国内首份协作机器人技术报告发布，四大前沿发展趋势速览

6月22日，机器人行业高端智库Leid智库与全球柔性智能机器人领导者Section Card Robots联合发布《2022中国协同机器人技术发展报告》。会议发表了报告（以下简称《报告》），分析了协作机器人的前沿技术，探讨了协作机器人在智能感知、自主认知、人机交互、碰撞检测等方面的技术发展趋势。来自上海交通大学、北京理工大学、上海机器人工业技术研究院、里德机器人研究院、分段机器人等行业专家出席了在线发布会，共同探讨协作机器人的关键技术和创新应用。

前沿发展趋势1：智能感知--多学科融合感知是协作机器人与人、协作机器人与环境、协作机器人交互的基础。在感知技术方面，除了多传感信息融合外，协作机器人越来越多地呈现出深度交叉融合的趋势，如神经科学、生物技术、人工智能、认知科学、网络大数据技术等。未来的研究方向是主动传感和自然交互的理论和方法，增加更多的传感器，使协作机器人能够理解人类指令（语音，手势和图形）基于复杂动态环境下的知识获取、学习和推理方法的研究，基于动态环境下的视觉认知和主动行为意图理解和预测理论，协作机器人的自主学习和机器人知识传播方法，多模态人机协作的态势感知和自然交互方法，研究了协作机器人与人之间的交互意图理解和信息交换。它实现了自然、和谐的情感互动。

前沿发展趋势2：自主认知--在复杂环境中的灵巧工作先进的智能是新一代协作机器人的主要共同技术要求。目前，协作机器人的应用越来越广泛，需要在复杂的工作能力、适应性和可重构的装配能力、感知非结构化环境的能力以及与人协作的能力等方面更加智能化。协作机器人应用于商业服务市场，涉及的主要挑战包括自然互动、人机安全、环境适应性、复杂灵巧的工作，智能是应对挑战的可行技术方法。

协作机器人在复杂恶劣的工业环境中工作，需要更智能的环境感知和适应能力，人机协调工作能力和异常处理能力。先进的认知算法是实现协作机器人智能化的主要手段。未来的研究重点是对复杂环境的自主识别。深入研究复杂环境和复杂任务的自主控制，识别协作机器人的动态行为和智能控制与环境之间的关系和影响规律，实现协作机器人的灵巧工作和自主控制。发展趋势3：人机交互--机器人操作智能人机交互技术的飞速发展，并逐渐深入到人机工程学等领域的研究、用户体验等方面，现有的一些人机交互系统已经开始发展。它不再局限于简单的设备输入和教学操作，如鼠标和键盘，它可以通过语音识别、指纹识别甚至虹膜识别来完成工作程序的输入。随着对协作机器人的易用性和易用性的要求越来越高，人机交互的手势理解已成为人机交互技术的重要研究内容。通过连续手势识别操作协作机器人是人机交互技术的研究热点之一，具有广泛的应用领域。手势识别是在人的手动作的基础上完成的，在工业生产中，通过手势控制机器人的动作，可以简化机器人的教学过程和操作过程，具有很大的应用价值。目前，手势识别领域最突出的研究方法包括基于手套的识别和使用视觉信息的识别。使用手套的识别方法主要是利用光纤等取得手掌、手指的关节位置以及弯曲程度进行建模。基于视觉的识别方法是从摄像机获取手势图像，进行一系列算法处理，然后识别结果的方法。

前沿发展趋势4：碰撞检测-自适应灵活控制碰撞检测一般分为基于传感器的碰撞检测和基于无传感器的碰撞检测。基于传感器的检测有基于扭矩传感器的检测方式，以基于扭矩传感器或基于基础、末端六维传感器的方式进行检测。除了这种碰撞检测方法外，许多情况下还需要为协作机器人建立动态模型，估计外力，并建立观察器。如果检测到外力，或者观察者检测到干扰，就会发生碰撞。基于无传感器碰撞检测，首先通过检测人与协作机器人接触时的单关节电机电流来判断协作机器人与人之间是软接触还是碰撞接触;然后根据当前电机反馈得到的电流实际值和动态模型计算的理想值，设计融合算法，生成随时间变化的电碰撞检测阈值。识别事故碰撞和人类有意识的软接触，解决人类与协作机器人接触后的安全碰撞问题。

在本次大会上，LED机器人服务平台CEO潘月博士和智能卡机器人CTO徐雄博士分别发表了演讲。北京理工大学智能机器人研究所、立德机器人研究院院长段星光教授、上海交通大学机动学院副研究员吴建华教授、上海机器人产业技术研究院院长黄慧洁、节卡机器人（深圳）有限公司总经理刘博峰分别作了主旨发言。北京理工大学智能机器人研究所领导机器人研究所的段星光教授对《2022年中国协作机器人技术发展报告》进行了全面分析，发现近两年国内协作机器人市场销量保持快速增长态势，2021年销量将达到15300台，同比增长45.7%。销售额超过15亿元。随着机器人技术的进步和智能生产的需要，协作机器人将在许多领域承担更多的责任，成为人类的重要助手和工具。未来，协作机器人技术将呈现出操作模式灵巧、感知模式多样化、智能决策模式、更安全控制模式、系统架构云化、工业系统生态化的发展趋势。

上海交通大学机动学院副研究员吴建华作了题为“协作机器人技术发展趋势思考”的主旨演讲。对于协作机器人的安全性，他指出，视觉防撞计划和电子皮肤可以直接观察机器人的安全状况，其他技术需要实现精确的动态模型，轻量化技术可以降低机器人的动能，从本质上保证安全。在协作机器人的易用性方面，便捷编程技术、人机交互技术、智能控制技术、人机协作技术等将推动协作机器人更加智能化、更加易用。

上海机器人产业技术研究院所长黄惠杰在《协作机器人可靠性技术的研究应用》中指出，在评价“质量”时，产品开发者要建立责任矩阵，进行研发可靠性管理和改进，产品用户要认识到产品属性，以便使用可靠性管理和改进。MTBF行业水平的工业机器人机械平均故障时间在5万小时以上，目前国内只有卡段机器人才能达到MTBF50万小时认证。

节卡机器人（深圳）有限公司总经理刘波峰发表了《节卡机器人在柔性制造领域的技术创新》主题演讲，重点介绍节卡机器人产品在半导体封装测试应用中已经实现了多项高门槛的柔性工艺切割。节卡机器人产品可快速部署，翻转适用于柔性生产和高精度，可以代替完美的劳动力和快速的投资回报。在机床上下应用中，智能卡机器人产品可以实现灵活的生产、快速的调试和IP68级别的防水。