在最近所做的一次關(guān)于工業(yè)4.0目標(biāo)和項(xiàng)目的調(diào)查研究中，數(shù)據(jù)分析、人工智能和自主協(xié)同機(jī)器人這三項(xiàng)技術(shù)被將近500位美國(guó)和歐洲的工業(yè)領(lǐng)袖認(rèn)為是"投資回報(bào)最高（Bang for Your Buck）"之首選。工業(yè)機(jī)器人竟然獲得如此之高的優(yōu)先排名，這的確令人吃驚！讓我們更仔細(xì)地一探究竟。新一代人工智能增強(qiáng)型工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景和條件是否成熟？它們能夠帶來(lái)哪些好處？其中最有希望的機(jī)會(huì)有哪些？

　　工業(yè)4.0已經(jīng)到來(lái)，它正在改變一切

　　對(duì)于高質(zhì)量、高可靠、高度客制化的產(chǎn)品，整個(gè)世界的需求量都在增加，因此我們更要?jiǎng)?chuàng)新圖變。說(shuō)到工業(yè)4.0，自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)化的下一步演進(jìn)將會(huì)帶來(lái)更智能的商業(yè)模式，特別是在生產(chǎn)制造業(yè)。

　　在經(jīng)歷了數(shù)字化變革的世界，擁有更高的效率和更高水平的設(shè)計(jì)和質(zhì)量，工業(yè)設(shè)備將會(huì)變得更有活力；在高度分散的決策環(huán)境中自動(dòng)自主地采取行動(dòng)，這是必不可少的能力之一。因此，機(jī)器人正在進(jìn)化為智能、自主的機(jī)器，可以在機(jī)電網(wǎng)絡(luò)邊緣自動(dòng)地做出決策：在這里，機(jī)器可以與其他機(jī)器、人類和環(huán)境相互協(xié)同。他們不像上一代工業(yè)機(jī)器人那樣封閉活動(dòng)，而是變成更加智能的系統(tǒng)，在混合和復(fù)雜的環(huán)境中自動(dòng)化地完成工作流程。推動(dòng)這一切成為現(xiàn)實(shí)的，正是結(jié)合了5G等新通信的人工智能集成機(jī)器人技術(shù)。

　　邊緣數(shù)據(jù)是一場(chǎng)完美風(fēng)暴

　　這種分布式自動(dòng)自主決策模型需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算，而不是在云端。帶有傳感器的機(jī)器人不斷產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，并且實(shí)時(shí)、智能地處理這些數(shù)據(jù)。在這種趨勢(shì)之下，Gartner預(yù)計(jì)，從明年開(kāi)始，企業(yè)數(shù)據(jù)將會(huì)有超過(guò)50%會(huì)在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心之外產(chǎn)生和處理。隨著更多計(jì)算工作負(fù)載從數(shù)據(jù)中心向邊緣轉(zhuǎn)移，智能云和智能邊緣模型正在蓬勃發(fā)展，其中大部分低延遲計(jì)算發(fā)生在分散的地點(diǎn)，如工廠里不同的車(chē)間。

　　除了邊緣計(jì)算，智能邊緣還需要有無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)機(jī)制來(lái)推動(dòng)。進(jìn)入5G時(shí)代，我們將會(huì)擁有閃電般的速度、超高可靠性、低延遲和安全的網(wǎng)絡(luò)互連。具備了上述條件，這些系統(tǒng)就能通過(guò)數(shù)字反饋回路安全地獲得和處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，從而在機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、自動(dòng)自主車(chē)輛和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的自動(dòng)自主應(yīng)用系統(tǒng)。

　　為了讓機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自動(dòng)自主化并達(dá)到規(guī)?；瘧?yīng)用，并及時(shí)處理不斷收集到的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，就必須形成一個(gè)良性發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)。處在網(wǎng)絡(luò)邊緣的不僅僅是機(jī)器，而且是一個(gè)機(jī)器所構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)，其中需要專門(mén)的邊緣云，以便提供更多的服務(wù)，例如預(yù)測(cè)性維護(hù)、工廠整體優(yōu)化和績(jī)效管理。

　　人工智能應(yīng)推進(jìn)至設(shè)計(jì)過(guò)程的最前沿

　　面臨企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，支持人工智能的協(xié)作機(jī)器人將會(huì)對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行徹底的變革。這不僅僅是對(duì)現(xiàn)有解決方案的重新建構(gòu)或修補(bǔ)，而是需要實(shí)現(xiàn)體系結(jié)構(gòu)的升級(jí)，讓解決方案能夠滿足整個(gè)生命周期的需求。

　　以人工智能為先導(dǎo)的方法不是簡(jiǎn)單地增強(qiáng)現(xiàn)有的機(jī)器，而是將智能技術(shù)推進(jìn)至設(shè)計(jì)過(guò)程的最前沿。重點(diǎn)在于構(gòu)建適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案，將硬件融合到軟件定義的基礎(chǔ)設(shè)施中，從而有效地運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的功能，獲得更快的速度、更高的可靠性、更高的信息安全性和功能安全性，在整個(gè)業(yè)務(wù)的核心部位達(dá)成使命。

　　AI為工業(yè)機(jī)器人帶來(lái)新的市場(chǎng)機(jī)會(huì)

