協作機器人產品相關技術可以分為三個核心領域，分別是感知、認知與結構，這 三個領域(yu)覆(fu)蓋了現階段的機器人(ren)產(chan)品(pin)在使(shi)用中的全過程，即從環境中感(gan)知(zhi)到足夠充分且準確的(de)信息(xi)，通(tong)過處理這(zhe)些信息(xi)形成對于(yu)所處環境及(ji)執行任務的(de)合理認(ren)知，在(zai)給出相(xiang)應(ying)方(fang)案后(hou)通過其結構機(ji)制進行精準且高效的作業。

（圖源：集萃智造）

目前幾乎所有關于機器人技術(shu)的研發創新都圍繞著如何增強(qiang)三個領域的能力這一關鍵課(ke)題開展。而在協作機器人產品領域中，這三個領域的各(ge)類技(ji)術(shu)發(fa)展(zhan)將體現在(zai)“安(an)全性”、“易用性(xing)”以及“靈活性(xing)”上。

感(gan)知技術是機器人產品接受(shou)外部(bu)信息的方法(fa)手段，是實(shi)現機器人產品與人、 環境、設備間交互的核心技(ji)術領域之(zhi)一。區別于傳統工業機器人，由于通(tong)常協作(zuo)機器(qi)人(ren)(ren)的使用環境(jing)更為復(fu)雜，與(yu)人(ren)(ren)互動的需求更高，如何(he)使機器(qi)人(ren)(ren)產品(pin)在(zai)交(jiao)互方面更符合(he)人的自然交互習慣將成為行業技術發(fa)展的重要課(ke)題。

（圖源：集萃智(zhi)造）

這就意味將更多更新的(de)技術融合在(zai)協(xie)作機器人產(chan)品(pin)的(de)感(gan)知(zhi)技術領域中，以便盡(jin)可能全面的(de)接受(shou)信息。除了配置常規的力矩傳感器、 激光傳感器(qi)(qi)等(deng)產品技術外，賦予(yu)協作機器(qi)(qi)人產品視覺學習、自然語(yu)言識別等(deng)功能可(ke)實現多模態信(xin)(xin)息輸入(ru)，也將極大的加(jia)強其交互能力。同時(shi) 5G 通信(xin)(xin)、邊(bian)緣計算、 網(wang)絡(luo)大數據(ju)、工業互聯網(wang)等諸多新興技(ji)術的應用普及也強化(hua)了協作機器人產品與 其他(ta)設備間信(xin)息交互(hu)能力(li)，極(ji)大程度地拓寬了對(dui)外感知信(xin)息的徑路(lu)。

此(ci)外由被動地接(jie)受(shou)信(xin)息(xi)向主(zhu)(zhu)動的尋求(qiu)交互，在復雜動態環境下對(dui)知識(shi)進行主(zhu)(zhu)動獲取、學習與(yu) 推理等也將(jiang)成為感知技術(shu)領域技術(shu)發(fa)展趨勢。 認(ren)知領域(yu)中目前最為明確的趨勢便是與(yu)各類(lei)人(ren)工智能(neng)技術(shu)的緊密結合。而協 作(zuo)機(ji)器人由(you)于(yu)環境的(de)復雜度及交(jiao)互需求更高，這一趨勢(shi)的(de)體(ti)現將會尤為(wei)明顯(xian)。協 作機(ji)器(qi)人(ren)在(zai)普及過(guo)程(cheng)中(zhong)的主要挑(tiao)戰將來(lai)自于(yu)自然交(jiao)互、人(ren)機(ji)安(an)全、環境適(shi)應、復 雜(za)靈(ling)巧作(zuo)業等(deng)(deng)方(fang)面，視覺學(xue)習、自(zi)然語言識別等(deng)(deng)自(zi)然交互所(suo)需技術(shu)到主動(dong)避障、柔性控制、協(xie)同作業、異常處理(li)、自主規劃、自動(dong)部署等技術(shu)， 作為核心的人工智能(neng)技術被(bei)運用在(zai)協(xie)作機器人產品(pin)作業的各個階段中來增強智能化，以實(shi)現“安(an)全”、“易用”及“靈活”。

研(yan)究面(mian)向復雜(za)環境與復雜(za)任 務(wu)的自主控(kong)制，辨識機器人的動力學行為、智能(neng)操控(kong)與環境(jing)之間的關系(xi)和影(ying)響(xiang)規(gui)律，實現(xian)機器人靈巧作業(ye)與自(zi)主(zhu)控制會是認知技術(shu)領(ling)域的主(zhu)要研究方向。

與結構相關的(de)技術研究中，集成化與動力學控制將是兩個較為明確(que)的(de)課題方 向。在近年的(de)(de)國(guo)家重點研發計劃中，關(guan)于“智能機器(qi)人”相關(guan)的(de)(de)技(ji)術(shu)領域高頻出(chu)現，將結(jie)構與功能進行集成(cheng)化設計，可基于單一結(jie)構，實現機器人整體運動、 抓取作(zuo)業(ye)與(yu)環境(jing)適應等功(gong)能的技術。基于仿(fang)生原理的 剛(gang)-柔(rou)-軟耦合機(ji)構設(she)計、變剛(gang)度結構設(she)計與優化(hua)、操(cao)作(zuo)/感知(zhi)一體的仿生靈巧機(ji) 構(gou)設(she)計(ji)、剛-柔-軟耦合機(ji)器(qi)人的運動學與(yu)動力學建模與(yu)控制等方法與(yu)技術將會是今后結構(gou)技術領域中的主要方向之一。

對于(yu)動力學進行研究的意義(yi)在(zai)于(yu)可以優化 效率提高性能，同時(shi)通過自(zi)身結構的動(dong)力學模(mo)型可(ke)以反(fan)向測算出更多(duo)有(you)用物(wu)理(li)量信息，來加強甚至(zhi)取代(dai)一(yi)些(xie)傳感器(qi)產(chan)品，從而進(jin)一(yi)步提升協作機(ji)器(qi)人產(chan)品的低成(cheng)本優勢(shi)，使(shi)更多柔(rou)性智能材料或技術的導入成為可(ke)能。此外，一方面工業場景(jing)中 協(xie)作(zuo)機器(qi)人產品(pin)的(de)應用導入需求日(ri)益擴(kuo)大，另一(yi)方面目前(qian)的(de)協(xie)作(zuo)機器(qi)人產品(pin)在速(su)度、剛度、負載等物理參數表現上又難以滿(man)足(zu)高要求的工業(ye)場景(jing)需求。這也就意 味著協(xie)作機器(qi)人的工業化(hua)也將(jiang)會成為方向之一，也就是說除上述的一體化(hua)及變(bian)剛(gang) 性等研(yan)發(fa)方向(xiang)外(wai)，今后針對強(qiang)化各物理參數表現的研(yan)究會成為協(xie)作機器人(ren)結構相關技術研(yan)發趨勢(shi)之一。