5G对机器人来说意味着什么?毫无延迟从不会耽搁

时间:2019-06-24 浏览:

我们已经在科幻小说中看到过无数次这样的场景:千亿国际娱乐网站机器人已经学会对不可能被编程的新情况做出独立而正确的反应,就像普通的人类一样。而到目前为止,这一切还都只是停留在幻想阶段。不过随着5G的到来,未来的机器人领域发展,可能正处于一场变革的边缘。

5G是下一代移动网络连接技术,它的网络速度要比现在的4G网络快10倍,而且带宽更大,连接稳定性也更可靠。而对于机器人领域来说,5G也将带来翻天覆地的变化。

为什么机器人需要5G

对于机器人开发人员来说,网络延迟是首先要面临最大的挑战:如果接收和处理输入命令的时间太长,导致计算和执行某个动作之间间隔太大,那么机器人技术的发展就会受到严重的制约。

到目前为止,传输操作机器人所需的大量数据的唯一方法是让它们保持有线连接的状态。但现在多亏了5G网络技术,无线数据传输已经变成了可能。

更令人兴奋的是,低延迟、高可靠度、高带宽移动网络将允许我们在这一领域引入云计算和人工智能技术。通过5G连接到云端的机器人,可以使用机器学习技术来找到其在环境中和执行任务和导航的最佳方式,同时无需事先进行专门编程技术,节省大量的人力和物力。

5G机器人能做什么?

5G技术在机器人领域最重要的用途之一就是医学领域,尤其是当通过经验丰富的外科医生操作机器人工具进行远程手术的时候。

通过远程技术进行手术,其实并不完全是一项新的领域,但是5G技术可以让手术实时进行,而且精确度更高。有了专门的设备,医学专家(如大脑或心脏外科医生)就可以为处于世界另一端的病人进行实时手术。这可以在时间紧迫、交通不便的情况下挽救更多人的生命,比如农村地区的中风病人。

5G机器人也可以在工厂内找到合适的工作。目前工业机器人我们已经司空见惯(尤其是在汽车装配焊接车间,机器人已经成为了必备的工具),但5G的出现将使芬兰电信巨头诺基亚公司所描绘的 意识工厂 概念成为可能。

这是一种新型的智能工厂,机器人配备了传感器,提供有关制造过程各个方面的恒定信息流。对于目前的移动网络来说,如此大量的数据规模先要及时处理具有非常大的难度。而5G网络带来的一个关键优势就是能够将带宽划分为很多个不同的 碎片 ,这些 碎片 则可以分配给不同的特定任务。

与此同时,人工智能技术来操作机器人,使用不同的碎片在无需轨道的情况下在有意识工厂中自动导航,同时使用云计算来完成处理器其运动的大量数据工作,而其他机器人(称为 cobots )也可以安全的与人类工人一起完成哪些需要人类直觉才能完成的特别复杂任务。

在世界其他地方,配备5G的机器人则可以通过农业的进步,满足世界上不断增长人口对粮食的需求。5G RuralFirst是一个总部位于英国的项目,涉及的企业和组织包括了思科、斯特拉斯克莱德大学和各种商业伙伴,该项目致力于在远离大城市的农村地区建立农业专用的5G测试平台。

该项目想法是非常激进(例如为奶牛佩戴健康追踪项圈),但也有一些非常实用的机器人应用例子,可以显著提高农作物产量,让农民实现更大的产能。

2017年,5G RuralFirst旗下一个名叫Hands Free Hectare的项目,已经成功的完成了植物的播种、种植和收获等过程,甚至在整个过程中完全无需人类的双手接触植物。所有的工作都是由自动拖拉机和无人机完成的,而额外的数据则由用来监测土壤水平的微型传感器提供。该项目在2018年重复了这一壮举,而今年看来将迎来项目的第三次收获。

机器人农场设备可以大幅减少种植农作物所需的劳动力,使一位农民就可以管理更多的土地,而且由于土壤条件、害虫和杂草方面的数据不断变化,因此这一方法会显得更加有效。

5G如何影响人形机器人

在这一领域也有最新的成果。2018年11月,丰田和日本电信运营商NTT Docomo演示了如何通过5G实时控制真人大小的人形机器人操作。这款机器人叫做T-HR3,由一个全身控制器的操作员控制。当操作员移动手臂时,机器人也会跟着这么做;而当操作员握拳时,机器人也会跟着握拳。

控制器还能为操作者提供触觉反馈,因此当机器人执行各种任务时,他们可以感觉到所施加不同力的大小,包括用双手堆垛积木和拿起球类。所有这些数据的传输都不需要线缆,而且延时非常。通过演示视频我们看到,人形机器人几乎可以实时同步操作人员的动作。

这是一种非常引人入胜的概念验证,丰田表示随着未来更多的开发投入,这种机器人可以用于家庭、医疗设施、建筑工地、灾区甚至太空空间站等领域。

而另一家研究人形机器人进一笔开发5G潜力的公司是爱立信。该公司的工程师目前正与工业机器人制造商Comau合作,应对一项更棘手的挑战,即人类与全自动机器人之间的合作。

在这一场景中,来自传感器的信号被发送到云端,在那里进行处理,然后指令会被发送回机器人,机器人就会做出相应的动作。

到目前为止,移动网络的延迟和不稳定性使得这种类型的操作在不使用线缆连接的情况下体验非常差。在这一过程中不仅需要从云中发送和接收大量数据,而且系统对数据丢包的问题也非常敏感。

而5G的出现则改变了游戏规则,现在爱立信已经可以成功的将机器人控制系统的虚拟化数据传输到云上,然后再返回硬件。在整个过程中,可以几乎没有延迟的进行全部操作。

有了这种能够独立行动、不需要人类参与控制的机器人,未来机器人领域将具有更多的可能性。而现在,借助5G网络的特性,是时候切断机器人身上的电线了。