機(jī)器人與人“交集”需要多少種傳感器？
機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)是“小產(chǎn)業(yè)、大市場(chǎng)、高科技、高效益”，應(yīng)注重應(yīng)用和數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)，給機(jī)器人“大腦”。同時(shí)加大關(guān)鍵零部件和元器件的研發(fā)研制，培育自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)品牌。而未來隨著科技的發(fā)展，相信作為機(jī)器人“大腦”部件之一的傳感器，必將攻堅(jiān)克難，助力機(jī)器人與人類完美“交集”。
無(wú)人駕駛、掃地、下圍棋……從特斯拉的Autopilot到谷歌的阿爾法Go，如今，新一輪的機(jī)器人熱潮似乎已經(jīng)撲面而來。而在國(guó)內(nèi)，眾多機(jī)器人生產(chǎn)制造相關(guān)企業(yè)發(fā)展迅猛，產(chǎn)業(yè)格局初步形成。11月16日，機(jī)器人成“中國(guó)科技第一展”——第十八屆中國(guó)國(guó)際高新技術(shù)成果交易會(huì)關(guān)注焦點(diǎn)。而日前在廣州舉行的2016中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新峰會(huì)上，有專家提出機(jī)器人產(chǎn)業(yè)更應(yīng)注重應(yīng)用和數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)，給機(jī)器人“大腦”。
剛過去的“雙11”創(chuàng)造了1207億元的巨量交易紀(jì)錄，而幕后的機(jī)器人也是功不可沒，你每搶的4個(gè)包裹里面可能就有一個(gè)包裹，是由裝載了西門子數(shù)控（南京）有限公司變頻器的輸送機(jī)和分揀機(jī)分揀的。當(dāng)工人在操作臺(tái)上裝配復(fù)雜產(chǎn)品時(shí)，機(jī)器人系統(tǒng)負(fù)責(zé)“打下手”，嚴(yán)密監(jiān)督工人防止出錯(cuò)。只見工人左側(cè)是一個(gè)“零件柜”，密密麻麻的格子里放著不同小零件。下一道工序要用什么零件，小格子上的黃燈會(huì)提前亮起提醒。最有意思的是工具臺(tái)，每一把螺絲刀、起子都有自己的固定位置。機(jī)器系統(tǒng)會(huì)通過亮綠燈，提示工人下一個(gè)步驟該用什么工具，“德國(guó)式”的嚴(yán)謹(jǐn)可見一斑。
要給機(jī)器人“大腦”，使機(jī)器人的終極目標(biāo)與人無(wú)限接近，讓機(jī)器人獲取外界信息、解析周邊環(huán)境并作出相應(yīng)反應(yīng)的“五官”，就不得不提到傳感器了。
機(jī)器人的視覺、力覺、觸覺早已進(jìn)入實(shí)用階段，而且他的感官，如聽覺、嗅覺、味覺、滑覺等還等待攻克——研究出對(duì)應(yīng)的傳感器。傳感器其實(shí)就是一種檢測(cè)裝置，感受到被測(cè)量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。
最受關(guān)注的人類5大感覺器官，如果用傳感器相比擬的話，可以簡(jiǎn)單做一些歸類：
視覺——光敏傳感器；
聽覺——聲敏傳感器；
嗅覺——?dú)饷魝鞲衅鳎?/span>
味覺——化學(xué)傳感器；
觸覺——壓敏、溫敏、流體傳感器。
然而，機(jī)器人只有五官遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，一般可以這樣說，感官越豐富的機(jī)器人，其內(nèi)部就會(huì)有越多的傳感器。換句話說，如果你的機(jī)器人并不是那么靈敏，也許就是因?yàn)樯倭藗鞲衅鳌?/span>
按照傳感器的用武之地，即檢測(cè)對(duì)象，可以簡(jiǎn)單將傳感器簡(jiǎn)單分為內(nèi)外兩部分。
內(nèi)部傳感器，又稱為體內(nèi)傳感器，主要用于檢測(cè)機(jī)器人各內(nèi)部系統(tǒng)的狀況，如各關(guān)節(jié)的位置、速度、加速度溫度、電機(jī)速度、電機(jī)載荷、電池電壓等，并將所測(cè)得的信息作為反饋信息送至控制器，形成閉環(huán)控制。
外部傳感器，又稱為外界傳感器，用于獲取有關(guān)機(jī)器人的作業(yè)對(duì)象及外界環(huán)境等方面的信息，是機(jī)器人與周圍交互工作的信息通道，是用來執(zhí)行視覺、接近覺、嗅覺、聽覺等傳感器，比如距離測(cè)量、聲音、光線等。
根據(jù)運(yùn)行方式，傳感器也可以分為被動(dòng)式傳感器和主動(dòng)式傳感器。被動(dòng)式傳感器是指本身不發(fā)出能量，靠捕獲外界光線來獲得信息的傳感器，如CCD；主動(dòng)式傳感器就是那些有自主性的傳感器了，它們能發(fā)出探測(cè)信號(hào)，如紅外等。
傳感器其實(shí)也相當(dāng)于人類的神經(jīng)末梢，所以可知，靈敏度與分布的密度有極大的關(guān)系。的確如此，因?yàn)閷?duì)靈敏度的高要求，服務(wù)機(jī)器人必須攜帶更多的傳感器，這個(gè)世界難題也困擾了世界很多設(shè)計(jì)師。除了把傳感器做得更薄，他們也正在往“一個(gè)傳感器多個(gè)功能”的方向努力。
朱先生