長期以來，機(jī)器人一直是工業(yè)應(yīng)用和自動(dòng)化系統(tǒng)的一部分。在公眾心目中，它們經(jīng)常與自動(dòng)化和一般的工業(yè)革命聯(lián)系在一起。

在工業(yè)4.0、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和新軟件技術(shù)的推動(dòng)下，機(jī)器人技術(shù)在智能工廠的互操作性、分散化、實(shí)時(shí)能力、虛擬化、服務(wù)導(dǎo)向和模塊化方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

盡管機(jī)器人傳統(tǒng)上是作為獨(dú)立的機(jī)器在封閉的生產(chǎn)單元中運(yùn)行，但工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人之間的區(qū)別不再像過去那樣明顯，最近出現(xiàn)了協(xié)作機(jī)器人和人機(jī)互動(dòng)的趨勢，這使得制造工廠能夠遷移到新型生產(chǎn)線的開發(fā)。

傳統(tǒng)生產(chǎn)線的所有基本要素（即工業(yè)機(jī)械手）正在被機(jī)器人取代或安置。相比之下，移動(dòng)機(jī)械手（即移動(dòng)基地上的機(jī)械臂）使工業(yè)機(jī)器人與固定和籠式機(jī)械手嚴(yán)格相關(guān)的經(jīng)典想法變得過時(shí)。此外，自主移動(dòng)機(jī)器人（AMR）也進(jìn)入工廠，根據(jù)具體要求自主承擔(dān)各種角色。

這里的問題是機(jī)器人技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用中的未來將是什么樣子。讓我們來看看機(jī)器人技術(shù)在制造業(yè)中的一些關(guān)鍵趨勢。

新材料的發(fā)明

研究承諾在未來幾年為新一代機(jī)器人提供新的材料，如軟體機(jī)器人的智能材料，這將能夠?yàn)闄C(jī)器人增加新的能力和功能。新材料可以是硬的，如壓電材料；可以是柔性的，如形狀記憶合金；可以是軟的，如介電彈性體；甚至可以是流體的，如鐵流體和電流變流體，它們在電場作用下改變形狀。

在工業(yè)中部署軟體機(jī)器人的概念并不新鮮。軟性不再意味著可變形性或沒有剛性元素。新的軟概念是指新一代具有肌肉變形的機(jī)器人，由類似于骨骼和肌肉的聚合物和類似于氣囊的執(zhí)行器制成。這些材料成本低、耐用，而且基于目前的技術(shù)。

新材料研究的目的是用光滑、柔軟的機(jī)器人取代金屬和剛性的機(jī)器人，可以更舒適地與人類協(xié)作。在大尺度上，例如引入的磁性液態(tài)金屬液滴可以在水平和垂直方向上進(jìn)行拉伸。這種令人難以置信的拉伸能力是可逆的，持久的，并且可以多次重復(fù)。

一個(gè)研究小組最近為機(jī)器人創(chuàng)造了智能和可生物降解的材料，這些材料可以被分解，不會(huì)污染環(huán)境。塑料被一種由食物廢料制成的低能耗生物塑料所取代，材料的硬度適合機(jī)器人的外部零件。由這些材料制成的機(jī)器人手臂和機(jī)器人將類似于人類，他們的身體將像血肉一樣分解。

創(chuàng)新的傳感器和執(zhí)行器

感應(yīng)能力是任何機(jī)器人應(yīng)用的基礎(chǔ)。越來越多的協(xié)作機(jī)器人被采用，這推動(dòng)了引進(jìn)先進(jìn)的皮膚觸覺傳感器，以保證人類操作者的安全。

大多數(shù)傳感器可以檢測到接觸壓力，但它們不能預(yù)測是否會(huì)有影響。安全方面的最新趨勢是開發(fā)接近性皮膚傳感器，它可以在任何接觸發(fā)生之前檢測到物體，允許通過光學(xué)傳感器陣列測量接近性、接觸和力。采用飛行時(shí)間傳感器可以在接觸前檢測物體的位置和大致形狀。

這些傳感器使我們能夠開發(fā)出創(chuàng)新的抓手，能夠執(zhí)行涉及 "關(guān)鍵 "物品的裝配和揀選任務(wù)，如小型和扁平物品，如果這些物品太輕和太脆弱，吸盤抓手可能會(huì)失敗。

可穿戴外骨骼

由于數(shù)十年的研究、使能技術(shù)的進(jìn)步和大量投資，外骨骼是工業(yè)領(lǐng)域中一個(gè)不斷增長的部門。

外骨骼可以分為兩類，被動(dòng)式和主動(dòng)式。被動(dòng)式防護(hù)服是完全機(jī)械的，沒有馬達(dá)。它們改善了人體工程學(xué)，并有效地分配佩戴者的重量。它們在汽車、航空航天、物流和建筑等大公司的廣泛采用構(gòu)成了一個(gè)有吸引力的市場。主動(dòng)式機(jī)器人外骨骼使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，為工人提供重要的升降協(xié)助，從而減少勞動(dòng)力傷害。

在建筑業(yè)、制造業(yè)、農(nóng)業(yè)和其他采用機(jī)器人結(jié)構(gòu)的行業(yè)中，外骨骼增強(qiáng)了人類的運(yùn)動(dòng)，允許更多的起重力量，并改善了蹲下、彎曲或行走等重復(fù)性任務(wù)的生產(chǎn)。工業(yè)外骨骼的潛力是巨大的，對于那些能夠積極創(chuàng)新并將可行的解決方案推向市場以實(shí)現(xiàn)商業(yè)價(jià)值的企業(yè)家來說，回報(bào)也是如此。

工業(yè)外骨骼行業(yè)仍處于起步階段，但市場潛力巨大。現(xiàn)代、福特和寶馬等汽車公司已經(jīng)開始將工業(yè)外骨骼納入其生產(chǎn)線。