学术白作者

全球首个全数字化房屋面世,不仅有3D打印,还有机器人“盖房”!

近日,在瑞士苏黎世一座特殊的房屋完工。它是利用机器人和3D打印等多种数字化技术建造的三层住宅,这也是世界上首个使用几乎完全数字化流程设计、规划和建造的房屋。据悉,在接下来的两个月内会有四名居民入住,屋内会配备各种智能家电,住户将针对安全及智能化进行测试。——央视财经

作为集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备,机器人的诞生对未来的生产生活产生了变革性的影响。机器人不仅广泛运用于工厂作业中,而且近两年来开始向家庭生活的运用渗透。

就工业运用而言,随着人工运营成本的不断提升,可以24小时不间断工作的机器人越来越成为各个产业投资的宠儿。

除了带来机械劳动效率的提升之外,机器人的广泛运用还能够在生产作业中劳动者的人身安全,降低生产成本。而在机器人在家庭生活中的运用则是进一步减轻了家庭成员们家务劳作的负担,给人们留下了更多的时间陪伴各自的家人。情感机器人的出现则是解决了老人与儿童的看护问题,帮助青年人在家庭与工作之间寻得平衡。

总的来说,从早期的从事简单的搬运等生产活动,到目前的陪护功能的发展,机器人的结构与功能发生日新月异的变化,性能与功能得到了不断的拓展与完善。近二十年来,互联网的发展带动了一系列网络延展科技的发展,给人们的生活带来了翻天覆地的变化,未来,互联网将向物联网发展,而机器人作为物联网的重要一环,正不断改变人们的生产生活方式。

目前机器人主要分为:工业机器人和服务机器人两大类。工业机器人细分为焊接机器人、搬运机器人、装配机器人、处理机器人、喷涂机器人五大类,服务机器人细分为个人、家用机器人、专业服务机器人。

我们的生活正向着智能化的方向不断发展,智能手机、智能电视、智能冰箱……机器的智能化给人们的生活带来了极大的便利,机器人也不可避免地向着智能化发展,智能机器人将是大势所趋。

智能机器人得以实现主要依赖于两项技术的突破:

(1)人机互动方式的改善;

(2)数据获取与处理能力的提升。

追溯到这两项技术的学术之源,Robotics的发展为智能机器人产业的爆发提供了智力支持。Robotics的研究不断地研究如何进一步改善人际互动的方式与优化数据的获取与处理。

而随着这一学科的不断发展,随着声音识别、图像分析等技术的全方位突破,在大数据的时代下,智能机器人将成为既智能手机之后又一个行业的独角兽产业,并将带动其他相关链条产业的快速爆发。

作为智能机器人产业核心推动力,Robotics的发展直接决定了智能机器人的人机交互能力和数据的获取与处理能力。以智能机器人为代表的智能硬件产业随时可能爆发,Robotics将扮演决定性作用。

机器人趋势分析

下面我们将用Trend analysis分析机器人技术领域内的研究热点。(复制链接https://trend.aminer.cn/topic/trend?query=Robotics至浏览器打开即可进入机器人趋势分析)

下图是当前该领域的热点技术趋势分析,通过Trend analysis分析挖掘可以发现当前该领域的热门研究话题如下:

  • computer vision

  • image classification

  • object recognition

  • support vector machines

  • computer graphics

  • image retrieval

  • image segmentation

  • maximum likelihood estimate

  • feature extraction

  • machine vision

根据Trend analysis的分析我们可以发现,话题热度最高的是computer vision,而作为计算机视觉系统重要组成部分的图像检索、识别、分类、分割等应用也出现在该领域内热门研究话题之列。

21世纪是一个充满信息的时代,图像作为人类感知世界的视觉基础,是人类获取信息、表达信息和传递信息的重要手段,图像识别更是能够让机器人“开眼看世界”。

机器人全球学者分布

Robotics的全球学者分布与相应国家对于机器人的产业需求是类似的,全球Robotics研究学者集中分布在美中日德等少数国家,美国在Robotics方面的研究在全球遥遥领先。

机器人最早是在美国研发而成的,早在1962年,美国便研发出了世界上的第一台工业机器人,即使比起号称是“机器人王国”的日本,起步也是早了五六年。从机器人学的产业化运用来看,美国是绝对的机器人强国,相关技术的发展远远领先于其他国家。

中国的机器人研究虽然起步非常晚,但是政府对相关产业给予了相当程度的支持与重视。1986年3月,中国政府把、把研究、开发智能机器人的内容列入国家863高科技发展规划中。在中国政府的支持之下,中国建成了一批高水平的研究开发基地,造就了一支跨世纪的研究开发队伍,为21世纪机器人技术的持续创新发展奠定了基础。

