Ding Han, Mitglied Der Chinesischen Akademie Der Wissenschaften: Humanoide Roboter – Der Durchbruch in Der Kombination Von Robotern Und Künstlicher Intelligenz

Die industrielle Fertigung ist eine wichtige Säule der Volkswirtschaft und ein zentrales Instrument zur Entwicklung und Modernisierung. Bereits im Jahr 2002 schlug der 16. Parteitag der Kommunistischen Partei Chinas vor, die Industrialisierung weiterhin durch Informatisierung voranzutreiben und die Industrialisierung durch Informatisierung voranzutreiben. Außerdem sollte ein neuer Industrialisierungspfad mit hohem technologischen Gehalt, gutem wirtschaftlichen Nutzen, geringem Ressourcenverbrauch, geringerer Umweltverschmutzung und voller Ausnutzung der Vorteile der Humanressourcen eingeschlagen werden. Seitdem ist der Begriff „Neuindustrialisierung“ in Regierungsdokumenten zu einem häufig verwendeten Begriff geworden.

Im Jahr 2015 wurde „Made in China 2025“ veröffentlicht, das klar vorschlug, die tiefgreifende Integration von Informatisierung und Industrialisierung voranzutreiben und sich dabei auf die Entwicklung hochwertiger CNC-Werkzeugmaschinen, Industrieroboter, Anlagen zur additiven Fertigung und intelligenter Produktionslinien zu konzentrieren.

In den letzten zehn Jahren hat die chinesische Fertigungsindustrie den Wandel von „Made in China“ zu „Smart Manufacturing in China“ eingeleitet. Heutzutage werden intelligente Geräte, intelligente Produktionslinien, intelligente Werkstätten und intelligente Fabriken in inländischen Unternehmen weithin eingesetzt und gefördert. Von der Verbesserung der Qualität und Effizienz bis hin zur Energieeinsparung und CO2-Reduzierung – die Bedeutung der Informationstechnologie, Automatisierungstechnologie und künstlichen Intelligenz für die traditionelle Fertigung ist überall spürbar.

Als eine der Schlüsseltechnologien der intelligenten Fertigung integrieren Roboter aufkommende Technologien wie neue Materialien, intelligente Sensoren und künstliche Intelligenz. Sie können direkt am Herstellungsprozess teilnehmen und manuelle Arbeit ersetzen, um gefährliche oder sich wiederholende Aufgaben zu erledigen. Roboter sind zu einer wichtigen Kraft bei der Förderung der digitalen Transformation der chinesischen Fertigungsindustrie geworden.

„Roboter sind die Glieder der intelligenten Fertigung, und das ultimative Ziel der intelligenten Fertigung ist die Mensch-Maschine-Integration.“Ding Han, ein Akademiker der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, nahm kürzlich an der ersten jährlichen akademischen Tagung des Shanghai Institute of Artificial Intelligence and Finance an der East China Normal University teil und teilte seine Analyse zum Entwicklungstrend von Robotern. Er schlug vor, dass„Roboter können eine allgegenwärtige Fertigung ermöglichen.“

HyperAI hatte das Glück, ein ausführliches Interview mit dem Akademiker Ding Han führen zu können, um seine umfassenden Kenntnisse im Bereich der intelligenten Fertigung sowie seine einzigartigen Einblicke in Forschungsfelder wie Industrieroboter und humanoide Roboter besser zu verstehen.

Roboter sind ein wichtiges Standbein für die Technologie der künstlichen Intelligenz

Die erste Industrielle Revolution war durch die Ersetzung menschlicher und tierischer Arbeitskraft durch Maschinen gekennzeichnet und wurde zu einem wichtigen Meilenstein in der Entwicklung der menschlichen Gesellschaft. Die zweite Industrielle Revolution war geprägt von der großflächigen Nutzung der Elektrizität, was den Bau von Fabriken und die zentralisierte industrielle Fertigung förderte. Mit der Vertiefung der Arbeitsteilung gewann auch die Bedeutung professioneller Technik immer mehr an Bedeutung.

