如今，越來越多的企業(yè)對(duì)機(jī)器人無縫集成自動(dòng)化和工業(yè)4.0策略的興趣日益濃厚。工業(yè)4.0中最佳的自動(dòng)化策略基于以下認(rèn)識(shí)：機(jī)器人可以在與人類一起工作時(shí)才能充分發(fā)揮其自動(dòng)化優(yōu)勢。
當(dāng)然可以肯定的是，機(jī)器人在某些方面可以比人類更有效地發(fā)揮重要作用，可以完成重復(fù)性很強(qiáng)的單調(diào)任務(wù)(例如焊接)、繁重的工作負(fù)荷，或在威脅人身安全的環(huán)境中執(zhí)行的任務(wù)。也就是說，機(jī)器人只能按照人類的安排去做，它們不能即興創(chuàng)作。人類不可思議的力量就是在出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)思考和應(yīng)用實(shí)時(shí)決策，人工智能在這一方面與人類相比還有一定的差距。
如今的機(jī)器人雖然可能非常有效地執(zhí)行一項(xiàng)任務(wù)，但卻是靜態(tài)的，并且成本高昂。行業(yè)專家指出，機(jī)器人必須降低成本，并且在移動(dòng)性和可重新編程性方面必須變得更加敏捷。事實(shí)上，有了這些能力，機(jī)器人可以更好地與人類進(jìn)行競爭。這并不意味著工作人員的職業(yè)生涯將要終結(jié)。人類擁有非凡的大腦，可以與機(jī)器人開展合作。工作人員的技能可能會(huì)發(fā)生變化，但行業(yè)專家對(duì)在工廠環(huán)境中使用機(jī)器人的前景非常樂觀。
開發(fā)感官功能
讓機(jī)器人變得更加智能的一種方式是集成各種傳感器，就像人類有五種感官一樣。但機(jī)器人大多只有視覺這一種感官功能。隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，機(jī)器人的能力和功能將會(huì)繼續(xù)提高。
可以設(shè)想機(jī)器人能夠理解人類的手勢，例如在噪音很大的環(huán)境通過識(shí)別手勢來執(zhí)行操作。但是希望看到機(jī)器人會(huì)增加其他感官功能。未來的機(jī)器人能夠聽取語音命令并識(shí)別某些機(jī)器設(shè)備不正常的噪音。他們可能能夠使用觸覺來確認(rèn)特定產(chǎn)品是否足夠光滑，也許他們可以對(duì)特定化合物的混合物進(jìn)行味覺測試。唯一可能在機(jī)器人技術(shù)中受到限制的感覺是氣味，但是一些企業(yè)正在為實(shí)現(xiàn)這一功能而研發(fā)傳感器，并致力于使其在未來得以應(yīng)用。例如，尿液的氣味已被證明是某些癌癥的主要指標(biāo)，并且已經(jīng)證明蜜蜂可以聞到爆炸物的氣味。可以想象一下，未來的機(jī)器人在農(nóng)場中可以根據(jù)氣味來選擇成熟的蔬菜和水果。
應(yīng)對(duì)意外事件
開發(fā)人員需要考慮兩個(gè)關(guān)鍵因素：首先，當(dāng)需要機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)時(shí)，它必須立即響應(yīng)人類。其次，這些機(jī)器人可能部署在并不理想且通常無法預(yù)測的環(huán)境中。設(shè)計(jì)人員需要考慮機(jī)器人在不理想環(huán)境的使用情況，并確保機(jī)器人始終保證一起工作的工作人員的人身安全。
例如在工廠里進(jìn)行的一個(gè)實(shí)驗(yàn)也許可以了解這樣的情況。一家企業(yè)正在探索使用無人機(jī)在大型倉庫中進(jìn)行庫存檢查，這聽上去好像可以快速、準(zhǔn)確和安全地完成的事情，但開發(fā)人員卻看到這樣的一種景象，撕開條形碼的貨品以雜亂方式放置在積滿灰塵的貨架上，而倉庫的照明情況在不同時(shí)段的變化很大，無人機(jī)不得不在梯子、叉車、箱子的過道中穿行。并且各種倉庫的環(huán)境并不相同，這為實(shí)現(xiàn)這種想法帶來了很大困難，除了要克服一系列技術(shù)挑戰(zhàn)(例如充電等)外，這還挑戰(zhàn)了無人機(jī)提供商的業(yè)務(wù)模式。如果機(jī)器人看到無法識(shí)別的內(nèi)容，則人工智能系統(tǒng)必須默認(rèn)為安全狀態(tài)，而在此狀態(tài)下，人工干預(yù)可以重新啟動(dòng)服務(wù)。
機(jī)器人目前仍然必須由人類來監(jiān)控，但是人工智能會(huì)有所幫助。隨著機(jī)器人了解有關(guān)工廠車間環(huán)境和場景的更多信息，機(jī)器人的功能將得到增強(qiáng)和改善。許多人都對(duì)人工智能的發(fā)展前景感到興奮。但是由于需要考慮各種場景的復(fù)雜性，需要循序漸進(jìn)，不要急于求成。
