未来,机器人将无处不在,但它们不会夺走所有人的工作。该领域的进展有望开辟一条道路,让机器人与人类能够轻松地协同工作。
目前,机器人领域有四大关键趋势。
1. 适应性
人工智能(AI)及相关技术的近期热潮为机器人领域带来了助力。事实上,从个人协助到治疗,从社交陪伴到搜救,该领域的社会经济前景如今已无可置疑。无论是在工作场所增强人类能力,协助完成家务,还是提高灾难响应行动的效率,未来几代机器人都需要具备与人类相当的移动和操控能力,以执行日益多样化的各类任务。
2. 个性化
得益于新技术和持续创新,机器人的制造过程将比如今显著更加便捷。直观的界面和软件将使完全定制化的机器人设计成为可能,使其能够完美适应不同任务以及用户的需求和偏好。
通过降低机器人领域的准入门槛,更广泛的人群将有机会参与目前仅限于领域专家的活动。
这有可能像开源软件重塑IT格局一样,深刻影响该领域。其理念在于让人类设计师能够在一个用户友好的软件平台上,以极少的工作量打造量身定制的机器人。简而言之,工程学与人工智能相融合,帮助人们提升技能,以适应快速变化的工作世界,而这一变化正迅速成为我们这一代人面临的决定性挑战。

3. 按需交付
这一趋势将机器人定制能力进一步提升。3D打印部件的生产与组装不仅使即时定制设计的机器人成为可能,还能实现现场自组装。这就像科学家的乐高积木。希望在野外部署机器人执行任务的研究人员,将能够根据自身标准设计机器人,亲自生成其组件,然后组装并立即投入使用。
对陪伴型机器人感兴趣的客户,同样可以选择自己的偏好,当天下单,次日即可收到心仪的产品,而且无需承受过高的经济负担。
4. 编排
人工智能也在教会机器人如何移动,从而使其学习过程实现自动化,借此掌握所处环境的规则,并学会如何避开或应对障碍物。
机器人传统上的移动方式缓慢而笨拙。新颖的轨迹优化技术使用户能够生成行走、滚动、滑行,甚至滑冰等动作——同样可根据需求或偏好进行选择。这些动作基于用于设计每个机器人个体的组件而产生。
这一特性进而使机器人的动作和行为具备稳定、物理上可行的运动方式,既逼真又引人入胜。运用这一新设计方法,多种混合式腿式或轮式移动机器人不仅可以被构想出来,还能够被实现。

机器人领域的下一步是什么?
新兴的数字化制造技术和新型材料正为日益逼真的机器人铺平道路。关键趋势在于应对复杂性。
增材制造(AM)技术的颠覆性力量源于其能够利用不断扩展的材料范围,制造出几何复杂度无与伦比的设计。更加引人注目的是,增材制造使得打印结构的机械性能可以根据高级规格进行设计,通过数字化控制各基础材料的几何排列和组成来实现。
通过掌握增材制造所带来的前所未有的制造能力,未来十年我们将能够创造出在机械精密度上接近生物结构的合成结构。
这将催生新型机器人,它们在形态和功能上都将类似于生物力学系统。这些机器人将摒弃完全依赖刚性材料和执行器的传统设计,转而采用柔顺型替代方案,从而重新定义其性能、效率、稳健性和安全性特征。
尽管机器人常被视为科幻领域的事物,但技术正在推动其融入社会。上述趋势表明,机器人无处不在的时代比我们想象的更近。
与此同时,这些进展都将有助于创造更有意义的人机互动,避免机器人夺走所有人工作这一令人担忧的情形。恰恰相反,它们有潜力提供急需的辅助,这种辅助既能互补,又有益处。
Stelian Coros教授将在苏黎世联邦理工学院展馆的 “重新思考设计”展览 中展示他的机器人,该展览于2019年世界经济论坛年会期间在达沃斯举办。


