（文章來源：珞石機器人）

經(jīng)過了半個多世紀的發(fā)展，工業(yè)機器人已廣泛應用于生產(chǎn)制造的很多環(huán)節(jié)，但仍然有大量生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要人工完成，機器人工人的數(shù)量目前仍然不到人類工人數(shù)量的1%，對于機器人工人的需求還遠未滿足，如果將范圍擴展至商業(yè)、醫(yī)療康復等廣義生產(chǎn)活動，這一需求更為龐大。面向這些需求，傳統(tǒng)工業(yè)機器人的限制在哪里？協(xié)作機器人是否解決了這些問題？我們需要什么樣的機器人技術(shù)？

傳統(tǒng)工業(yè)機器人由電動機器演化而來，和人工的比較優(yōu)勢是負載能力大、速度快、位置精度好。劣勢是：應對環(huán)境不確定性的調(diào)整能力差，智能化程度低。協(xié)作機器人在傳統(tǒng)工業(yè)機器人基礎(chǔ)上通過降低結(jié)構(gòu)重量，并限制電機功率和速度，實現(xiàn)與人在同一空間工作的安全保障，本質(zhì)是工業(yè)機器人的一個分支。

工業(yè)機器人（包括協(xié)作機器人），都是控制機器人位置，一般采用示教-執(zhí)行的開環(huán)過程，這種方式只能應用于嚴格結(jié)構(gòu)化的場景，對場景中出現(xiàn)的不確定性不能很好處理。比如零部件裝配，零部件公差配合的精度遠高于機器人位置控制的精度，只靠位置控制完不成裝配。而人工憑借力覺和手臂柔性，以及學習決策能力，可以輕松完成裝配動作。所以目前工廠需要大量工人在零部件裝配環(huán)節(jié)，工業(yè)機器人在這方面也做了大量應用嘗試，但效率很難pk人手。

如果把機器人的應用場景擴展到商業(yè)、醫(yī)療康復等廣義生產(chǎn)活動，比如康復理療，工業(yè)機器人在這些場景下相對人類手臂更是完全處于弱勢。醫(yī)生更多靠手臂力度幫助病人完成護理動作，而人類手臂的肌肉控制柔順特性，傳統(tǒng)工業(yè)機器人很難實現(xiàn)。目前傳統(tǒng)工業(yè)機器人仍然有大量的人工替代存量場景，但對于工業(yè)裝配、廣義生產(chǎn)活動，真正pk人類手臂的能力才是機械手臂的下一階段目標。

雖然傳統(tǒng)工業(yè)機器人也可以通過末端加力傳感器的方式實現(xiàn)力覺控制，但受限于面向位置的控制體系結(jié)構(gòu)，力覺閉環(huán)經(jīng)過的環(huán)節(jié)多，反應遲鈍，節(jié)拍很慢，很難比擬人手。柔性機器人與傳統(tǒng)工業(yè)機器人不同的軟硬件體系結(jié)構(gòu)：每個關(guān)節(jié)都配置力傳感器，并且底層控制體系結(jié)構(gòu)由原來的位置控制，轉(zhuǎn)變?yōu)榱臀恢萌诤峡刂疲箼C器人兼具高精度位置控制和高動態(tài)力控制。

所謂高動態(tài)力控，即力的閉環(huán)頻率相對工業(yè)機器人提升了一個到兩個數(shù)量級，力覺反應更靈敏，同時實現(xiàn)模擬人類手臂肌肉控制的柔順特性，使機器人具備了處理環(huán)境不確定性的能力。比如在零部件裝配場景，可以通過控制相應方向的主動柔順，模擬人手順應位置偏差，進行柔順裝配。再比如復雜曲面打磨，柔性機器人在前進方向進行位置控制，在打磨壓力方向進行力控制，并通過機械臂的柔順調(diào)整，自適應曲面的彎曲變化，這和人工操作的特性是一致的。

依靠高動態(tài)力控技術(shù)，可以全面升級目前協(xié)作機器人的特性：比如通過靈敏力感知，實現(xiàn)更輕便的拖動示教，甚至可以直接拖動機器人寫毛筆字，使機器人更易用。通過高靈敏度外力碰撞檢測，使人機協(xié)作更安全。另外，如果把AI比作人類大腦決策，則機械臂運動控制類似小腦和肢體控制，只有位置控制的肢體是不協(xié)調(diào)的。而力覺和柔順特性的加入，給上層智能提供了更強大平臺支撐，可以加速AI在廣義生產(chǎn)活動中的落地。

通過以上核心技術(shù)特性，柔性機器人可以解決生產(chǎn)裝配等傳統(tǒng)工業(yè)機器人的應用短板，同時可以使其可以拓展至輔助醫(yī)療和商業(yè)服務等更廣泛的場景中。

（責任編輯：fqj）