机器人是当今世界制造业顶端的明珠。其RD、制造和应用是衡量一个国家科技创新和高端制造水平的重要标志。21世纪以来，全球制造业正在向智能化、自动化、集成化和绿色化方向发展。智能机器人技术作为智能制造的主力军，已经成为“第四次工业革命”的重要组成部分，正在改变全球制造业格局，带来一场全新的技术革命。在这场革命中，智能机器人大有用武之地，小有小成，当今世界出现了最大的智能机器人和最小的智能机器人。
在日本横滨，高达智能机器人近日亮相。这是有史以来最先进的1: 1全尺寸高达。这个高约18米、重约25吨的巨型机器人由200多个由钢铁和碳纤维增强聚合物制成的零件组成，还能做一些跪下、转头、指指点点等动作。该机器人是目前世界上最大的智能机器人，属于高达机器人系列。它是历史上最先进的全尺寸高达，这样的工程挑战是巨大的。高达智能机器人(Gundam intelligent robot)是一种完全由电气、智能器件和液压执行器组合驱动，以其24个自由度实现“类高达运动”的机器人。高达由日本动画监制Yosiyuki Tomino先生创作，在日本文化和动画上留下了不可磨灭的印记。自1979年以来，高达出演了50多部电视剧和电影，以及许多漫画和电子游戏。
最大的智能机器人(图片来自网络)
这个机器人的每一个细节背后都是科研人员的不懈努力。比如每只手长2米，手指关节发达。由于它们安装在旋转的手腕上，随着肘部和肩部的移动，每只手的重量，包括所有的电机、电缆和车体，都需要保持在200kg以下，以确保链条上的电机能够顺利工作。它是使用开源机器人操作系统(ROS)和3D动态模拟器(Gazebo)开发的，研究人员正在发布它的完整虚拟副本。有抱负的程序员可以用它来发展自己的动作和姿势。为了使其灵活移动，研究人员试图突破常见电机、传感器和执行器技术的限制。鉴于新冠肺炎疫情的影响，高达智能机器人将首次展示至2022年3月31日，感兴趣的人仍有机会亲自观摩。
将电子设备小型化，从而最终制造出细胞大小的智能机器人，一直是工程师们追求的目标。智能机器人是典型的微机电系统，其发展依赖于微加工、微传感、微驱动和微结构。执行器的定义是指通过电信号和光信号直接或间接控制机械结构，使其变形或运动。长期以来，由于缺乏合适的微驱动器系统，限制了微机器人技术的进一步发展。目前，一些发达国家在微型智能机器人的研发方面已经取得了很多成果。微型机器人很小，像蜻蜓或苍蝇一样大，有些甚至更小，小到我们看不见。在应用上，微型智能机器人可用于医药加工和精密制造业，携带摄像机和微型光纤，进入人类无法到达的地方观察环境，存储或传输图像等。
最小的智能机器人(图片来自网络)
据英国《自然》杂志报道，美国宾夕法尼亚大学的研究人员马克·米斯金(Mark Miskin)和他的同事们最近开发出了一种世界上体积最小的智能机器人。其尺寸小于0.1mm，人眼无法识别。这一成就归功于与现有硅电子器件兼容的这种新型致动器的发展。在实验中，他们在4英寸的硅芯片上制造了100多万个行走机器人。研究小组认为，这些是已知的第一批尺寸小于0.1毫米的智能机器人，其中使用机载电子设备来控制驱动。它们很强，可以在高酸性环境和超过200开尔文的温度变化中存活，并且可以通过皮下注射针注射，这使得探索在生物环境中的应用成为可能。
近年来，新一轮科技革命和产业变革势头强劲。智能机器人作为智能制造技术、信息技术和控制技术集成创新的重要成果，在推动以智能化为特征的工业变革进程中发挥着越来越重要的作用。然而，目前所有智能机器人的智能水平仍然很低，仍然难以满足社会的需求。智能机器人在实践中的应用需要通过智能传感技术和智能控制技术进一步智能化。然而，随着人工智能时代的到来，智能机器人将在许多领域得到应用；正如中国科学家、未来学家周海中先生在1990年发表的《论机器人》一文中所说:“智能机器人将在各行各业大显身手，推动我们工作和生活的变革。”
文/李进(作者单位:日本京都大学工学部)
