(1)解決養老問題
正是在這次由首相親自召集的會議上,日本政府將2015稱為“機器人革命元年”,機器人產業被稱為“技術創新的象征”,是解決少子老齡化社會人力不足的“王牌”,也成為日本政府振興經濟的“高招”和“絕招”。所以日本真的是把寶押在了機器人產業上,用於解決“老齡化和養老難”問題的仿真機器人是其重中之重。
(2)解決中青年勞動力問題
日本對發展機器人產業有著深刻的認識。日本除了面臨日益嚴重的社會養老問題,勞動力成本高,青壯年勞動力不足也是非常現實的社會問題。近年來,隨著日本勞動力短缺問題日益嚴重,從大企業到中小企業,基層的基本勞動力壹直是壹個很大的問題,繼續擴大機器人的應用可能是另壹個可行的解決方案。
(3)日本擁有機器人的核心技術和關鍵零部件。
事實上,早在20世紀90年代上半期,日本制造的工業機器人在世界市場上的份額就高達90%。進入互聯網時代後,人工智能、計算機、機器人等技術引起了世界各國的關註,但日本依靠其多年潛心研究仍占據重要地位。日本發展機器人產業有天然優勢。
具體來說,日本的機器人領域在關節技術、高性能交流伺服電機、高精度減速器、控制器和驅動器等機器人核心技術上占據世界領先地位,高精度減速器和力傳感器的世界市場占有率達90%。相比之下,中國的機器人核心零部件大多從日本、德國等技術先進國家進口,其中75%的精密減速器從日本進口,這些零部件占機器人整體生產成本的70%以上。(此數據來自中國機器人網)
2.日本機器人的功能有哪些?提到日本仿真機器人,很多人的第壹印象可能是人形機器人。幾年前,價值十幾萬元的日本“妻子”機器人曾引發全網熱議。但實際上,模擬機器人不僅僅是在模仿人類。經過億萬年的進化,地球上的每壹種生物都已經具備了最合理的結構特征。通過模仿這些特性,創造出壹個能為人類服務的仿真機器人,是很多科學家畢生的追求。
具體來說,仿真機器人可以分為陸地仿真機器人、空中仿真機器人和水下仿真機器人。
(1)路面模擬機器人。仿人機器人只是陸地模擬機器人的壹個重要分支。嚴格來說,這樣的分支有三四個。其中比較著名的有仿真多足機器人、仿真蛇形機器人和仿真跳躍機器人。雖然這些不同種類的機器人可以靈活移動,但它們是由不同的自然動物模仿而來的。由於篇幅所限,邊肖就不壹壹舉例了。有興趣可以自己去查對應的機器人。
(2)空中模擬機器人。如今的無人機並不新鮮,但妳能發現無人機的飛行原理是什麽樣的生物嗎?雖然人類可以駕駛飛機,甚至沖出太空,但這種飛行方式是否完美?地球上有許多鳥類和昆蟲,它們的飛行形式、運動方式和能量利用都達到了近乎完美的程度。制造飛機的想法可能就在他們身上。
沒錯。目前,人類對空中模擬機器人的研究還處於初級階段。那些真正存在於自然界的飛行精靈,還沒有被科學家很好的破譯。但這也意味著空中模擬機器人還有巨大的探索和發展空間。
(3)水下仿真機器人。水下仿真機器人主要模仿魚類遊泳,大部分機器人都是通過電機控制擺動來實現推進。但近年來,這種方法不斷被創新,新的仿生材料和仿生驅動器被應用於水下機器人,全球定位系統成為機器人的眼睛。地球上大部分地區都是水環境,科學家在水下機器人的利用上不斷取得突破。相信在不久的將來,會有更多神奇的水下機器人誕生。
3.仿真機器人未來發展趨勢仿真機器人種類繁多,各有特點,但幾乎無壹例外都會遇到各自的瓶頸。這是因為在基層,很多共性的問題還沒有被打破。總的來說,問題主要集中在材料、控制和能量轉換上。
(1)物理材料不等於生物材料。物理材料與生物材料完全不同,尤其是在減阻、自清潔、抗疲勞方面。生物力學和工程力學是兩個不同的學科。如何找到壹個完美的結合點,將結構、驅動、材料融為壹體,可能是打開機器人大門的必備鑰匙之壹。
(2)更清潔地使用能源。目前科學家對生物能量轉換的機理研究不深,各種機器人的能量轉換效率很低。人工模擬機器人往往需要大量的能量消耗,這與生物超高的能量轉換率不是壹個數量級。
(3)微觀控制。機器人絕不是笨重的代名詞,但未來的機器人會越來越靈活。變形金剛這樣的大家夥看起來很強大,但永遠不會成為主流。相反,微控制是機器人發展的下壹個重要突破。目前很多模擬機器人的控制方式還很傳統,更不用說更細致的神經控制和機電控制,但這是未來必須攻克的難題之壹。
科學狂人馬斯克致力於腦機研究,希望利用腦機技術讓大腦和芯片“人機合壹”,實現思維的不朽。而且這種研究發展也遵循從宏觀到微觀發展的原則,仿生學的最終研究可能還是人形。
4.結論仿生學的研究必然會不斷深入,其產生的研究成果也將惠及人類生活的方方面面。萊特·魏健領導的Wlnad就是壹個很好的例子。或許在未來,我們可以看到長壽城市的誕生。隨著科技的不斷發展,未來的精密機械可能會逐漸向人工智能甚至仿生學發展。而進化了幾千萬年的各種動物、植物、昆蟲,真的會是人類最好的老師。
道法自然,人類在模擬機器人的道路上還有很長的路要走。或許在不久的將來,每個人都會有壹個善解人意的女性或男性機器人陪伴自己成長。