从“北京八分钟”展望中国人机协作的未来

    【科技随笔】

    在平昌冬奥会闭幕式上，24个载有透明冰屏的智能机器人和24名轮滑演员亮相。北京八分钟表演中，智能机器人与轮滑演员完美配合，在舞台上滑出优雅的曲线轨迹，向全世界展示了一场融合科技与文化的视听盛宴。

    其实，精彩的表演背后隐藏着重重困难。其中最突出的难题是机器人运动姿态的多样性与演员表演、演出音乐、地面投影、场地灯光等的协调统一，但难不倒我们的机器人工程师，他们专门研制了全新的导航控制算法，实现了多台机器人高水平的协同运转，并确保了所有移动机器人在演员移动频繁、场地光照复杂的情况下仍然能够精准定位和运动，使得机器人在表演中和轮滑演员一起跳出完美“舞步”，充分彰显了我国人工智能和机器人的水平。

    随着人工智能技术的发展，人机协作持续向多个应用领域扩展。“北京八分钟”表演中机器人与轮滑演员的合作只是人机协作应用领域众多拓展方向的其中一种。在制造业数字化、网络化、智能化的时代环境下，人机协作将人的认知能力与机器人的效率结合在一起，从而使人类可以安全、简便地进行使用。例如，瑞士ABB的双臂人机协作机器人YuMi可与工人一起协同工作，在感知到人的触碰后，会立刻放慢速度，最终停止运动。美国瑞森可的智能协作机器人Sawyer能够像人类一样主动适应现实环境的不断变化，并快速改变应用，以更安全、更精准、更灵活的方式工作。除了能够开拓全新的制造业生产模式之外，人机协作机器人良好的安全性、灵活性、易用性等特殊性能还能够广泛服务于娱乐、医疗、教育等领域。比如，去年3月，北京理工大学联合北京东直门医院和哈尔滨工业大学开发了世界上第一个能对中风偏瘫病人进行全身康复训练的仿人形康复机器人。

    与人工智能技术相融合，人机协作新时代离我们有多远？在工业机器人领域，人机协作机器人以其简单、易用、安全、灵活等优势，将更多地应用于零件装配、物料分拣、机床上下料等过程，因其小批量、定制化、周期短等特征，可以显著提高人机互动水平，人机协作未来市场蔚为可观。随着机器人应用领域的扩展，人机协作机器人也将在高危作业、紧急救援、医疗服务等领域成为人类的得力助手。当然，人机协作发展水平当前仍处于初期阶段，机器人的感知能力仍有很大的提升空间，安全和稳定性能尚需经历更多测试。譬如企业出于安全性考虑，一般需要用围栏把机器人和工作人员进行隔离，人机协作水平仍有进步空间。

    近年来，随着机器人智能水平不断提高，我国人机协作已经由传统工业机器人向服务和特种机器人领域迅速拓展。但在这个科技发展日新月异的时代，人工智能革命的浪潮不断推动人类的前进，随着人机协作机器人易用性、稳定性、安全性、智能性的快速提高，我们终将进入人与机器共同协作、进步和进化的新时代。相信在未来的舞台上，中国一定会看到机器人与演员手牵手共舞的精彩表演。

    （作者：李岩，系中国电子学会研究咨询中心博士；马良，系中国电子学会新一代信息技术研究室主任）