工业机器人关键技术

目前的发展过程中，由于多学科的交叉，机器人不断拓宽了应用，功能越来越完备了。通过像纳米技术、生物技术的融合，又出现了医疗机器人、仿生机器人、纳米机器人等等。随着当前网络技术和人工智能技术的发展，加快了机器人的研发和应用。机器人是一个学科交叉的领域，人工智能、网络、生命科学、微纳技术、3D技术结合，瞄准的目标是智能制造、智慧生活。

关于工业机器人的关键技术。首先工业机器已经非常的成熟，但未来工业机器人的创新发展还有机会，高性能集成化是它的主题，具体来说重载、高精度、轻量化、协作，这几方面是工业机器人发展的一个未来。关于重载，日本已经有1.7吨载荷的机器人；电子制造里已经有微米级的机器人；轻量化、人机协作方面，这种机器人已经有了，像库卡，国内的遨博等。

第二是移动操作化。在物流技术里，对工业机器人需求很大。机器人怎么去挑，移动加机器人加物流管理技术，未来这个方面会有需求。

第三个是智能网络化。对一个制造车间来说，单独工业机器人很难起作用，就必须网络化与工艺相结合，工艺、工具加机器人，加机床，加AGV，做大的系统集成，这个方面还存在很多关键技术。

服务机器人关键技术

在有关服务机器人的具体技术层面，3D打印、软体结构、人工皮肤、非结构环境下的SLAM（同步定位与建图）、基于视觉的图像处理、陪护的情感理解、安全问题、网络决策机制、模块化技术以及人机多机合作技术，这十个技术是我们在规划中国的服务机器人未来十到十五年的一些基本想法。

比方说我们要关注的，很多现在中国的物联网企业，电信企业都开始提出了云端机器人的概念。它实际上把机器人看作带有传感器的移动或不移动的手机，这样去理解的话，机器人是一个传感器的节点，它的技术问题就是知识的理解，以及通过怎么借助云的计算帮助机器人学习、共享知识，这方面又提高了个体机器人的智能化水平。

软体机器人发展也很大，因为它所涉及到人的手是非常厉害，它软，能做很多精细化的活。比如说抓取物品，进入肠道、血管，这些机器人必须软。这些问题给我们未来就提出很多技术挑战：材料怎么做，什么驱动，需要高能量，高密度，还有感知，它带动了这些学科的发展。最近国内立项的一些项目也有软体机器人。

人工皮肤技术，它也不完全属于机器人，未来的仿真机器人如果进入情感陪护，作为一个伴侣机器人，你希望它的皮肤像人一样好。怎么造这样的皮肤，这里就有材料科学问题，制造问题。此外，人肢体坏掉，通过人造皮肤，用自己的细胞打印和生长出这种你肤质的皮肤，对人的修复有很大的作用，这属于一个交叉学科的一个问题。

SLAM（同步定位与建图）技术，也就是一个扫地机器人进入家庭以后，能够像保姆一样理解地图，屋里的什么东西在哪里，在什么位置，自动把地图建好，去导航定位，就是一个在室内环境下的一个导航的问题，它是在室内服务机器人最关键的一个技术，在未来它的突破对我们家庭应用非常有帮助。

情感理解技术，真正机器人跟人交互的时候，机器人怎么去理解，这包括理论建模，分析、表达、感知等等，这需要人工智能技术的发展。

安全决策问题，我们不希望应用机器人以后，出现安全问题。如果在医院里边，用它来搬运人的话，机器人安全吗？孩子跟机器人玩安全吗？所以在技术层面上也提出了高安全决策的问题，这方面技术、软件、硬件要充分的保障。

最后难点是像人类一样思考问题，这是人工智能嵌入到机器人里最关键的技术。未来是什么，像孩子一样能学习的，叫自学习的净化，是未来智能机器人发展的关键问题，比方说通过视校、模仿、交互、积累以后再学习，逐步就实现了增量学习、终身学习的概念，它在像人一样思考。

所以我的理想中，机器人应该这么去发展，多学科要进来，包括搞人工智能的，搞网络的等这些专家来介入，把我们的水平提高。

医疗机器人关键技术

医学和机器人的结合出现医疗机器人。医疗机器人应用包括微创、骨科、放射、眼科等等，它的关键技术是机构设计与控制、图像处理、系统集成与呼吸跟踪。这些问题跟工业机器人不一样。

医疗机器人有这些研究热点：

首先我们的器官要三维重构，这需要三维重建与配准技术，以提高诊断精度与效率。

然后通过医生的经验去手术规划，也就是术前术中导航与规划技术，以提高手术精度。

制定好规划之后，机器人才能去手术，用什么样的工具就很关键，一般做人体手术的话，人尽量微创，在新型机构方面，要求更高。

然后是智能材料，如果在手术过程中有换关节、包括人工心脏替代等，材料技术与手术疗效密切相关。

再就是控制与信息融合的问题，在手术的过程中，能感觉到图像、切割的力，像人一样去手术，这样才能效率更高、更安全。

此外还有生物建模技术，以拓展医生手术抉择能力；人机交互技术，以提高手术可操作性。

在医疗机器人领域，目前最典型的应用是达芬奇手术系统，到去年已经售出四千多套，两千多个医院。它首台售价3100万元，第二台卖给了中国，2700万元，目前国内已经购买了46台，目前售价为2100万元。传统的微创手术，医生在镜头下去操作，体力、精力、精度都受限制，而且经验难以复制。现在医生在一个三维屏幕上操作交互设备，机械手在体内实现操作，手术精度大大提高。