Die dritte industrielle Revolution, nämlich die Informationstechnologie-Revolution, in deren Mittelpunkt technologische Innovationen wie Computer, digitale Kommunikation und das Internet stehen, hat die Verbesserung der Produktionseffizienz beschleunigt.In dieser Zeit wurden auch Industrieroboter geboren. Im Jahr 1959 entwickelten die Amerikaner Ingeborg und Devol den weltweit ersten Industrieroboter „Unimate“ und setzten ihn in der Produktionslinie des Druckgusswerks von General Motors ein. Damit wurden Roboter aus der Fantasie zur Realität.

Allerdings führten Roboter in den 1950er Jahren in Form mechanischer Arme hauptsächlich einfache, sich wiederholende Bewegungen aus, und der Begriff „Mensch“ hatte sich noch nicht herausgebildet. Zu dieser Zeit konnten programmierbare Roboterarme je nach Programm nur grundlegende Aufgaben eines einzigen Jobtyps erledigen. Im letzten Jahrzehnt haben Maschinen mit der Weiterentwicklung zugrunde liegender Technologien und Produkte wie dem Internet der Dinge und visueller Sensoren sowie der zunehmenden Anwendung künstlicher Intelligenztechnologie begonnen, in industriellen Fertigungsumgebungen Entscheidungskompetenzen zu erlangen und sich wirklich in Richtung „Roboter“ zu bewegen.

Der Akademiker Ding Han schlug vor, dass in der Zukunft mit der tiefen Integration von elektromechanischen Systemen und LebenssystemenDer Entwicklungstrend bei Robotern geht in Richtung einer höheren Anpassungsfähigkeit an die Umgebung und Autonomie.Von humanoiden Robotern wird erwartet, dass sie in unstrukturierten Umgebungen autonome Entscheidungen treffen. Die nahtlose Integration künstlicher Intelligenz, großer Modelle und Sensoren wird zu mehr Innovationen und Durchbrüchen in der Robotertechnologie führen.

Akademiker Ding Han betonte: „Roboter werden in Zukunft ein wichtiges Standbein für künstliche Intelligenz sein.“Er ist davon überzeugt, dass sich die Anwendung und Verbreitung künstlicher Intelligenz darauf konzentrieren sollte, „Menschen zu helfen, Menschen zu fördern und ihnen zu dienen“. Durch den technologischen Fortschritt sollten die Menschen von mühsamen Aufgaben befreit und in die Lage versetzt werden, sich an fortgeschritteneren und kreativeren Aktivitäten zu beteiligen.Er glaubt, dass die nächsten zehn Jahre eine Zeit explosiven Wachstums für die Kombination von Robotern und künstlicher Intelligenz sein werden.

Zurück zum Bereich der industriellen Fertigung: Er ist davon überzeugt, dass „Roboter die Gliedmaßen der intelligenten Fertigung sind“ und sich von der anfänglichen Interaktion mit Teilen zu komplexen Interaktionen mit der Umgebung, Menschen und anderen Robotern entwickeln werden. Darüber hinaus liefert die robotergestützte Fertigung neue Ideen für die effiziente und hochpräzise Bearbeitung von Kernkomponenten in strategischen Bereichen.

Humanoide Roboter sind Inbegriff und Höhepunkt der Robotertechnologie

Obwohl die ursprünglichen Roboter nicht in der Lage waren, anspruchsvolle Fertigungsaufgaben in Fabriken auszuführen und ihre Genauigkeit und Sensibilität nicht mit Werkzeugmaschinen mithalten konnten, verändern Roboter mit dem technologischen Fortschritt die Landschaft der industriellen Fertigung.

Derzeit fördern viele Unternehmen „Dark Factories“, also intelligente Fabriken, die völlig unbemannt sind und auf den automatischen Betrieb von Maschinen angewiesen sind. Sie machen in großem Umfang Gebrauch von Industrierobotern und Roboterarmen, sind jedoch hauptsächlich für die groß angelegte, standardisierte Verarbeitung und Fertigung verantwortlich und führen Identifikations-, Feedback- und Schleifenvorgänge gemäß voreingestellten Programmen und Algorithmen durch. Herkömmliche Roboter sind für die anspruchsvolle Bearbeitung von Präzisionsteilen in kleinen Chargen nicht geeignet.

