當(dāng)前，機器人的股票市場一片紅火，機器人的概念也變得高端大氣上檔次，而各種各樣神秘、智能的特種機器人更是成為人們對于高科技的幻想。然而，人們在驚嘆于無所不能的特種機器人時，其市場應(yīng)用的種種瓶頸問題也隨之而來。特種機器人存在的瓶頸障礙不容忽視。
行業(yè)：特種機器人市場火熱
根據(jù)釋義，特種機器人是除工業(yè)機器人之外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種機器人總稱。按照服務(wù)范圍和用途的不同，特種機器人可以分為民用和軍用兩大類。其中民用機器人又可分為：家務(wù)機器人、醫(yī)用機器人、娛樂機器人、機器人化機器等。軍用機器人又可分為：排爆機器人、偵察機器人、戰(zhàn)場機器人、掃雷機器人、空中機器人、水下機器人，有些分支發(fā)展很快，如空中機器人，即無人機，廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代戰(zhàn)爭中。
總之，特種機器人悲觀以無限的想象和高科技化。上天、下地、入水，無處不可去，無所不能為，堪稱神勇的排頭兵。
相較于常規(guī)的工業(yè)機器人，特種機器人具備以下幾個特征。
首先，它的工作環(huán)境具有復(fù)雜性和多樣性。如果把常規(guī)的工業(yè)機器人比作坐在辦公室上班的白領(lǐng)，那么特種機器人就好比餐風(fēng)露宿、出現(xiàn)在各種戶外場合的建筑工人。各種艱苦的、人類所不能企及的環(huán)境都會研發(fā)出響應(yīng)的機器人，這是機器人存在的意義，也是特種機器人與生俱來的使命。
其次，它更強調(diào)感知、思維和復(fù)雜行動能力,比一般意義上的機器人需要更大的靈活性、機動性,具有更強的感知能力、決策能力、反應(yīng)能力以及行動能力。特種機器人從外觀上也遠(yuǎn)遠(yuǎn)脫離了最初工業(yè)機器人所具有的形狀。
最后，特種機器人的延伸性更強。未來更多新興領(lǐng)域?qū)霈F(xiàn)特種機器人的身影，同時，特種機器人將會帶動更多學(xué)科的發(fā)展。
產(chǎn)品：特種機器人“武功高強”
目前，特種機器人的種類繁多，其中，部分突出的應(yīng)用更體現(xiàn)了特種機器人的“武功高強”。
上天機器人——
自從人類的探知行為逐漸從陸地飛上高空，對太空資源的探索和開發(fā)變得格外引人關(guān)注。而這一切，不僅有賴于航天事業(yè)的發(fā)展，也催生了特種機器人在天上的作為。
前不久，美國一家雜志報道，美國國防高級研究計劃局計劃在2016年實施一項名為“鳳凰”的計劃，讓一個自主飛行的機器人飛行器從廢棄飛行器軌道上運行的退役飛行器上卸下天線，然后重新安裝新的通信系統(tǒng)，重建具有使用功能的地球靜止軌道通信衛(wèi)星?？梢灶A(yù)想的是，未來，這種讓機器人在外太空進(jìn)行維修、裝卸、探測乃至更多活動都會變得越來越普遍。
入地機器人——
恐怖片中，幽暗、神秘、復(fù)雜的地下環(huán)境往往令人不寒而栗，而這些地方通常都會出現(xiàn)難以預(yù)料的危險，一旦有需要，特種機器人將會鉆入地底下，完成巡查、排爆、偵查、探測等艱巨任務(wù)。
下水機器人——
目前，水下機器人已經(jīng)成為海洋資源開發(fā)和深水偵測、搜救的熱點。水下特種機器人擁有人類無法企及的優(yōu)勢。
今年4月，韓國“歲月”號客輪失事后，韓國海洋科學(xué)技術(shù)院研發(fā)的“螃蟹機器人”被運至臨近事發(fā)海域的全羅南道珍島郡彭木港，該機器人在接受最后的檢查后被投入到搜救工作中。“螃蟹機器人”是世界上最大、潛水最深的水下行走機器人。該機器人高2米，長寬分別為2.45米和2.42米，重達(dá)600公斤，外形類似螃蟹，因此也被稱為“螃蟹機器人”。該機器人可利用“6條腿”在海底行走，可應(yīng)付時速達(dá)3.7公里的海底暗流。它的潛水深度可達(dá)200米，可通過超聲波攝像頭在水中進(jìn)行拍攝，即使在渾濁的水中也能拍攝到前方15米之內(nèi)的景象。此外，通過遠(yuǎn)程操作，機器人還能提起水中的物體。
目前，水下機器人仍然存在著眾多關(guān)鍵技術(shù)難關(guān)需要攻克，如在海洋中，機器人上的每一個部件都必須承受住巨大的壓力而不變形、不破壞；在高壓環(huán)境中，耐高水壓的動態(tài)密封結(jié)構(gòu)和技術(shù)也是水下機器人的一項關(guān)鍵技術(shù)；如何利用新的信息技術(shù)處理技術(shù)研制出精度更高、誤碼率更低、作用距離更大的水聲設(shè)備；水下機器人的回收，尤其是深海區(qū)的回收更加艱難。
醫(yī)療機器人——
在患者身體開一道幾厘米的口子，出血不到100毫升，兩個小時內(nèi)就能成功完成一臺微創(chuàng)心臟手術(shù)，并且是在心臟不停跳的前提下完成。這在幾年前足以堪稱是不可思議的奇跡，但在高科技化的當(dāng)今卻已成為現(xiàn)實。是特種醫(yī)療機器人技術(shù)讓醫(yī)生突破了人手人眼的局限，通過機器人手術(shù)，患者的創(chuàng)傷可以實現(xiàn)最小化，手術(shù)精準(zhǔn)程度也提升到了全新的高度。
