协作机器人是工业4.0战略成功的核心

围绕机器人在自动化和工业 4.0 战略中的无缝集成越来越令人兴奋。然而，我们距离将人类操作人员排除在外还有很长的路要走。工业 4.0 中最好的自动化策略取决于这样一种认识，即机器人的优势在与人类一起工作时才能得到最好的发挥，而不是在没有人类的情况下发挥作用。

机器人当然可以比我们更有效地发挥作用。这些包括非常重复、单调的任务(即焊接)、涉及繁重工作量的工作，或在人类存在危险的环境中的任务。也就是说，机器人只能做他们被告知的事情——他们不能即兴发挥。人类不可思议的力量是在出现情况时思考和应用实时决策，而人工智能在接近复制之前还有一段距离。

今天的机器人主要是昂贵的、静态的，并且能够非常有效地执行一项任务。我相信成本必须降低，系统必须在移动和重新编程方面变得更加敏捷。的确，有了这些能力，我们认为工厂可以更好地与进口竞争。这并不意味着人工操作的结束。人类拥有非凡的大脑，可以与机器人合作部署。工人的技能组合很可能会发生变化，但我对工厂环境中使用人类的前景非常乐观。

感官功能

机器人变得更加紧密结合的一种方式是未来将传感器集成到工业机器人中。我们有五种感官。今天，机器人大多只使用一种：视觉. 这些系统的功能将继续改进，我可以设想机器开始理解手势，例如，在有很多噪音的环境中。但我希望看到机器人添加其他感官。未来的机器人将能够听取语音命令并识别表明制造工厂中某些事情不正常的噪音。他们或许可以通过触摸来确认特定产品是否足够光滑，或许他们可以对特定化合物的混合物进行口味测试。在机器人技术中，唯一可能受限的感觉是气味，但一些公司正在开发用于此功能的传感器，未来具有迷人的应用。例如，例如，尿液的气味已被发现是某些癌症的主要指标，并且已经证明蜜蜂可以闻到爆炸物的气味。想象一下可以根据成熟度选择水果的农业环境。

期待意外

人与机器人合作的一个重要因素是零星的合作。开发人员需要将两个关键考虑因素置于其思考的中心。首先，当需要机器人时，它必须立即响应人类。其次，这些系统的部署环境远非理想且通常不可预测。设计人员需要考虑非理想情况，并确保系统始终确保人员安全。

我在工厂看到的一项实验或许可以解释我的想法。一家公司正在探索使用无人机在大型仓库中进行库存检查。这听起来像是可以快速、准确和安全地完成的事情，直到部署人员看到条码被撕开并以不均匀的方式放置在货架上。周围还散落着大量灰尘，被无人机推来推去。仓库中的照明在白天和傍晚之间变化很大，无人机必须在过道中通过梯子、叉车、箱子等。所有仓库都不同，除了一系列技术挑战(充电等)之外，这对无人机供应商的商业模式提出了挑战。如果机器人看到它无法识别的东西，系统必须默认为安全状态。

目前，机器人仍需人工监控，但我认为人工智能会有所帮助。我们将看到机器人的能力随着它更多地了解它正在部署的工厂设置和它遇到的场景而得到提高。许多人对 AI 的前景感到兴奋，我也是。但是，我敦促保守主义和推迟推出，因为需要考虑所有可能的情况，而不是急于成为第一。

例如，如果协作机器人不与外界连接，只使用本地计算资源，一方面增加了安全性，但使人工智能的自学习过程变得更加困难。我认为正确的平衡是将本地学习与使用从云中积累的聚合学习中获得的规模力量相结合。如果连接不能保证安全，我将牺牲额外的学习。

遭到攻击

效率和准确性可以说是人工智能和机器人技术的最大优势，但仍然缺乏批判性思维和创造力。在工厂中，有各种尚未完全了解的极端情况。我们已经在汽车行业看到了这种情况，普通汽车经过数百英里的测试，一些新的自动驾驶功能已经行驶了数百万英里。它正在改进，但仍然发现问题。在工厂环境中，生产线停机是对业务效率的重大打击，更重要的是，对人员的伤害是一个重大问题。需要一段时间才能完全信任这些自治系统。

为了解决这个问题，我们必须为硬件故障和软件错误结论做好准备。必须有适当的保护措施，以确保恶意攻击或危及生命的不当行为成为可能。系统架构使得一切都被锁定。“锁上所有的门，而不仅仅是前门，”微软在几年前的 Azure Sphere 计划中宣布，这个比喻一直困扰着我。

当我们离开家时，我们锁上前门。在物联网的世界里，我们需要锁上每一扇门——房子里面和外面的门。从网络的角度来看，如果出现漏洞，进入者只能访问一部分有价值的资产。软件和硬件必须对系统进行分区以隔离功能，为此，他们必须在受到威胁时立即意识到并发送实时警报。

这是人工智能在工业物联网应用中发挥作用的一种方式：识别该系统的异常行为，并提醒用户然后决定正确的行动方案。选项包括断开系统与网络的连接、阻止特定 IP 地址以及禁用某些系统功能。很简单，开发人员必须做好被黑客入侵的计划。没有 100% 万无一失的系统。随着时间的推移，物联网系统需要不断提高抵御攻击的水平，但同样，如果系统受到威胁，系统必须迅速恢复到已知的安全状态。

结论

迄今为止，汽车行业一直被认为是智能工厂解决方案的先驱。我认为自主移动机器人有各种各样的机会。如前所述，汽车工厂的规模如此之大，足以证明复杂的机器可以高效地执行一项任务。汽车制造经济学(以及某些消费领域，如智能手机装配线)使成本变得合理。然而，我认为当成本、移动性、功率和可靠性问题可以得到解决时，机器人能够提高一系列广泛应用的效率。

食品和饮料行业等新市场也在制造业中发现了机器人。有人认为它有能力淘汰传统的生产线。虽然机器人可以取代食品和饮料行业的重复性工作，但我相信，为了获得最大的效率，必须调整生产线以利用机器人和人类的技能。我不相信这是我们在未来几年内会在工厂车间看到重大变化的地方。大流行如此之大，以至于许多公司都在考虑增加技术来调整现有设施中的流程，而机器人更重要的机会将是全新的设施。