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近年來(lái)，在自動(dòng)化需求的強勁帶動(dòng)下，全球掀起了一股機器人發(fā)展的熱潮，形形色色、各具功能的機器人產(chǎn)品，開(kāi)始頻繁出現在我們的視野之中。但不管是工業(yè)級的搬運、分揀、切割等機器人，還是消費級的掃地、醫療、教育等機器人，它們普遍透露出冰冷和僵硬的感覺(jué)，“鋼鐵戰士”的形象不僅拉遠了與人的距離，還在一定程度上限制了自身的應用。
在這樣的背景下，“柔性機器人”概念開(kāi)始逐漸被提出。通過(guò)柔軟材料的利用，驅動(dòng)方式的創(chuàng )新，人們希望機器人能夠擁有更好的環(huán)境適應性、安全性以及人機互動(dòng)能力，以此在先進(jìn)制造業(yè)中可以發(fā)揮出更大的價(jià)值。
柔性機器人你了解嗎？
毫無(wú)疑問(wèn)，柔性機器人作為一種新型產(chǎn)品，充滿(mǎn)了科學(xué)家式的浪漫，但這卻不是科學(xué)家們“柏拉圖式”的空想。從2015年開(kāi)始，伴隨著(zhù)我國科學(xué)家成功論證液態(tài)金屬柔性機器人的可能性之后，柔性機器人便已經(jīng)實(shí)現了理論與技術(shù)的突破，后續相關(guān)成果也越來(lái)越多的出現在我們面前。
而從逐漸面世的產(chǎn)品中，我們也對柔性機器人有了更清晰的認識。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，柔性機器人需要具備材料的柔軟性、優(yōu)良的環(huán)境適應性、超強的安全性，以及良好的人機互動(dòng)性，需要破除傳統機器人關(guān)節的僵硬和材料的剛強，朝著(zhù)更輕、更軟、更協(xié)調、更自主的方向發(fā)展。
目前，柔性機器人被主要分為了兩類(lèi)，一種是工業(yè)柔性機器人，還有一種是生物柔性機器人，它們因為領(lǐng)域應用的不同，其定義也相去甚遠。其中工業(yè)柔性機器人是從制造業(yè)的角度定義的，專(zhuān)指運用機器視覺(jué)的六軸以上工業(yè)機器人，而生物柔性機器人則是從生物學(xué)角度來(lái)講的，主要指模擬生物柔性與靈活性創(chuàng )造的仿生機器人。
現有的柔性機器人雖然有著(zhù)諸多優(yōu)點(diǎn)，但由于大多處于實(shí)驗室階段，不少的產(chǎn)品還是半成品。比如有的產(chǎn)品在材料上仍在使用剛性材料，有的產(chǎn)品只是多個(gè)硬質(zhì)單元組成的簡(jiǎn)單結構，有的產(chǎn)品在外表柔軟性和連接平滑性上還存在諸多不足等等?？偠灾?，柔性機器人當前只是提供了一個(gè)行業(yè)發(fā)展的價(jià)值方向，未來(lái)還有一很長(cháng)段道路需要走。
其行業(yè)發(fā)展難點(diǎn)為何？
那么，對于柔性機器人的行業(yè)發(fā)展來(lái)說(shuō)，其本身的難點(diǎn)究竟是什么呢？針對這個(gè)問(wèn)題，我們還需要從工業(yè)柔性機器人與生物柔性機器人兩個(gè)不同的角度來(lái)分析。
從工業(yè)柔性機器人來(lái)看，首要的技術(shù)難點(diǎn)可能是材料。因為要保障工業(yè)機器人的柔性化作業(yè)，打破人機關(guān)系間的“工業(yè)圍欄”，促進(jìn)人機交互的安全、順暢進(jìn)行，傳統的剛性連接器和外殼就無(wú)法繼續使用，通過(guò)3D打印等方式尋找新材料或是首要任務(wù)。
而從生物柔性機器人來(lái)看，驅動(dòng)可能是主要難點(diǎn)，其次還有材料。仿生機器人主要模仿的不只是生物外形，還有材質(zhì)、結構和運動(dòng)方式，這既需要利用一些特殊材料來(lái)打造皮膚、肌肉等構造，也需要新的驅動(dòng)方式來(lái)讓這些材料運動(dòng)起來(lái)，相比于工業(yè)柔性機器人來(lái)說(shuō)，其需要面對的難點(diǎn)更多更大。
但不管對于何種柔性機器人分類(lèi)來(lái)說(shuō)，對于新材料的研發(fā)探索都是必不可少的，可以說(shuō)柔軟的材料就是機器人柔性化實(shí)現的基礎，未來(lái)能否在材料的尋找上取得突破，將決定著(zhù)柔性機器人的發(fā)展能否走向成熟。
兩大場(chǎng)景的應用潛力
當前，對于柔性機器人的商業(yè)應用來(lái)說(shuō)，主要集中在兩大領(lǐng)域，即工業(yè)和醫療。其中，醫療領(lǐng)域是柔性機器人典型性和商業(yè)度較高的應用領(lǐng)域，潛力空間估值接近75億美元。
醫療機器人的柔性化運用可以分為手術(shù)、康復、護理、救援、轉運等多個(gè)環(huán)節，以手術(shù)機器人的臨床性和產(chǎn)業(yè)化程度為佳。而達芬奇手術(shù)機器人代表了柔性機器人在該領(lǐng)域的一定水平，其三個(gè)關(guān)鍵核心技術(shù)：可自由運動(dòng)的手臂腕部 、3D 高清影像技術(shù)、主控臺的人機交互設計，分別對應了柔性機器的機器感知、機器行動(dòng)和人機交互。
業(yè)內專(zhuān)業(yè)人士預測，柔性化的手術(shù)機器人在國內潛在市場(chǎng)空間約為136億元/年，考慮潛在購買(mǎi)方需求數量以及適應癥市場(chǎng)規模兩方面因素，中性估算未來(lái)國內手術(shù)機器人規模將達到75億元/年。柔性機器人在醫療領(lǐng)域的發(fā)展空間十分巨大。
而對于工業(yè)領(lǐng)域的柔性機器人應用來(lái)說(shuō)，隨著(zhù)近年來(lái)協(xié)作機器人的大火，在機器視覺(jué)等技術(shù)的加持之下，其在工業(yè)上的作用將越來(lái)越為人所關(guān)注，未來(lái)市場(chǎng)需求只會(huì )與日俱增。以當前國內工業(yè)機器人的迅猛發(fā)展之勢，柔性機器人的工業(yè)化應用相對于醫療來(lái)說(shuō)也將不遑多讓。