　　研究機(jī)構(gòu)ABI Research預(yù)計(jì)，企業(yè)如果采用新IIoT技術(shù)（例如AI集成的機(jī)器人技術(shù)），將使運(yùn)營(yíng)成本降低8.5%。這些企業(yè)還可以在軟件開(kāi)發(fā)和部署方面擁有更大的靈活性，與現(xiàn)有業(yè)務(wù)單元實(shí)現(xiàn)更完整的集成化，并提高所有業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)環(huán)節(jié)的效率。

　　事實(shí)上，人工智能和機(jī)器人相集成，其復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)到15.1%，市場(chǎng)規(guī)模到2027年將達(dá)到664.8億美元。

　　人工智能為高性能、高安全可靠性的工業(yè)機(jī)器人解決方案增加了市場(chǎng)機(jī)會(huì)。智能系統(tǒng)將會(huì)克服長(zhǎng)期存在的技術(shù)障礙，例如異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和異構(gòu)操作系統(tǒng)中集成不同組件的挑戰(zhàn)。新一代智能移動(dòng)機(jī)器人采用實(shí)時(shí)閉環(huán)控制的方式參與產(chǎn)品的制造、裝配、測(cè)試、驗(yàn)證、庫(kù)存、運(yùn)輸。 所有這些都減少了停機(jī)時(shí)間，以前所未有的方式提高制造業(yè)的生產(chǎn)效率。

　　自主機(jī)器人正在推升傳統(tǒng)的生產(chǎn)流程

　　隨著人工智能復(fù)雜度的提升，新技術(shù)也強(qiáng)化了智能優(yōu)勢(shì)，工業(yè)機(jī)器人的正在推升傳統(tǒng)的生產(chǎn)流程。例如：

　　●在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域：AI 機(jī)器人正在逐步滲透。包裝機(jī)器人就是其中一個(gè)典型的應(yīng)用場(chǎng)景，用來(lái)分析放進(jìn)包裝箱里的物品，以便根據(jù)其重量和體積來(lái)選擇最佳的包裝箱和包裝材料（類似于3D俄羅斯方塊:例如現(xiàn)有一瓶洗發(fā)香、一本書(shū)本和玩具一起運(yùn)送，應(yīng)該選用怎樣的包裝箱為最佳）。日漸盛行的定制化制造將會(huì)從AI技術(shù)大幅受益，因?yàn)檫@種生產(chǎn)制造方式不需要人工干預(yù)即可快速適應(yīng)市場(chǎng)需要。在走向成熟的服裝業(yè)機(jī)器人應(yīng)用中，AI是一項(xiàng)關(guān)鍵性的技術(shù)，從而可以讓機(jī)器更加聰明有效地進(jìn)行服裝生產(chǎn)。

　　●在電商零售行業(yè)：不論是規(guī)模較大的企業(yè)還是稍小的企業(yè)，都已經(jīng)大量采用帶有計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的機(jī)器人，應(yīng)用于倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)，負(fù)責(zé)將貨物準(zhǔn)備好以便直接發(fā)貨。有些機(jī)器人制造商在制造流程中把AI技術(shù)應(yīng)用于輔助運(yùn)動(dòng)計(jì)算。

　　●在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域：無(wú)人駕駛拖拉機(jī)和智能引導(dǎo)無(wú)人機(jī)正在應(yīng)用于農(nóng)田調(diào)查、作物種植、供水監(jiān)測(cè)和植物健康狀況以及農(nóng)產(chǎn)品采收。

　　●應(yīng)急響應(yīng)：高度自動(dòng)化的消防機(jī)器人和消防車(chē)輛，在危險(xiǎn)或困難的場(chǎng)合協(xié)助消防人員，穿越火場(chǎng)，自動(dòng)自主地接通水源、鋪設(shè)軟管、噴射水和泡沫，尤其有助于存放危險(xiǎn)材料或火災(zāi)已危及建筑物結(jié)構(gòu)完整性的區(qū)域執(zhí)行消防任務(wù)。

　　●機(jī)器骨骼：為了支持體力沉重的任務(wù)，或在人體工程學(xué)方面有挑戰(zhàn)性的操作，機(jī)器骨骼可以增強(qiáng)工人的力量和機(jī)動(dòng)性，使得在倉(cāng)庫(kù)中提升重型設(shè)備或執(zhí)行其他需要很大力量的重體力任務(wù)成為可能。

　　●太空探索：無(wú)人太空任務(wù)和人工智能引導(dǎo)的機(jī)器人車(chē)輛在探索宇宙、繪制行星地形圖、從遙遠(yuǎn)的太陽(yáng)系邊界獲取數(shù)據(jù)以及獲取有關(guān)地球系統(tǒng)和氣候變化知識(shí)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

　　在第一次工業(yè)革命期間，亞當(dāng)·斯密（Adam Smith）通過(guò)一個(gè)現(xiàn)在看來(lái)很簡(jiǎn)單的想法預(yù)測(cè)到生產(chǎn)率將提高480%：分工。但還是讓這個(gè)話題就此打住，回來(lái)探討第四次工業(yè)革命。我們可以盡情暢想，AI增強(qiáng)型機(jī)器人技術(shù)和5G等商業(yè)模式轉(zhuǎn)換技術(shù)將如何影響生產(chǎn)力、效率以及我們未來(lái)的生活和工作方式。