Thursday, June 19, 2025

Spot、Atlas与未来:改变世界的机器人

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邓晓峰
邓晓峰https://www.aiwiki.me
专注于5G与通信技术,喜欢研究历史,擅长将科技发展的脉络与历史事件结合,提供独特视角。

机器人领域有着丰富的历史,可以追溯到古代文明,那时自动机器的概念开始出现。然而,机器人作为一门学科的正式发展始于20世纪早期,标志着技术和创新的重大里程碑。1954年,乔治·德沃尔发明了Unimate,这是第一个可编程机器人,这一时刻成为机器人历史上的关键时刻。最初设计用于工业自动化的Unimate在1960年代被整合到通用汽车的生产线上,通过自动化重复和劳动密集型任务,极大地革命了制造过程[1]

随着技术的进步,机器人的能力也在不断提升。先进传感器、执行器和智能软件的整合使得机器人能够在多种环境和任务中更加复杂地操作。到20世纪末,机器人开始从工业应用向医疗保健、物流甚至探索等多元领域转型。例如,机器人被用于手术,帮助医疗专业人员进行精确和准确的操作[2]

进入21世纪,人工智能(AI)和机器学习(ML)的增长进一步加速了机器人技术的进化。机器人变得越来越自主,能够实时处理数据和做出决策,从而增强了它们对复杂和不可预测环境的适应能力[1]。这一技术进步使得机器人能够从自身经验中学习,使它们在从制造到客户服务等各种应用中变得更加高效[3]

展望未来,机器人技术将在人工智能、传感器技术和材料科学的创新驱动下继续转型。自主移动机器人和AI驱动系统的整合前景只是塑造机器人历史下一章的一些趋势,这些趋势有望在多个行业扩大机器人的应用[4][5]

机器人生态系统是多样化的,并且不断演变,拥有各种类型的机器人,专为特定功能和行业而设计。

类人机器人被设计成模仿人类的外观和行为,使它们非常适合于需要与人直接互动的角色。它们类人化的外貌和面部表情使它们能够有效地参与服务工作,如客户帮助和娱乐,从而有效地弥合了技术与人类互动之间的鸿沟。[2]

预编程机器人根据在其任务之前输入的一组命令进行操作,使它们能够在操作过程中执行重复的动作而不会改变其行为。这些机器人通常用于制造和工业环境中,执行需要精确和一致性的任务,例如装配线工作和堆垛。[2]

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自主机器人具备在没有人类干预的情况下做出决策和执行行动的能力。它们利用先进的计算系统来分析和解释环境,使其能够在复杂的场景中导航。这种类型的机器人在各个领域的应用日益增加,从物流到医疗保健,它们能够在动态条件下独立操作。[2]

远程操作的机器人是通过人类操作员使用无线系统(如Wi-Fi)进行远程控制的。这些机器人在高风险环境中尤其有用,包括灾区和危险的工业场所,在这些地方人的出现会很危险。它们在极端条件下执行任务的能力对于搜索和救援行动来说是无价的。[2]

增强型机器人旨在提高或恢复人类能力。该类别包括假肢设备和外骨骼,帮助行动受限的个体。通过将技术与人体相结合,这些机器人显著改善了许多用户的生活质量。[2]

软件机器人,包括聊天机器人和虚拟助手,已成为客户服务运营中不可或缺的一部分。它们自动化常规互动,使企业能够提高效率和客户参与度。随着人工智能的进步,这些机器人越来越能够处理复杂的查询并为用户提供个性化支持。[2]

在医疗保健行业,配备人工智能的机器人正在革新患者护理和医疗程序。它们协助进行手术,通过外骨骼支持康复,提升诊断准确性,最终简化患者治疗流程并改善治疗结果。[2]

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物流行业已经采用了机器人解决方案来处理各种任务,例如在仓库内移动产品和进行配送。机器人通过承担重物搬运的工作,减轻了人类工人的身体负担,并确保高效的操作,从而优化了供应链管理。[2]

包装机器人自动化了创建箱子和准备产品发货的过程。它们可以处理各种尺寸和形状,确保物品高效打包。类似地, palletizing 机器人将货物整理并堆放在托盘上,通常使用人工智能根据重量和尺寸优化排列。[6]

机器人也被用于抛光和喷涂工艺中,通过执行精确的动作提供一致的高质量结果。它们准确测量和施加力的能力提高了制造环境中的生产效率,特别是在需要表面处理的行业。[6]

Spot 是一个多功能机器人平台,旨在满足不同产业的各种应用。凭借其动态感知能力和360°的感知,Spot 在提供关于日常操作、现场健康状况和危险环境的有价值洞察方面表现出色。[7] Spot 的重量约为 14 公斤,配备强大的 API,能够轻松配置以执行特定任务,从检查到研究以及危险响应任务。[8] 它的适应性和易用性使其成为希望提升安全性和生产力的组织的热门选择。