在中国,Robotics研究学者集中分布在北京、江苏、广东等地。京东阿里巴巴腾讯等企业在Robotics领域持续加大投入。

有关Robotics的研究主要以Roland Siegwart、Atsuo Takanishi、Paolo Dario、Kerstin Dautenhahn、Hiroshi Ishiguro、Takayuki Kanda、Wolfram Burgard、Manuela M. Veloso、Gerd Hirzinger、Sebastian Thrun十人为首的流派研究构成。

这十位研究学者分别来自于不同的研究机构,研究兴趣主要集中在human motion、mobile robots、motion planning、humanoid robots和human robot interaction等方向。

这些学者在citation、G-index、H-index、diversity和sociability方面都有着不俗的表现,但是近两年参加的活动较少。

机器人代表性学者


Roland Siegwart

苏黎世联邦理工学院的Roland Siegwart教授是机器人领域内的代表学者之一。Roland 是瑞士工程科学院院士、美国电子电气工程师协会会士、国际机器人学原理学会(IFRR)研究员。他协调了四个大型欧洲项目,还是6家衍生公司的联合创始人。

Roland Siegwart 是几届机器人学大会的主席,具体包括 IROS 2002、AIM 2007、FSR 2007、ISRR 2009等。他的兴趣方向包括在复杂和高度动态环境下,智能机器人的创造和控制。典型实例包括私人和服务机器人、检测设备、自主微型飞行器和行走机器人。

Danica Kragic

Danica Kragic是瑞典斯德哥尔摩皇家理工学院(KTH)的计算机科学教授,自治系统中心主管,还一直是美国哥伦比亚大学和约翰霍普金斯大学的访问学者。

Danica Kragic获得了2007年IEEE机器人与自动化学会早期学术职业奖。她主持了IEEERAS计算机和机器人视觉技术委员会,并担任IEEE RAS AdCom成员。她于2012年获得了ERC启动资助。而且,她的研究得到了欧盟、Knut和AliceWallenberg基金会,瑞典战略研究基金会和瑞典研究委员会的支持,并于2016年被任命为电气和电子工程师协会(IEEE)研究员。

这位专家不同于其他人的地方不仅仅是颜值高,而是她同时还是一个瑞典服装品牌Rodebjer的设计师。

她说:“我是一名机器人科学家和裁缝。社会期望我们像机器人一样。但我们是人类。我们比机器人更复杂。为了成为一名优秀的科学家,我还需要把时间花在其他事情上。当我在周末缝制时,我更专注于讲课。找到与我的专业相关的正交挑战的解决方案,使我成为更好的科学家。重要的是要坚持生活中的二元性:工作和娱乐、研究和缝纫。两者对我来说都很重要。”

从1996年开始,机器人一直都是话题的中心。现在,全世界已有近百万台机器人在运行,机器人技术已形成为一个很有发展前景的行业,机器人对国民经济和人民生活的各个方面已产生重要影响。

AMiner学术头条
AMiner学术头条

AMiner平台由清华大学计算机系研发,拥有我国完全自主知识产权。系统2006年上线,吸引了全球220个国家/地区800多万独立IP访问,数据下载量230万次,年度访问量1000万,成为学术搜索和社会网络挖掘研究的重要数据和实验平台。

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产业机器人3D打印
相关数据
Hiroshi Ishiguro人物

日本机器人学学者,大阪大学教授,ATR石黑浩实验室负责人。

相关技术
图像检索技术

图像检索系统是用于从大型数字图像数据库浏览、搜索和检索图像的计算机系统。 大多数传统和常见的图像检索方法利用向图像添加诸如字幕、关键字或描述之类的元数据的一些方法,以便可以对注释词执行检索。 手动图像注释耗时,费力且昂贵; 为了解决这个问题,人们已经对自动图像标注进行了大量研究。

感知技术

知觉或感知是外界刺激作用于感官时,脑对外界的整体的看法和理解,为我们对外界的感官信息进行组织和解释。在认知科学中,也可看作一组程序,包括获取信息、理解信息、筛选信息、组织信息。与感觉不同,知觉反映的是由对象的各样属性及关系构成的整体。

人工智能技术

在学术研究领域,人工智能通常指能够感知周围环境并采取行动以实现最优的可能结果的智能体(intelligent agent)

规划技术

人工智能领域的「规划」通常是指智能体执行的任务/动作的自动规划和调度,其目的是进行资源的优化。常见的规划方法包括经典规划(Classical Planning)、分层任务网络(HTN)和 logistics 规划。