Als Antwort auf diese Herausforderung ist Akademiker Ding Han davon überzeugt, dass humanoide Roboter und geschickte Manipulation großes Potenzial und großen Wert in der industriellen Welt haben.Humanoide Roboter umfassen die Schnittstelle und Integration mehrerer Disziplinen wie Mechanik, Elektrogeräte, Materialien, Sensorik, Steuerung und künstliche Intelligenz und gelten international als Integrator und führende Größe der Robotertechnologie.

In den letzten Jahren haben viele Unternehmen im In- und Ausland in den Bereich humanoide Roboter investiert. Atlas, der von Boston Dynamics mithilfe eines Hydrauliksystems gebaut wurde, hat sich vom Kleinkind zu einem Mann entwickelt, der mit dem Wind laufen kann und so das Verständnis der Menschen für Roboter ständig auffrischt. Obwohl der Hydraulik-Atlas inzwischen im Ruhestand ist, legte er den Grundstein für die Entwicklung humanoider Roboter.

Tesla-Gründer Musk kündigte 2021 seinen Einstieg in das Feld der humanoiden Roboter an und veröffentlichte Anfang 2024 ein Video des Optimus Prime der zweiten Generation, der durch die Tesla-Fabrik läuft. Auch Nvidia-Gründer Jen-Hsun Huang war der Ansicht, dass humanoide Roboter die industrielle Welt verändern werden, und stellte auf der diesjährigen GTC-Konferenz einen humanoiden Roboter auf Basis der Nvidia GR00-Plattform vor.

In China gelang UBTECH Ende 2023 der erfolgreiche Eintritt in den Kapitalmarkt und wurde zur „ersten Aktie für humanoide Roboter“. Zhiyuan Robotics, gegründet vom „Huawei-Genie Zhihuijun“, nachdem er Huawei verlassen hatte, brachte im August 2023 auch seinen ersten universell einsetzbaren intelligenten Roboter „Expedition A1“ auf den Markt.

Im Wesentlichen kann ein humanoider Roboter in zwei Teile unterteilt werden: den Humanoiden und den Roboter. „Humanoid“ bedeutet, dass sein Erscheinungsbild mit zwei menschlichen Füßen und zwei Händen gestaltet ist und er verschiedene Aufgaben in einer Form erledigen kann, die der Arbeitsweise des Menschen näher kommt. Um „Roboter“ zu sein, muss er über bestimmte Entscheidungsfähigkeiten verfügen und wie ein Mensch denken können, statt eine Maschine zu sein, die ein festgelegtes Programm ausführt.

Der Akademiker Ding Han glaubt, dass die Fähigkeit zur Urteilsfähigkeit eine der bahnbrechenden Veränderungen bei humanoiden Robotern ist.Beispielsweise reinigten Haushaltsroboter (wie etwa Kehrroboter) früher erst nach dem Start des Programms durch den Benutzer gemäß einer geplanten Route. Roboter mit Urteilsvermögen können jedoch mithilfe von maschinellem Sehen und intelligenten Sensoren Müll oder Unordnung im Haus oder auf dem Schreibtisch erkennen und diese aktiv ordnen und aufräumen.

Auf technischer Ebene schlug Akademiker Ding Han vor, dass wir den Einsatz humanoider Roboter in speziellen Umgebungen beschleunigen sollten, um den Anforderungen von Operationen unter rauen Bedingungen und in gefährlichen Umgebungen gerecht zu werden.Stärken Sie seine Fähigkeit, sich selbst zu kontrollieren, sich schnell zu bewegen und in komplexen Umgebungen präzise wahrzunehmen.Erstellen Sie hochzuverlässige humanoide Roboterlösungen für spezielle Anwendungsszenarien.

Akademiker Ding Han ist entschlossen, das Problem der Robotertechnologie anzugehen

Es lässt sich nicht leugnen, dass es während der drei industriellen Revolutionen hinsichtlich technologischer Autonomie und Innovation eine gewisse Kluft zwischen meinem Land und den westlichen Ländern gab. In den letzten Jahren haben die heimische Wissenschaft und Industrie jedoch mit der Entwicklung von Technologien wie 5G, Internet der Dinge und KI die Chance ergriffen, in einigen Bereichen aufzuholen oder sogar aufzuholen.

