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kb体育沉迷机器人:日本为何三十年潜心研究仿真机器人它有何功能?

发布日期:2023-09-20 03:37浏览次数:

  kb体育当前,日、德、韩、中、美被视为 “机器人五大国”,但你知道世界上有哪个国家对机器人,尤其是仿真机器人最感兴趣吗?

  如果你是八零九零这代人,应该在童年没少看日本高科技尤其是机器人的科教片。更应该对儿时的经典动画《铁臂阿童木》记忆犹新,动画的主人公就是一个对日本夫妇领养的机器人。而那段时间,正是日本轰轰烈烈的机器人大发展时期。对于机器人文化的畅想,开始出现在日本的各行各业中。

  上世纪80年代,日本靠着二战后婴儿潮的人口红利,依靠半导体等高科技产业,成为世界第二大经济体。但因为危及美国经济地位,引起了对方的坚决打击,日本被迫放弃芯片发展,签订广场条约,国运被断,迎来了失落的三十年。而在这三十年中,日本以国家意志将机器人定义为朝阳行业,试图再造一个新的“芯片帝国”。经过三十多年的发展,机器人在日本迅速普及,成为生产和应用工业机器人最多的 “机器人强国”,也成为世界上对机器人最 “友好”、在机器人 “人性化”方面最下功夫的国家。

  近十多年来,随着日本老龄化越来越严重,老人无奈照顾老人成为日本的现实。除了全民鼓励生育,机器人行业也被日本政府给予厚望。但是凡事有利有弊,众多日本男青年反而因为迷恋仿真机器人而选择单身,日本专家都大呼:“年轻人着迷于机器人,会加重日本的不婚不育”。机器人到底给日本会带来什么?

  日本作为科技强国,为何会把机器人定义为朝阳产业,几十年如一日地发展机器人?“机器人革命”能振兴日本经济吗?仿真机器人到底有何功能,能解决日本的老龄化问题吗?中国作为新兴科技强国,是否可以借鉴?本文,我们就来科普一下仿生机器人。全文约2500字,预计阅读时间15min,欢迎您的阅读。

  一、日本为何要押宝仿线月,日本政府出台《日本复兴战略》,提出要在 “再生的十年”(2013—2022年度) 实现国内生产总值(GDP) 年均名义增长率达到3%、实际增长率达到2%的目标。之后,日本政府火速启动“机器人革命实施会议”,由安倍首相亲自召开。直言要“通过规制改革实现机器人无障碍社会,确立世界最高水准的人工智能技术”(原线)解决养老问题

  就是在这次首相亲自召开的会议上,日本政府把2015年称为“机器人革命元年”,机器人行业被称为“技术创新的象征”,解决少子老龄化社会人手不足的“王牌手段”,也成为日本政府各种振兴经济的“高招”和“绝招”。所以,日本是真的押宝机器人产业,而用来解决“老龄化、养老难”的仿真机器人则是其重中之重。

  日本对于发展其机器人产业认识可谓相当深刻。除了面对日益严重的社会养老问题,日本高额的人工费用和青壮年劳动力不足也是非常现实的社会问题。近年来,随着日本劳动力不足问题日趋严重,从大企业到中小企业,最基层的基础劳动力始终是极大的问题,而对机器人的应用继续扩大或许是另外一种可行的方案。

  其实,早在90年代前半期,日本制造的工业机器人占世界市场的份额一度高达90% 。进入互联网时代之后,人工智能、计算机、机器人等技术受到全世界国家的关注,但日本依靠其多年的潜心研究,依然占据了重要位置。发展机器人产业,日本具有天然的优势。

  具体来说,日本的机器人领域在关节技术、高性能交流伺服电机、高精密减速器、控制器、驱动器等机器人的核心技术方面居世界领先地位,其高精密减速器、力传感器等的世界市场份额高90% 。与之相比,中国的机器人核心零部件大部分依赖从日本、德国等技术先进国家进口,其中精密减速器的75% 从日本进口,而这些零部件占到机器人整体 生产成本的70% 以上。(该数据来自中国机器人网)