例如，如果不與外界連接的協(xié)作機(jī)器人只使用本地計(jì)算資源，則可以提高安全性，但會(huì)使人工智能的自學(xué)習(xí)過程更加困難。適當(dāng)?shù)钠胶鈱⑹潜镜貙W(xué)習(xí)與使用從云中累積的匯總學(xué)習(xí)中獲得的規(guī)模能力相結(jié)合。如果與外界的連接不能保證安全，則需要更多的訓(xùn)練和學(xué)習(xí)。
應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)攻擊
效率和準(zhǔn)確性可以說是人工智能和機(jī)器人技術(shù)的最大優(yōu)勢，但仍然缺乏批判性思維和創(chuàng)造力。例如在工廠中各種情況還沒有被完全理解。人們已經(jīng)在汽車行業(yè)中看到了這種情況，例如一些自動(dòng)駕駛汽車已經(jīng)進(jìn)行了數(shù)百萬公里行駛的測試，并且不斷完善和改進(jìn)，但是仍然存在一些問題。在工廠環(huán)境中，中斷或停產(chǎn)嚴(yán)重影響效率和成本效益，更重要的是，人身傷害是一個(gè)重大問題。人類要完全信任這些自治系統(tǒng)還需要一段時(shí)間。
為了解決這個(gè)問題，必須對(duì)硬件故障和軟件錯(cuò)誤做好準(zhǔn)備。必須有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，以確保不會(huì)發(fā)生惡意攻擊和危及人身安全的不當(dāng)行為。機(jī)器人的人工智能系統(tǒng)架構(gòu)使一切都被鎖定。微軟公司幾年前在其Azure Sphere計(jì)劃中表示：“對(duì)于安全來說，需要把所有的門都鎖上，而不僅僅是鎖上前門。”這種比喻也適用于機(jī)器人的開發(fā)和應(yīng)用。
在物聯(lián)網(wǎng)世界中，需要鎖好與外部相通的每扇門。從網(wǎng)絡(luò)的角度來看，如果存在違規(guī)行為，則網(wǎng)絡(luò)攻擊者只能訪問一部分有價(jià)值的數(shù)據(jù)資產(chǎn)。軟件和硬件必須對(duì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行分區(qū)以隔離功能，為此企業(yè)必須在受到威脅時(shí)立即意識(shí)到并發(fā)送實(shí)時(shí)警報(bào)。
這是人工智能在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中發(fā)揮作用的一種方式：識(shí)別該系統(tǒng)的異常行為，并提醒用戶隨后決定正確的行動(dòng)方案。其選項(xiàng)還包括斷開系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)的連接、阻止特定IP地址和禁用某些系統(tǒng)功能。開發(fā)者必須為應(yīng)對(duì)黑客攻擊進(jìn)行規(guī)劃和準(zhǔn)備。由于沒有萬無一失的系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)需要隨著時(shí)間的推移不斷提高應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)攻擊的能力，但同樣，如果物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)受到威脅，必須迅速恢復(fù)到已知的安全狀態(tài)。
結(jié)論
迄今為止，汽車行業(yè)一直被認(rèn)為是智能工廠解決方案的行業(yè)先驅(qū)。但行業(yè)專家認(rèn)為，自主移動(dòng)機(jī)器人有各種機(jī)會(huì)。如上所述，汽車生產(chǎn)工廠的規(guī)模如此之大，以至于需要證明采用高效地執(zhí)行一項(xiàng)任務(wù)復(fù)雜機(jī)器的合理性。汽車制造業(yè)的規(guī)模效益可以降低成本。然而，當(dāng)成本、移動(dòng)性、功耗和可靠性問題都能得到解決時(shí)，機(jī)器人才能提高各種應(yīng)用程序的有效性。
機(jī)器人技術(shù)如今也應(yīng)用在食品和飲料行業(yè)領(lǐng)域。有些人認(rèn)為機(jī)器人有能力使傳統(tǒng)的生產(chǎn)線過時(shí)。盡管機(jī)器人可以執(zhí)行食品和飲料行業(yè)中的重復(fù)性任務(wù)，但專家認(rèn)為，為了獲得更高的效率，必須調(diào)整生產(chǎn)線以利用機(jī)器人和人類的技能。在未來幾年，人們并不能在工廠車間看到這樣的重大變化。去年發(fā)生的冠狀病毒疫情使許多企業(yè)都在考慮采用新技術(shù)以調(diào)整其現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)施中的流程，對(duì)于機(jī)器人行業(yè)來說，構(gòu)建全新的設(shè)施將是更重要的市場機(jī)會(huì)。
