：BrunoSiciliano
当前的工业革命，在机器人技术和系统方面具有普遍性，也相当于一场经济、社会、文化和人类学革命。
与过去相比，今天的机器人行动不再是一连串预先确定的动作，而是通过控制系统自动完成的，该系统根据环境中发生的事情来管理运动。因此，机器人技术被定义为"感知和行动之间的智能连接"，具有认知层面，与决定和规划要执行的行动的可能性有关；感觉层面，被理解为通过分析数据对现实的了解；最后，行动层面，为实现预期目标要执行的行动。
物理世界和数字世界之间的桥梁
机器人技术在连接数字世界和物理世界方面，注定会成为新一代自主设备的驱动技术，这些设备通过学习能力，将能够与外部环境互动。在这个意义上，新词"交互技术"（IAT-InterActionTechnologies）的引入，解释了机器人和智能机器如何代表了那些信息和通信技术（ICT）的未来，这些技术今天停留在数据收集和处理的层面上，但只有当它们能够被用来对环境和人进行物理干预，修改前者并协助后者在物理世界中实时感知和行动的能力时，才会充分展现其潜力。
合作层面
过去，出于安全考虑，机器人被限制在远离人类的空间，而在新一代工厂中，它们已经成为事实上的机器人，以安全可靠的方式与工人一起工作，或者配备了自主权，即使在环境不确定和多变的情况下也能移动和工作。当协作机器人也成为可以直观使用的工具时，就像我们经常使用的没有指令的设备一样，那么我们将拥有一种技术，不仅可以彻底改变我们的生产方式，还可以改变日常生活。减少风险和工作疲劳，改善物质产品的生产过程及其可持续性，安全、高效和减少由于人员和货物运输造成的环境影响，对残疾人或老年人的身体援助，诊断和手术技术的进步，都是新的互动技术将成为服务于人类的工具的例子。
智能手机是一个例子，机器人学家把它作为开发未来自动装置的灵感。容易使用的物品，你甚至不需要阅读说明。
5G和传感器的贡献
机器人系统的效率也将得到5G的帮助，它将为通过无线通信控制的新一代机器人铺平道路，并配备新的基于云的数据处理和存储资源。在不久的将来，将在与人类共处的环境中工作的机器人必须具有互动、决策和对未预见的事件作出灵活反应的能力。要做到这一点，机器人必须能够探测环境并意识到其周围的环境。通过使用距离、视觉和接触传感器等外部感知传感器，提高来自外部的感觉和信息处理能力是至关重要的。基于学习（深度学习）的图像和声音处理技术增加了对推送计算资源的需求。尽管近年来处理器的计算能力和小型化得到了改善，但人们无法想象将所有必要的计算能力放在一个机器人中。能够通过无线连接将机器人与一台或多台外部计算机连接起来，代表了一种巨大的资产，可以为新一代的机器人打开大门，使其具有前所未有的自主性、安全性和可靠性。也就是说，为了让机器人正常工作，连接必须允许每秒传输大量的数据，而且传输数据所需的时间足够小，最重要的是，可以预测，即有恒定的延迟。
有了5G，机器人最终将能够实时动态控制，并在本地和全球范围内与人和机器连接。因此，我们可以看到物联网（IoT）将如何被技能互联网（IoS）所取代，这是一个"触觉互联网"，通过触觉设备（在此插入关于可穿戴技术的观察站4链接）实现远程物理体验，与无人机操作员或通过远程机器人系统进行手术的外科医生的技能和能力相匹配。
伦理方面
所描述的内容属于研究正在走向的未来层面。但是，机器人和智能机器在我们的社会中普遍存在的前景不能不指出一系列不同的伦理问题和道德困境，作为科学家和人类，我们都需要对此进行反思。如果利用机器人和人工智能（AI）的进步，使权力和财富进一步集中在少数人手中，在劳动力市场方面会产生什么社会影响？在心理学方面，人类与机器人的关系将产生什么影响？我们如何处理对这种工具的依赖？在法律方面，我们应该考虑机器人是否值得被承认为"人"，以及这在法律和道德方面有什么影响。然而，问题很多，应该从人是一个"技术主体"的假设出发，并一直被赋予自由和解放的工具，他能够利用这些工具进行进化。在未来，机器人和人工智能将是两个具有高度发展的工具，因此，不言而喻，必须对必须对进步的制约因素展开深刻的反思，以便技术不会变得危险和异化，而是像政治和经济一样，负责并始终牢记人的需求和中心地位的成为。
焦点：布鲁诺-西西里亚诺是谁？
布鲁诺-西西利亚诺(BrunoSiciliano)对于从事机器人工作的人来说是一个知名的名字。《WEROBOTS》已经在第2/2021期发表了对他的采访，其中他谈到了投资这一领域对意大利的重要性。我们已经在那个时候发表了他的详细简介。我们在此简要地重述一下它的基本事实。
布鲁诺-西西利亚诺是意大利那不勒斯的费德里科二世大学的自动工程教授，他还在那里创建了研究实验室PrismaLab，并负责协调工作。他还负责指导ICAROS部门间中心的工作。在他的职业生涯中，他协调了许多国际研究项目。他与斯坦福大学的OussamaKhatib一起担任"SpringerHandbookofRobotics"的编辑，这是一本名副其实的机器人知识概要，OussamaKhatib也是恩格尔伯格奖得主之一。
他还非常积极地推动和传播机器人技术。从2008年到2009年，他是IEEE机器人和自动化协会的主席，也是该协会的创始成员之一。
人与机器人的关系将如何演变？在开发旨在与工人或消费者分享世界的新产品时，必须仔细评估与智能机器不同且长期关系的心理影响。