  谈到日本的仿真机器人,很多人可能第一印象就是人形机器人。前几年,价值十几万的日本“妻子”机器人一度引发全网热议。但实际上,仿真机器人却不仅仅是模仿人类,地球上的、每一种生物经过亿万年的进化,某些部位早已巧夺天工,拥有了最合理的结构特点。而仿照这些特点,创造出可以为人类服务的仿真机器人,正是很多科学家一生的追求。

  具体来说,仿真机器人可以分为陆面仿真机器人、空中仿真机器人、水下仿真机器人。

  人形机器人只是陆面仿真机器人的一个重要分支。严格地说起来,类似这样的分支还有三到四种。这其中,比较出名的是仿真多足机器人、仿真蛇形机器人、仿真跳跃机器人等。这些不同种类的机器人,虽然都可以灵活地活动,却是模仿自不同的自然界动物。受限于篇幅原因,小编就不一一举例,大家感兴趣可以自己查看下对应的机器人。

  如今的无人机已经不是新鲜物品,但无人机的飞行原理,你找得到是源自哪种生物吗?人类虽然可以驾驭飞机,甚至冲出太空,但这种飞行方式完美吗?地球上有着众多鸟类和昆虫,其在飞行形态、运动方式、能量利用等方面,达到了几乎完美的程度。飞行器的制造思路,也许就在它们身上。

  没错,目前人类对于空中仿真机器人的研究还处于初始阶段。真正身处大自然的那些飞行精灵,并没有很好地被科学家破译。但这也意味着,在空中仿真机器人上,还有巨大的探索和发展空间。

  水下仿真机器人主要是模仿鱼类游动,绝大部分机器人都是利用电机控制摆动实现推进,但近些年,这种方式正在不断被革新,新型仿生材料和仿生驱动被应用于水下机器人,全球地位系统成为了机器人的眼睛。地球中大部分区域都是水环境,在水下机器人的利用上,科学家正在不断突破,相信在不久的未来,会有更多神奇的水下机器人诞生。

  仿真机器人千奇百怪,各有特点,但几乎无一例外地都会遇到自己的瓶颈,这是因为在基础层面上,很多通行的问题并没有获得突破。总的来说,问题主要集中在材料、控制、能量转化上。

  物理材料完全不同于生物材料,尤其是在生物减阻、自洁、抗疲劳等方面。生物力学和工程力学是两种不同的学科,如何能找到一个完美的结合点,将结构、驱动、材料一体化方,或许是打开机器人大门的必备钥匙之一。

  当前阶段,科学家对生物能量转换机理研究不深,各类机器人的能量转换效率很低。人造的仿真机器人往往需要大量的耗能,这与生物身上超高的能量转化率相比kb体育,完全不在一个数量级上。

  机器人绝不是笨重的代名词,未来的机器人反而会越来越灵活。像变形金刚那样的大家伙看起来威猛,但绝不会是主流。相反,微观控制是机器人发展的下一个重要突破点。目前,众多仿真机器人的控制方式依然很传统,更谈不上更精细的神经控制、机电控制,但在未来这是必须要攻克的难题之一。

  科学狂人马斯克就致力于脑机的研究,希望利用脑机技术,让大脑和芯片“人机合一”,实现思维不灭。而这种研究发展也遵循着由宏观向微观发展的原则,仿生学的终极研究,或许还在仿人上。

  仿生学的研究,必然会不断深入下去,其产生的研究成果,也将会在生活的各方面造福人类。以莱特维健为首的Wlnad就是很好的例证,或许在未来,我们能看到长寿城市的诞生。随着科技的不断发展,未来的精工机械可能都会慢慢向人工智能甚至是仿生学发展。而进化了几千万年的各种动植物昆虫,真的会是人类最好的老师。

  道法自然,在仿真机器人的道路上,人类还有很长的路要走。也许在不远的未来,每个人都会有一款体贴的女或男机器人陪伴成长。来源:思思小主

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