經過幾十年的發展，工業機器人已經應用于不同的生產和制造環節，但仍有許多生產環節需要人工完成。機器人工人的數量占比不到人工的1%，對機器人工人的需求也遠未得到滿足。如果把范圍擴大到更多的生產活動，例如商業、醫療康復等，這種需求就會更大。面對這些需求，機器人能解決這些問題嗎？我們需要什么樣的機器人？

工業機器人的優點和缺點

傳統的工業機器人是基于伺服電機研發而來的。與人工相比，傳統的工業機器人具有承載能力大、速度快、定位精度高等優點。其缺點是：智能程度低，在不同環境下部署不便，費時費力。協作機器人在傳統工業機器人的基礎上，通過減輕結構重量，限制電機的功率和速度，實現了與人在同一空間工作的安全保障，本質上是工業機器人的一個分支。


工業機器人的控制位置，一般采用拖動示教功能，這種方法只能應用于嚴格結構化的場景，不能很好地處理場景中的不確定性。例如，零件裝配的精度遠高于機器人的位置控制精度，而單靠位置控制是無法完成裝配的。手動力和手臂的靈活性，以及學習和決策能力，可以輕松完成裝配動作.因此，目前工廠需要大量的零部件裝配工人，工業機器人也在這一領域進行了大量的應用嘗試，但難以有效地爭奪人力。

如果將機器人的應用領域擴展到商業、醫療康復和其他廣泛的生產活動，如康復理療，工業機器人在這些場景中完全容易受到人類手臂的傷害。醫生更多地依靠手臂力量來幫助病人完成護理動作，而傳統的工業機器人很難實現對人體手臂肌肉控制的依從性。目前，傳統的工業機器人仍然有大量的人工替代庫存場景，但對于工業裝配、廣義生產活動來說，真正競爭人類手臂的能力是下一階段機械臂的目標。


柔性機器人有什么區別？有什么好處？

傳統的工業機器人雖然也可以通過末端力傳感器來實現力覺控制，但受面向位置控制結構的限制，力覺閉環環節多，響應慢，拍頻慢，很難與人手相比。柔性機器人在硬件和軟件結構上與傳統的工業機器人不同：每個關節都裝有力傳感器，底層控制結構由原來的位置控制變為力與位置融合控制，使機器人具有高精度的位置控制和高動態力控制。


所謂高動態力控制，是指力的閉環頻率比工業機器人高一到兩個數量級，力覺響應更靈敏。同時，它可以模擬人體手臂肌肉控制的靈活性，使機器人具有處理環境不確定性的能力。例如，在構件裝配場景中，可以控制相應方向上的主動柔順，模擬人手的位置偏差，進行柔順裝配。例如復雜曲面磨削，柔性機器人位置控制在前進方向，力控制在磨削壓力方向，并通過機械臂的柔性調整，自適應曲面彎曲變化，這與手動操作的特點是一致的。

依托高動態力控制技術，可以全面提升當前合作機器人的特點：比如通過靈敏的力感知，機器人可以更輕便的拖動教學，甚至直接拖動機器人寫毛筆字，使機器人更易于使用。通過高靈敏度的外力碰撞檢測，人機合作更加安全。

如果將人工智能與人腦決策相比較，機器人手臂的運動控制類似于小腦和肢體的控制，只是由位置控制的肢體不協調。力覺和靈活性的加入，為上層智能提供了更強的平臺支持，可以加速人工智能在廣義生產活動中的落地。

通過上述核心技術特點，柔性機器人可以解決傳統工業機器人在生產、裝配等方面的應用短板，并可以擴展到輔助醫療、商業服務等更廣泛的場景。