Akademiker Ding Han glaubt, dassEiner der größten Vorteile unseres Landes sind seine vielfältigen Szenarien, die zu technologischen Durchbrüchen führen können.Er wies darauf hin, dass sich mein Land derzeit in einer Phase des industriellen Wandels befinde und viele Anwendungsszenarien entstanden seien. Wenn wir uns auf Szenarien und Fertigungsaufgaben konzentrieren können, wird dies in der Lage sein, das technologische Niveau meines Landes in verwandten Bereichen zu verbessern und einen wesentlichen Beitrag zum industriellen Fortschritt zu leisten.

Als einer der ersten Wissenschaftler, die sich auf das Gebiet der Robotikforschung begaben, hat der Akademiker Ding Han den Weg der Industrieroboter miterlebt, wie sie Schwierigkeiten überwanden und Durchbrüche erzielten.

Bereits 1986 begann Ding Han unter Anleitung seines Mentors mit der Forschung auf dem Gebiet der Robotik. Seit 2001 haben er und sein Team mehr als 20 Sätze industrieller Roboterbetriebssysteme entwickelt, die beim Schweißen, Zusammenbauen, Palettieren und Bearbeiten breite Anwendung finden.Das Forschungsergebnis „Forschung, Entwicklung und Anwendung von Schlüsseltechnologien für industrielle Roboterbetriebssysteme“ gewann den zweiten Preis des National Science and Technology Progress Award. Im Jahr 2005 begann er, sich mit der Grundlagenforschung zur digitalen Fertigung zu beschäftigen und leitete das erste Projekt des National Key Basic Research and Development Program (973-Programm) im Bereich der digitalen Fertigung und erhielt dafür fortlaufende Unterstützung.

Um das Jahr 2012 herum war sich Ding Han der weitreichenden Aussichten der robotergestützten Fertigung sehr bewusst und begann, Roboter in digitale Fertigungstechnologien zu integrieren. Damit schuf er eine neue Richtung für die robotergestützte intelligente Fertigung und förderte die Umgestaltung des Fertigungsmodells von „Werkzeugmaschinen aus Eisen, wechselnde Werkstücke“ zu „Werkstücke aus Eisen, wechselnde Werkzeugmaschinen“.

Im Jahr 2016 fungierte er als Leiter der beratenden Expertengruppe für das große Forschungsprojekt „Forschung zu grundlegenden Theorien und Schlüsseltechnologien inklusiver Roboter“ der National Natural Science Foundation und übernahm weltweit die Führung bei der Durchführung von Forschungen zu grundlegenden Theorien und Schlüsseltechnologien inklusiver Roboter.

Im Jahr 2017 leitete er das nationale F&E-Schlüsselprojekt „Intelligente Roboter-Schleif- und Poliertechnologie und -system für große Windturbinenblätter“ und seine Forschungsergebnisse „Intelligente Multi-Roboter-Schleif- und Poliertechnologie für große Komponenten“ wurden 2018 zu einem der zehn größten wissenschaftlichen und technologischen Fortschritte in Chinas intelligenter Fertigung gewählt.

Neben der aktiven Förderung der unabhängigen Kontrolle der Kerntechnologien betonte Ding Han auch, dass„Wir müssen die Dinge in zwei Teile aufteilen: Einerseits müssen wir autonom und kontrollierbar sein, und andererseits müssen wir uns auf eine globale Zusammenarbeit im Technologiebereich einlassen.“

Fazit: Wenn intelligente Werkzeugmaschinen und humanoide Roboter in Fabriken zur Norm werden

Der Akademiker Ding Han glaubt, dass sich der Anwendungsbereich und die Reichweite von Robotern in Zukunft weiter ausweiten werden. In der komplexen industriellen Fertigungsbranche mit ihren unterschiedlichen Unterteilungen werden Algorithmen der künstlichen Intelligenz die Möglichkeit der Online-Erkennung und -Messung in Echtzeit weiter vorantreiben, insbesondere da die KI-Chips und Sensoren meines Landes weiterhin Durchbrüche erzielen.„Werkzeugmaschinen werden zu intelligenten Werkzeugmaschinen“.

Gleichzeitig sagte er voraus:Humanoide Roboter werden in Fabriken Einzug halten.Ersetzen Sie Menschen bei der Erledigung sich wiederholender, langweiliger und gesundheitsschädlicher Aufgaben, sodass sich die Menschen auf wertvollere und sinnvollere Arbeit konzentrieren können.