机器人工程是一个多学科交叉的新兴技术领域,学习机器人专业,首先要了解机器人是什么,它又有什么分类。
或许在很多人的认知里,机器人会像科幻电影里那样拥有人的模样,像人一样思考,无所不能。但实际上,机器人是一种经过计算机进行控制的可编程的自动机械电子装置,最主要的功能还是理解指示命令,但还有的能感知环境,识别研究对象,然而那些有记忆和学习教育功能,具有情感和逻辑分析能力,能自身发展进化的机器人,正是目前处于科研前沿的内容。
目前的机器人按照应用环境主要分为工业机器人和特种机器人。工业机器人与特种机器人的区别之一在于应用的领域:工业机器人主要还是面向工业领域,应用面相对较窄,而特种机器人应用更广,其中,主要从事保安、救援方面的机器人称为专业领域特种机器人,例如这次疫情中,专门用于实时测量体温的机器人;主要从事家庭服务,维护、保养、修理、运输、清洗、监护等工作的称为家庭服务机器人,例如现在很火的扫地机器人等等。
因此,由于应用领域的不同,对两者的技术要求也略有不同。可以说,特种机器人更偏向人工智能,而工业机器人主要对程序设计要求更多。目前,机器人还可以向类人的方向发展,通过对人脑的研究,使机器人像人一样进行各种行动。使我耳目一新,或许未来机器人像人一样思考也不足为奇,
此外,两者应用程度也不同,工业机器人现在几乎已被广泛应用于工厂生产中。而特种机器人应用程度不高,就目前总体来看,普及方面的主要困难之一是价格问题;另一个是,用户对机器人不十分了解,对于他的的益处及可靠性抱有很大的怀疑;但考虑到机器人技术的发展及相关产业人才的培养是我国有效应对未来高度老龄化社会的技术和人才保障,特种机器人未来发展前景很广阔。
对于机器人专业的学习任务,通过了解机器人的组成——机械本体,机器人感知系统,机器人控制系统,机器人决策系统,我们就可知道大致方向。课程方面,机器人工程专业主要学习机械、计算机、自动化等知识,核心问题是做好和物理世界的交互。如何能让机器人按照人类的意愿为人类服务,而不是只是通过单一的算法使机器人重复性做一尘不变的工作,这将是未来机器人发展的重点和难点。总而言之,机器人学可概括为四个核心领域:感知,认知,行为,数学基础。
我们可以举一个实际的例子,针对物流机器人来说,它的主要用途:分拣、搬运、质检、贴面单,然后出库,这些都是物流常见的流程。这些流程在过去工人们每天都要重复上百遍,尤其是仓库的出库打包员。现在工业机器人帮助完成这些流程,提高的物流的效率。它的应用需要解决哪些问题,其中哪些才是关键:首先要解决的是物流机器人的路径问题,即它该怎么把货物分拣到正确的窗口,这就需要数学方面的知识;如何防止与其他机器人的碰撞,如何保持自身的平衡稳定,这就需要感知和运动方面的知识。其中,我认为分配的准确性是关键,所以如何让机器人走对路是重中之重。通过之前的学习,我了解到这些机器人每次行动前,都会对前方的道路进行分析,从而选择一个最稳定,最安全,最准确的道路,实现对物流产品的精准分配,这就离不开传感系统和处理系统的作用。由此可见,无论多么简单的机器人,都需要多学科的支持。
对于机器人专业的从业领域,由于机器人工程所学科目的特殊性,它可适用于多个领域。工业机器人相关岗位主要分调试、设计。
设计分机械和电气设计,还有机器人工程师,即负责编码编程软件制作;调试就是各种机器人应用的示教,负责机器人的日常维修与维护。但机器人毕竟是高精端的学科,大多时候还是需要我们继续深造下去,但除了考研升学深造,机器人工程专业的毕业生选择的方面有很多,一方面可以参与机器人在生产线上的运行,维护,管理等工作,即步入应用机器人的相关产业企业,另一方面也可以参与制作属于自己的机器人,即步入创新型机器人生产制造企业。而考研深造的毕业生除了可以选择工业企业,有能力的还可以进入科研院等机构,进入机器人程序设计与应用领域等内,从事与机器人相关的技术开发,产品与系统设计及应用,设备与技术管理及相关工作。
最后聚焦于专业的行业发展,不如我们先把视野放广。目前我国机器人工程专业人才严重不足,供需比例非常不平衡。随着机器人大范围的普及应用,以及人工智能产业的快速发展,社会对于机器人工程专业人才的需求更加迫切。总之,机器人产业人才需求特点就是人才缺口大,人才需求层次丰富。
为什么会如此需要机器人工程专业的人才,这便提到了为什么要使用工业机器人?大致可以分为以下三个原因。
1.为了提高工业生产的效率,省去那些重复的耗费人力的程序,以获得更高的利益。并且随着人力成本的提高,工业机器人的使用也更加频繁。
2.可能在某些生产环节中,无法用人力完成,例如一些精加工,此时需要精度更高且不会疲劳的机器人来完成,此外,某些加工环节可能会对生产人员造成危害,此时就必须利用工业机器人来完成。
3.未来工厂将会是自动化和智能化的,这时工业机器人必定随着智能制造模式的兴起成为工厂的关键角色。使用工业机器人,提升机器人的效率能力已经成为了大势所趋。
疫情期间,网上的一篇文章令我深有感触:文章内容可以概括为目前我国口罩日产量已突破记录。但从口罩生产量来看,我国已经达到了其他国家无法匹及的高度。据统计,2月29日的全国口罩日产能和日产量分别是2月1日的5.2倍和12倍。 一个月时间,口罩产能提升了12倍靠的是什么?是工程技术人员。正是工程技术人员对一起性口罩机的不断研发和改造,才使得生产量节节高升,以至于我们现在不仅能满足国内的生产,还可以有能力支援国外。这期间,一次性口罩机的价格攀升,口罩机调试人员的待遇也获得了极大的提高,调试费用高达几万。这给了我一个很好的启示:也许,工程技术人员的工作在外界人士眼里,存在着很多问题,但是这个工作却有着别的工作缺少的闪光点——这是一个可以托付终身的工作,你掌握的经验越多,你的能力也就越强,个人价值也越高;掌握多个领域的知识,各个知识面可以融会贯通,即使你以后转型或者有了足够的准备开始创业,它都为你提供良好基础;作为知识技术人才,做的工作有尊严,被尊重。
所以,我确信工业机器人领域,代表的是现代工业前进的大方向,从行业的角度分析,必然是非常有前景的。最后,抛开个人层面,从国家层面上来看,工业机器人产业的发展是衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志,同时也是我国工业转型升级的务实之选,同时,随着机器人越来越向高水平,高尖端发展,哪个国家能率先有了新的进展和突破,谁就能首先尝到红利。因此,选择一个专业不仅是为了自身更好的发展,也要真正的为这一行业,为国家做出自己的贡献,我相信机器人工程于许许多多的学子来说就是这样的一个专业。助力中国制造,助力中国机器人事业,青年之辈当自强!