未來，特種醫(yī)療機器人將會以微創(chuàng)手術(shù)的方式，被越來越多地應(yīng)用于心外科等外科微創(chuàng)手術(shù)，被全球醫(yī)院爭相采用。
技術(shù)：核心關(guān)鍵技術(shù)仍需公關(guān)
從全球市場來看，特種機器人的應(yīng)用需求旺盛，發(fā)達(dá)國家的特種機器人技術(shù)已經(jīng)形成相對成熟和完善的體系，無論是機器人的產(chǎn)品特性、外觀設(shè)計還是整體智能化設(shè)計都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過中國。
以地震救災(zāi)特種機器人為例，日本和美國擁有較大話語權(quán)。
從整體技術(shù)上而言，我國的特種機器人主要瓶頸障礙在于核心關(guān)鍵技術(shù)。
1)遙控及監(jiān)控技術(shù)。機器人高水平的半自治功能；多機器人和操作者之間的協(xié)調(diào)控制；通過網(wǎng)絡(luò)建立大范圍內(nèi)的機器人遙控系統(tǒng)；對有時延的環(huán)境,克服時延所造成的控制上的困難；通過事先對可能出現(xiàn)的情況及對策的詳細(xì)研究,進(jìn)行局部自治控制等。
2)人機接口。近幾年來,在包括虛擬環(huán)境的人機接口方面的研究工作非常活躍,開發(fā)出各式各樣的輸入和輸出裝置,如三維鼠標(biāo)、數(shù)據(jù)手套、快門眼鏡、頭盔等,各種具有更好性能的臨感方法相繼被提出來,如具有類似人的大小的手、臂和雙眼視覺系統(tǒng)等。利用臨境技術(shù)建立機器人工作環(huán)境,讓操作者身臨其境地進(jìn)行操作。目前在利用多種傳感器的信息動態(tài)實時地建立環(huán)境方面,有很多問題有待研究。
3)多傳感器系統(tǒng)。基于多傳感器信息的獲取、融合、理解、處理和控制技術(shù)將是在未知環(huán)境中實現(xiàn)具有高度靈活性及高魯棒性行為的機器人的關(guān)鍵。
4)導(dǎo)航和定位問題。對移動式機器人來說,導(dǎo)航和定位是兩個重要的問題。對陸上機器人來說,里程計、方向陀螺等都比較成熟；對水下短程機器人來說,定位可以利用短基線、超短基線或長基線,而用GPS來標(biāo)定,導(dǎo)航可采用基于方向陀螺和多普勒測速組成遞推算法,并按測定的位置定時校正；對水下大航程機器人來說,目前還沒有好的方法。由于長距離的水下通信問題沒有解決,而海底圖匹配、海底圖的地理特征很難確定,試驗過的方法很多,如地貌匹配、重力場、重力梯度場等都不理想,而且代價太大,目前從理論上還沒有好辦法。完全未知空間環(huán)境探測機器人定位也是正在探索的問題.
5)機器智能。特種機器人大多對其智能程度有更高的期望,滿足其在未知或部分未知環(huán)境中自主作業(yè)的需要。特種機器人的智能可以體現(xiàn)在其工作的各個方面,包括諸如對環(huán)境的感知、信息的處理、行為決策、與人環(huán)境的協(xié)調(diào)和自學(xué)習(xí)等。傳統(tǒng)的符號推理系統(tǒng)、模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等都是人們在實現(xiàn)人工智能方面的努力。這方面的研究還遠(yuǎn)沒有達(dá)到人類期望的目標(biāo)。
6)虛擬機器人技術(shù)。許多特種機器人,在用于空間、水下、地面、地下、農(nóng)業(yè)和食品加工、消防和救援、醫(yī)療和護(hù)理、休閑和娛樂等時,遙控不失為一種主要手段?；诙鄠鞲衅?、多媒體和虛擬現(xiàn)實、臨場感的虛擬遙操作和人機交互,將成為共同需要發(fā)展的一項技術(shù)。
7)網(wǎng)絡(luò)機器人技術(shù)。通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展完全能夠?qū)⒏鞣N機器人連接到計算機通訊網(wǎng)絡(luò)上,并通過網(wǎng)絡(luò)對機器人進(jìn)行有效的控制。其中包括網(wǎng)絡(luò)接口裝置、眾多信息組的壓縮與解壓方法及傳輸方法研究。
8)多智能體協(xié)調(diào)控制技術(shù)。包括用于實現(xiàn)決策和操作自主的有多智能體組成的群體行為控制技術(shù)。微型和微小機器人技術(shù)包括微機構(gòu)、微傳感及相應(yīng)的微系統(tǒng)集成技術(shù)等。軟機器人技術(shù)主要研究在未來眾多的人與機器人共存的環(huán)境中,機器人對人的安全保護(hù)性技術(shù)。
除此之外，產(chǎn)業(yè)配套，人才也是制約我國機器人企業(yè)發(fā)展的一大瓶頸。
總之，未來，我國的特種機器人制造需要從深度化的研發(fā)工作開始，逐漸縮小與國外技術(shù)水平的差距。
