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机器人的发展离不开这8大技术 |
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机器人蓬勃发展，亚马逊、谷歌、苹果、Uber、阿里巴巴、富士康等备受瞩目的公司，以及一些重量级的汽车厂商都在向无人驾驶领域进军。在机器人火爆的背后，一系列与机器人相关的科技技术正在指数爆炸式地发展，我们来看看哪些技术在推动着机器人的发展呢？
这里只列举了最重要的八项。前三个科技发展技术和个体机器人有关，接下去两个和互动有关，最后三个则是关于基于网络的未来云机器人。
1、晶体管性能
晶体管性能
机器人是由传感器、处理器和计算机共同构成的，而计算机处理能力在不断上升。最初由英特尔创始人摩尔·戈登提出的摩尔定律指出集成电路上可容纳的晶体管数目每18至24个月就会增加一倍，性能也将增加一倍。
尽管具体的更迭周期有所调整，但这一趋势已经持续了数十年，当然现在似乎开始出现一些瓶颈了。现在，半导体公司可以将晶体管制程压缩至14纳米，而一纳米可是难以想象的十亿之一米！
这种量级已经接近物理极限，几乎就要进入单个原子的尺度了。当然现在出现了一些新技术还能保证单位体积计算性能的继续上涨，其中包括三维多芯片系统和量子计算等等。
2、机械设计和数控加工工具的进步
机械设计和数控加工
现代计算机辅助设计工具极大提升了机械设计师的工作效率、设计质量和复杂程度。数控加工工具近来也获得了许多突破——比如3D打印技术仅需极小的代价即可打印出高精度的3D模型，省去了耗资巨大的开模步骤。
而嵌入式处理器所能实现的功能也越来越复杂，性能与可靠性亦有了巨大改进，所有的这些都增强了机器人的性能和可靠性。
3、电池容量
电池容量
如果机器人是可移动的，他们需要找到能够储存或产生足够的电量的方式来维持运行。过去几十年里，电池和燃料电池都不能很好地达到期望值。
锂电池比碳氢燃料的能量密度少了一个数量级，但差距正在逐渐缩小。在高需求且竞争激烈的便携式电子设备市场，电池技术方面的技术进步一直在持续；更不要说混合动力和电动车领域了。
而超级电容作为一项全新的技术，比标准电池充放电速度更快，而且能够反复充电上千次，但电池容量方面还需要更大的进步。
4、对电池的高效利用
电池的高效利用
机器人依靠电池释放电能带动电机运转；电机越多，机器人对电能的消耗就越敏感。功率半导体充分利用了集成电路行业的技术进步，让便携式设备的价格也不再昂贵，而所有的电池都对电能效率十分敏感。
LED是另一个快速发展的新兴市场，发光二级管可以以更少的电能实现更高的亮度和更广的照射范围，新型复合半导体（氮化硅和碳化硅）也将迎来以更低的价格实现更高的性能的时代。
现在，云机器人的发展则开始依赖于图形处理器来实现大规模的数据处理。在未来，以大脑为灵感的神经硬件所消耗的能量将会更少。
5、无线技术
无线技术
最开始机器人都是单独的个体，它们的记忆和解决问题的能力被自身携带的程序所限制，对它们进行更新和重新程序设计是一件耗时耗力的事情。而联网机器人为程序设计、解决问题、学习和更新提供更多可能性。
得益于各种基础设施的完善，高性能无线数字通信现在随处可见，可联网的设备种类也大大增加。比如由Nest生产的智能温控器，可以使用配对的手机进行控制，并且它还能够记忆和学习并对未来环境做出调整。
谷歌的Chromecast服务，可以将你在计算机或手机上任意选择的内容，通过无线连接展示在电视屏幕上。你知道吗，2014年全球的平均WiFi速度已经达到十兆每秒，到2018年还会翻倍。2014年，在全球范围内分布大约有4800万个公共WiFi热点；而到2018年，这一数字会再增加7倍。目前最新的WiFi标准（802.11ac）的速度为每秒千兆，和标准的蜂窝数据（5G）一致。可以预见，未来机器人通过无线技术进行交流将成为常态。
6、网络的规模和性能成指数爆炸形式发展
网络的规模和性能成指数爆炸形式发展
无线通信设施的发展和网络的应用，将不仅仅限制在智能设备尚。现在全球互联网的每月流量已经超过88EB（1EB=1024PB=1024*1024TB），保守估计三年内还会翻番。而现在大概有130亿台设备连接到网络上，相当于地球人的两倍；而到2019年，这个倍数将会达到3倍。
7、全球数据储存成指数形式发展
全球数据储存
纵观全球，由于社交网络的流行，大量的图片和影像在网上流传，“比特洪流”带来了可怕又可观的流量。通过比较，人的大脑一共有10^14个突触,假设我们把每一个字节的存储量作为一个突触，那么现在全球信息就相当于1000万个大脑的储存量。
8、全球计算机能力成指数形式发展
全球计算机能力成指数形式发展
全球计算机的指令周期已达到每秒10^21个指令。更重要的是，已经生产的数十亿个处理器（或许其中只有10亿个正在运行）可以和几个大型网络运行数百万台，带有高性能多核处理器的服务器并行计算。而任何运算都可以分成几个小部分，分开解决问题并不需要进行信息交流，问题就能够迅速被分解并解决。许多关于机器人自动化的问题，都可以通过这种方式解决。原文地址http://www.smartmfg.org/lmzhixun/hyzixun/2015/1029486.html |
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