機器人輕量化材料應(yīng)用的研究進展

于成濤 張靜旖 吳英彪

自1959年世界第一臺工業(yè)機器人由Unimation公司生產(chǎn)出以來，機器人技術(shù)得到迅速發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、生活服務(wù)等各個領(lǐng)域，發(fā)揮著其重要的作用。麥肯錫全球研究所在2013年發(fā)布的《引領(lǐng)全球經(jīng)濟變革的顛覆性技術(shù)》報告中指出[1]，先進機器人技術(shù)是顛覆未來的12項技術(shù)之一。機器人技術(shù)的發(fā)展有望促進新一次工業(yè)革命，直接影響世界制造業(yè)戰(zhàn)略格局。因此機器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展和技術(shù)的革新決定了一個國家高端技術(shù)發(fā)展的水平和發(fā)展方向，已被重點列為國家科技發(fā)展的戰(zhàn)略需要[2]。

現(xiàn)代化工業(yè)的不斷發(fā)展以及生產(chǎn)過程機械化和自動化水平的提升，使人類與機器人的聯(lián)系更加緊密，主要有以下原因：①機器人為制造業(yè)發(fā)展提供助力，可以降低勞動強度、提高產(chǎn)品質(zhì)量、避免人身事故的發(fā)生；②在工業(yè)上應(yīng)用可以提升精度和效率，在惡劣環(huán)境和太空中，應(yīng)用機器人可以部分或全部替代人工安全完成作業(yè)；③機器人應(yīng)用已經(jīng)滲透在如醫(yī)療、教育、服務(wù)、軍事等諸多方面[3]。

基于計算機控制技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)工業(yè)機器人的開發(fā)利用始于20世紀中期[4]。傳統(tǒng)的工業(yè)機器人只適用于結(jié)構(gòu)化環(huán)境和重復(fù)的作業(yè)任務(wù)中，屬于多輸入、單末端輸出系統(tǒng)，同時傳統(tǒng)機器人反應(yīng)遲鈍，工作效率低，并且無認知與決策能力，無法與人實現(xiàn)高效溝通和交流[2]。傳統(tǒng)機器人適用于大批量的流水作業(yè)，可變制造能力有限。

隨著現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，伴隨著人工智能、互聯(lián)網(wǎng)+和大數(shù)據(jù)等技術(shù)的創(chuàng)新，人們將“智能制造”作為機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新需求。……