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是什么推動了智能機器人的發(fā)展？
DANBACH ROBOT
如今，各個領(lǐng)域的科技發(fā)展導致機器人也如同“寒武紀大爆發(fā)”，導致他們逐漸趨向種類多元化和性能專業(yè)化。與此同時，許多關(guān)于機器人所依賴的計算、數(shù)據(jù)存儲和交流的基礎(chǔ)硬件技術(shù)也日新月異。其中云機器人和深度學習這兩項新興的技術(shù)，更是引導相關(guān)技術(shù)在良好循環(huán)中爆發(fā)性增長。
接下來，我們起來看看現(xiàn)在機器人領(lǐng)域較重要的八項推動機器人向前發(fā)展的重要科技。
1、晶體管性能
機器人是由傳感器、執(zhí)行器和計算機共同構(gòu)成的，而計算機處理能力在不斷上升。較初由英特爾創(chuàng)始人摩爾·戈登提出的摩爾定律指出集成電路上可容納的晶體管數(shù)目每18至24個月就會增加倍，性能也將增加倍。盡管具體的更迭周期有所調(diào)整，但這趨勢已經(jīng)持續(xù)了數(shù)十年，當然現(xiàn)在似乎開始出現(xiàn)些瓶頸了。現(xiàn)在，半導體公司可以將晶體管制程壓縮至14納米，而納米可是難以想象的十億之米！這種量已經(jīng)接近物理限，幾乎就要進入單個原子的尺度了。當然現(xiàn)在出現(xiàn)了些新技術(shù)還能保證單位體積計算性能的繼續(xù)上漲，其中包括三維多芯片系統(tǒng)和量子計算等等。
2、機械設(shè)計和數(shù)控加工工具的進步。
現(xiàn)代計算機輔助設(shè)計工具大提升了機械設(shè)計師的工作效率、設(shè)計質(zhì)量和復雜程度。數(shù)控加工工具近來也獲得了許多突破——比如3D打印技術(shù)僅需小的代價即可打印出高精度的3D模型，省去了耗資巨大的開模步驟。而嵌入式處理器所能實現(xiàn)的功能也越來越復雜，性能與可靠性亦有了巨大改進，所有的這些都增強了機器人品牌的性能和可靠性。
3、電池容量
如果機器人是可移動的，他們需要找到能夠儲存或產(chǎn)生足夠的電量的方式來維持運行。過去幾十年里，電池和燃料電池都不能很好地達到期望值。鋰電池比碳氫燃料的能量密度少了個數(shù)量，但差距正在逐漸縮小。在高需求且競爭激烈的便攜式電子設(shè)備市場，電池技術(shù)方面的技術(shù)進步直在持續(xù)；更不要說混合動力和電動車領(lǐng)域了。而超電容作為項全新的技術(shù)，比標準電池充放電速度更快，而且能夠反復充電上千次，但電池容量方面還需要更大的進步。
4、對電池的高效利用
機器人依靠電池釋放電能帶動電機運轉(zhuǎn)；電機越多，機器人對電能的消耗就越敏感。功率半導體充分利用了集成電路行業(yè)的技術(shù)進步，讓便攜式設(shè)備的價格也不再昂貴，而所有的電池都對電能效率十分敏感。LED是另個快速發(fā)展的新興市場，發(fā)光二管可以以更少的電能實現(xiàn)更高的亮度和更廣的照射范圍，新型復合半導體（氮化硅和碳化硅）也將迎來以更低的價格實現(xiàn)更高的性能的時代?，F(xiàn)在，云機器人的發(fā)展則開始依賴于圖形處理器來實現(xiàn)大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理。在未來，以大腦為靈感的神經(jīng)硬件所消耗的能量將會更少。
5、無線技術(shù)
較開始機器人都是單獨的個體，它們的記憶和解決問題的能力被自身攜帶的程序所限制，對它們進行更新和重新編程是件耗時耗力的事情。而聯(lián)網(wǎng)機器人為編程、解決問題、學習和更新提供更多可能性。得益于各種基礎(chǔ)設(shè)施的完善，高性能無線數(shù)字通信現(xiàn)在隨處可見，可聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備種類也大大增加。2014年全球的平均WiFi速度已經(jīng)達到十兆每秒，到2018年還會翻倍。2014年，在全球范圍內(nèi)分布大約有4800萬個公共WiFi熱點；而到2018年，這數(shù)字會再增加7倍。目前較新的WiFi標準（802.11ac）的速度為每秒千兆，和標準的蜂窩數(shù)據(jù)（5G）致?？梢灶A見，未來機器人通過無線技術(shù)進行交流將成為常態(tài)。
6、互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模和性能成指數(shù)爆炸形式發(fā)展。
無線通信設(shè)施的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的應用將不僅僅限制在智能設(shè)備尚。而現(xiàn)在大概有130億臺設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)上，相當于地球人的兩倍；而到2019年，這個倍數(shù)將會達到3倍。
7、全球數(shù)據(jù)儲存成指數(shù)形式發(fā)展。
縱觀全球，由于社交網(wǎng)絡(luò)的流行，大量的圖片和視頻在網(wǎng)上流傳，“比特洪流”帶來了可怕又可觀的流量。通過比較，人的大腦共有10-14個突觸,假設(shè)我們把每個字節(jié)的存儲量作為個突觸，那么現(xiàn)在全球信息就相當于1000萬個大腦的儲存量。
8、全球計算機能力成指數(shù)形式發(fā)展。
全球計算機的運算速度已達到每秒10-21個指令。更重要的是，已經(jīng)生產(chǎn)的數(shù)十億個處理器（或許其中只有10億個正在運行）可以和幾個大型互聯(lián)網(wǎng)運行數(shù)百萬臺帶有高性能多核處理器的服務(wù)器并行計算。而任何運算都可以分成幾個小部分，分開解決問題并不需要進行信息交流，問題就能夠迅速被分解并解決。許多關(guān)于機器人自動化的問題都可以通過這種方式解決。
丹巴赫機器人認為，這些技術(shù)的發(fā)展表明，機器人采購處理不僅可以依賴本地處理器，云計算也不失為個可行的方案。云機器人的研發(fā)已經(jīng)蓄勢待發(fā)，準備利用各種技術(shù)來完成機器人能力的革命。
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