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Atlas是波士顿动力公司推出的另一款开创性机器人,以其先进的移动能力和类人特征而闻名。这个双足机器人展示了运动智能,使其能够在复杂的地形上导航,并执行如奔跑、跳跃和翻滚等动态动作。[6] Atlas旨在在各种环境中协同工作,代表了旨在执行传统上由人类完成的任务的机器人系统的演变。

ABB Robotics 专注于工业机器人,致力于推动基于人工智能的解决方案,以提高制造效率。他们的机器人广泛应用于装配线和生产设施,提供的精确性和可扩展性通常超越人类的能力。ABB 的机器人系统中集成了先进的传感器和智能软件,使实时决策成为可能,这使它们在现代制造环境中变得不可或缺。[1]

以消费机器人闻名的iRobot,最为人知的是其Roomba吸尘器,它革新了家庭自动化。该公司在机器人设计和功能方面的创新,使得家务工作变得更加可控和高效,展示了机器人在日常生活中的潜力。iRobot继续在开发用户友好的机器人解决方案方面处于领先地位,从而提升家庭环境中的便利性。[6]

NVIDIA 在通过其最先进的处理器和 GPU 为自主机器人提供动力方面发挥着关键作用。这些技术进步促进了实时处理和决策, 对于在动态环境中运行的机器人来说至关重要。NVIDIA 的贡献对机器人技术的未来至关重要,特别是在提升各个行业中自主系统的能力方面。[1]

Fanuc 是机器人自动化领域的领导者,专注于与人类安全协作的协作机器人(cobots)。他们专注于将机器人融入人类工作流程,使其成为制造等对效率和安全至关重要的行业的重要参与者。Fanuc 在机器人设计方面的进展为操作环境中的协作机器人设定了标准。[1]
通过这些显著的例子,很明显,机器人技术的进化继续影响各个行业,推动创新并增强机器在复杂和多样化应用中的能力。

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轻量且耐用材料的发展,如碳纤维和新型合金,对于提升机器人性能至关重要。这些材料减少了运动所需的能量,使机器人能够在对能量敏感的应用中更加高效地运作。[1] 此外,先进的节能系统预计将推动创新,使企业能够利用机器人获得竞争优势和改善运营能力。[1]

机器系统的复杂性通过精密的软件架构加以管理,该架构集成了多个控制层次。从低级电机功能到高级决策,这些系统必须无缝工作,以确保精确和高效的任务执行,特别是在动态环境中。[1] 随着量子计算技术的成熟,它有潜力彻底改变机器人的决策能力,使机器人能够以空前的速度解决复杂问题,提高它们在复杂场景中导航的能力。[1]

人工智能(AI)和机器人技术的崛起在就业市场上带来了重大变革,其影响在各个行业之间分布不均。虽然一些行业可能面临显著的职位流失,但其他行业可能经历较小的干扰甚至增长。特别脆弱的是那些高度依赖体力劳动或例行工作的行业,在这些行业中,自动化的威胁加剧了高技能和低技能工人之间的鸿沟,导致收入不平等的加剧[9]。牛津大学的一项研究估计,在未来二十年内,美国多达47%的工作岗位可能面临自动化的风险,特别是在办公室支持、交通和生产岗位上[9]

随着职业替代成为现实,对劳动力进行技能提升和再培训的需求变得至关重要。2024年盖洛普民调显示,近25%的工人担心由于人工智能导致的工作过时,这一比例比2021年的15%有所上升。此外,超过70%的首席人力资源官预测,在接下来的三年内,人工智能将取代许多工作[9]。通过教育项目和培训倡议来解决技能差距,对于使工人能够适应不断发展的就业环境至关重要,以确保他们保持竞争力[9]

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失业的心理影响深远,常常导致焦虑、抑郁和自我价值感的降低。工作不安全感,加上失业的恐惧,可能导致受影响社区内普遍的心理健康问题[10]。此外,控制人工智能技术的财富集中,会加剧现有的社会经济不平等,使失业工人面临财务困境和减少的发展机会[10]

利用人工智能技术的企业在做出决策时有重要的伦理责任,需考虑其对工人和社区的广泛影响。公司不仅应关注盈利,还应确保生产力提升的好处得到公平分配。这包括对再培训项目的贡献和对被取代工人的支持[10]。在部署人工智能系统时,企业的问责制至关重要,因为仅以盈利为根基的决策可能会对劳动力和整个社会造成伤害。

为了应对就业置换的伦理影响,需要采取多方位的方法,涉及政府、企业和教育机构。加强社会保障网的策略,例如失业救济和医疗服务,可以在转型期间支持被置换的工人[10]。此外,旨在投资于再技能培训项目和促进负责任使用人工智能的企业倡议,能够显著帮助寻找应对技术进步带来的挑战的解决方案[4]

工作岗位流失的影响超越了个别工人,延伸至依赖特定行业维持经济稳定的社区。制造业和零售业等行业的衰退可能导致社会动荡和社区凝聚力的削弱,因为受影响地区可能经历经济衰退和日益严重的社会挑战[10]。政策制定者和商业领袖必须共同努力,制定包容性的经济政策,以促进在这些变化面前的韧性和适应能力。