计算机视觉技术

计算机视觉(CV)是指机器感知环境的能力。这一技术类别中的经典任务有图像形成、图像处理、图像提取和图像的三维推理。目标识别和面部识别也是很重要的研究领域。

机器人技术技术

机器人学(Robotics)研究的是「机器人的设计、制造、运作和应用,以及控制它们的计算机系统、传感反馈和信息处理」 [25] 。 机器人可以分成两大类:固定机器人和移动机器人。固定机器人通常被用于工业生产(比如用于装配线)。常见的移动机器人应用有货运机器人、空中机器人和自动载具。机器人需要不同部件和系统的协作才能实现最优的作业。其中在硬件上包含传感器、反应器和控制器;另外还有能够实现感知能力的软件,比如定位、地图测绘和目标识别。之前章节中提及的技术都可以在机器人上得到应用和集成,这也是人工智能领域最早的终极目标之一。

大数据技术技术

大数据,又称为巨量资料,指的是传统数据处理应用软件不足以处理它们的大或复杂的数据集的术语。

工业机器人技术

工业机器人是面向工业加工制造的可自动控制,多用途,需有三轴及以上可编程的固定或可移动机械手。其系统中包括带有执行机构的机械手以及示教控制器。 它可以依靠自身控制能力来执行预设的轨迹及动作。典型应用包括焊接,刷漆,组装,采集和放置等工作。工业机器人完成工作具有高效性,持久性和准确性。目前常用的工业机器人包括关节机器人,SCARA机器人,并联机器人和直角坐标机器人等。

人机交互技术

人机交互,是一门研究系统与用户之间的交互关系的学问。系统可以是各种各样的机器,也可以是计算机化的系统和软件。人机交互界面通常是指用户可见的部分。用户通过人机交互界面与系统交流,并进行操作。小如收音机的播放按键,大至飞机上的仪表板、或是发电厂的控制室。

分析机技术

分析机是由英国数学家查尔斯·巴贝奇设计的一种机械式通用计算机。从1837年首次提出这种机器的设计,一直到他去世的1871年,由于种种原因,这种机器并没有被真正的制造出来。但它本身的设计逻辑却十分先进,是大约100年后电子通用计算机的先驱。

阿里巴巴机构

阿里巴巴网络技术有限公司(简称:阿里巴巴集团)是以曾担任英语教师的马云为首的18人于1999年在浙江杭州创立的公司。 阿里巴巴集团经营多项业务,另外也从关联公司的业务和服务中取得经营商业生态系统上的支援。业务和关联公司的业务包括:淘宝网、天猫、聚划算、全球速卖通、阿里巴巴国际交易市场、1688、阿里妈妈、阿里云、蚂蚁金服、菜鸟网络等。 2014年9月19日,阿里巴巴集团在纽约证券交易所正式挂牌上市,股票代码“BABA”,创始人和董事局主席为马云。 2018年7月19日,全球同步《财富》世界500强排行榜发布,阿里巴巴集团排名300位。2018年12月,阿里巴巴入围2018世界品牌500强。

https://www.alibabagroup.com/
京东机构

京东(股票代码:JD),中国自营式电商企业,创始人刘强东担任京东集团董事局主席兼首席执行官。旗下设有京东商城、京东金融、拍拍网、京东智能、O2O及海外事业部等。2013年正式获得虚拟运营商牌照。2014年5月在美国纳斯达克证券交易所正式挂牌上市。 2016年6月与沃尔玛达成深度战略合作,1号店并入京东。

腾讯机构

腾讯科技股份有限公司(港交所:700)是中国规模最大的互联网公司,1998年11月由马化腾、张志东、陈一丹、许晨晔、曾李青5位创始人共同创立,总部位于深圳南山区腾讯大厦。腾讯由即时通讯软件起家,业务拓展至社交、娱乐、金融、资讯、工具和平台等不同领域。目前,腾讯拥有中国国内使用人数最多的社交软件腾讯QQ和微信,以及中国国内最大的网络游戏社区腾讯游戏。在电子书领域 ,旗下有阅文集团,运营有QQ读书和微信读书。

http://www.tencent.com/
物联网技术技术

物联网(英语:Internet of Things,缩写IoT)是互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络。物联网一般为无线网,而由于每个人周围的设备可以达到一千至五千个,所以物联网可能要包含500兆至一千兆个物体。在物联网上,每个人都可以应用电子标签将真实的物体上网联结,在物联网上都可以查出它们的具体位置。通过物联网可以用中心计算机对机器、设备、人员进行集中管理、控制,也可以对家庭设备、汽车进行遥控,以及搜索位置、防止物品被盗等,类似自动化操控系统,同时通过收集这些小事的数据,最后可以聚集成大数据,包含重新设计道路以减少车祸、都市更新、灾害预测与犯罪防治、流行病控制等等社会的重大改变,实现物和物相联。

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