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Spot,波士顿动力公司的灵活移动机器人,已在各行业广泛应用,展示了其在自动化任务和提高操作效率方面的多功能性。在2023年,Spot 自动化了超过100万次数据捕获,突显了它在危险检查和日常监测操作中的作用[8]。它的功能扩展包括声学、热成像和视觉检查自动化,为Foster + Partners和Brasfield & Gorrie等组织提供了全面的工作现场可视化[8]

在建筑行业,Spot被用于现场检查和进度监控。它能够自主穿越建筑工地,收集数据,并创建数字双胞胎,以比较实际建造情况与建筑信息建模(BIM)设计[8][11]。此功能提高了安全性,并确保项目按计划进行。

Spot在石油和天然气行业中扮演着至关重要的角色,通过在危险环境中进行远程诊断。它在危险区域内的操作能力减少了对人类存在的需求,从而降低了健康和安全风险。像bp这样的公司已部署Spot进行例行检查,使其能够在近200英里离岸的位置操作,以监控作业并检查难以到达的地方[8][12]

在能源领域,Spot 帮助监控基础设施并进行例行维护检查。它在人员进入可能存在风险的环境中特别有效,例如电气化或辐射密集区域,确保工人的安全,同时保持操作效率[11]

Spot的应用扩展到医疗保健领域,能够用于病人分诊、食物和药物的配送,以及从远处消毒房间。这种多功能性提升了医疗服务的效率,同时降低了医疗人员的暴露风险[11]

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Spot 还被用于公共安全角色,可以远程操作以评估危险情况或检查危险包裹。这一能力为执法和应急响应团队提供了关键信息,而无需将人员置于危险之中[11]

在学术研究中,Spot 已与各种传感器和软件集成,使得机构能够探索创新应用。与维吉尼亚理工大学迈尔斯-劳森建筑学院等合作,着重于提高建筑进展监测和数据收集[8][11]

机器人的未来即将迎来显著的进步,这将重新定义机器人在各个领域的能力和角色。随着设计、材料和人工智能(AI)方面的持续创新,机器人变得越来越高效、适应性强,并且在人的活动中变得不可或缺。

机器人技术正在从工业应用转向在医疗、物流和零售等领域作为战略资产。人工智能的整合使机器人能够简化操作、降低成本并增强服务交付。例如,预计到2025年,医疗机器人将获得增强的人工智能能力,使它们能够以空前的精确度执行复杂的外科手术。[13] 在物流领域,自动化机器人正在优化库存管理和运输,显著减少人为错误并提高效率。[13]

未来的机器人设计预计将重点关注模块化,使机器人能够轻松地重新配置和升级以适应各种应用。增强的传感器集成将提高机器人感知和与环境互动的能力,而驱动技术的进步将允许更精确和高效的运动。[1][2] 这种适应性将扩大机器人在复杂和危险环境中的应用,进一步拓宽它们的潜在应用领域。

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随着机器人在日常生活中越来越普及,它们预计将补充人类的努力,使环境变得更加安全和高效。例如,像首尔这样的城市正在使用装备有人工智能的机器人来辅助医疗和教育,展示了机器人与人类合作创造可持续和智能城市空间的潜力。[2] 然而,机器人的崛起也带来了挑战,例如由于自动化导致的就业流失以及社会必须应对的数据隐私问题。[2]


Spot、Atlas及其他:改变世界的机器人 是对先进机器人技术如何转变各个行业并重塑日常生活的全面探讨。文章聚焦于一些著名的机器人平台,包括波士顿动力公司的Spot和Atlas,这些平台展示了机器人在提高运营效率和应对复杂任务方面的潜力。这一探索强调了机器人在医疗保健、制造业、物流和公共安全等多个领域日益增长的作用,在这些领域,机器人被用于执行从例行检查到患者照护等各种功能。[1][2][6]

这个主题的重要性在于机器人对社会、经济和个人生计的深远影响。尽管像Spot这样的机器人展示了显著的多功能性——在危险环境中自动捕捉数据并协助 construction项目——围绕工作岗位流失和自动化伦理的争议依然 prominent。一项牛津大学的研究表明,美国近47%的工作面临自动化的风险,这引发了关于收入不平等和未来工作的担忧。[9] 随着机器人变得越来越自主,它们也带来了关于劳动者再培训的挑战,以及企业需要解决其技术对社会影响的必要性。[10]

文章还讨论了正在推动机器人技术发展的人工智能、材料科学和传感器技术的创新,这些创新有望进一步增强机器人的能力和应用。随着机器人从工业应用演变为日常生活的组成部分,它们改善生活质量和运营效率的潜力是显著的。尽管如此,机器人技术的快速整合带来了关于社会适应和这些技术伦理影响的重要问题。[2][4][10]

总体而言,“Spot、Atlas及其他” 是对机器人科技发展轨迹的关键考察,突出了这一快速发展的领域所带来的变革潜力及其固有挑战。对机器人在社会中的角色、它们的经济影响以及所引发的争议的讨论反映出在拥抱这些技术的同时,需要采取一种平衡的方法,以减轻不利影响。[2][4][9]


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