在最近所做的一次關于工業4.0目標和項目的調查研究中，數據分析、人工智能和自主協同機器人這三項技術被將近500位美國和歐洲的工業領袖認為是"投資回報最高（Bang for Your Buck）"之首選。工業機器人竟然獲得如此之高的優先排名，這的確令人吃驚！讓我們更仔細地一探究竟。新一代人工智能增強型工業機器人的應用場景和條件是否成熟？它們能夠帶來哪些好處？其中最有希望的機會有哪些？

　　工業4.0已經到來，它正在改變一切

　　對于高質量、高可靠、高度客制化的產品，整個世界的需求量都在增加，因此我們更要創新圖變。說到工業4.0，自動化和計算機化的下一步演進將會帶來更智能的商業模式，特別是在生產制造業。

　　在經歷了數字化變革的世界，擁有更高的效率和更高水平的設計和質量，工業設備將會變得更有活力；在高度分散的決策環境中自動自主地采取行動，這是必不可少的能力之一。因此，機器人正在進化為智能、自主的機器，可以在機電網絡邊緣自動地做出決策：在這里，機器可以與其他機器、人類和環境相互協同。他們不像上一代工業機器人那樣封閉活動，而是變成更加智能的系統，在混合和復雜的環境中自動化地完成工作流程。推動這一切成為現實的，正是結合了5G等新通信的人工智能集成機器人技術。

　　邊緣數據是一場完美風暴

　　這種分布式自動自主決策模型需要在現場進行計算，而不是在云端。帶有傳感器的機器人不斷產生大量數據，并且實時、智能地處理這些數據。在這種趨勢之下，Gartner預計，從明年開始，企業數據將會有超過50%會在傳統數據中心之外產生和處理。隨著更多計算工作負載從數據中心向邊緣轉移，智能云和智能邊緣模型正在蓬勃發展，其中大部分低延遲計算發生在分散的地點，如工廠里不同的車間。

　　除了邊緣計算，智能邊緣還需要有無處不在的網絡互聯機制來推動。進入5G時代，我們將會擁有閃電般的速度、超高可靠性、低延遲和安全的網絡互連。具備了上述條件，這些系統就能通過數字反饋回路安全地獲得和處理實時數據，從而在機器人、無人機、自動自主車輛和增強現實等系統中實現先進的自動自主應用系統。

　　為了讓機器人實現自動自主化并達到規模化應用，并及時處理不斷收集到的系統數據，就必須形成一個良性發展的生態系統。處在網絡邊緣的不僅僅是機器，而且是一個機器所構成的生態系統，其中需要專門的邊緣云，以便提供更多的服務，例如預測性維護、工廠整體優化和績效管理。

　　人工智能應推進至設計過程的最前沿

　　面臨企業的數字化轉型，支持人工智能的協作機器人將會對傳統設計進行徹底的變革。這不僅僅是對現有解決方案的重新建構或修補，而是需要實現體系結構的升級，讓解決方案能夠滿足整個生命周期的需求。

　　以人工智能為先導的方法不是簡單地增強現有的機器，而是將智能技術推進至設計過程的最前沿。重點在于構建適當的解決方案，將硬件融合到軟件定義的基礎設施中，從而有效地運用機器學習和人工智能的功能，獲得更快的速度、更高的可靠性、更高的信息安全性和功能安全性，在整個業務的核心部位達成使命。

　　AI為工業機器人帶來新的市場機會

　　研究機構ABI Research預計，企業如果采用新IIoT技術（例如AI集成的機器人技術），將使運營成本降低8.5%。這些企業還可以在軟件開發和部署方面擁有更大的靈活性，與現有業務單元實現更完整的集成化，并提高所有業務運營環節的效率。

　　事實上，人工智能和機器人相集成，其復合年增長率將達到15.1%，市場規模到2027年將達到664.8億美元。

　　人工智能為高性能、高安全可靠性的工業機器人解決方案增加了市場機會。智能系統將會克服長期存在的技術障礙，例如異構網絡和異構操作系統中集成不同組件的挑戰。新一代智能移動機器人采用實時閉環控制的方式參與產品的制造、裝配、測試、驗證、庫存、運輸。 所有這些都減少了停機時間，以前所未有的方式提高制造業的生產效率。

　　自主機器人正在推升傳統的生產流程

　　隨著人工智能復雜度的提升，新技術也強化了智能優勢，工業機器人的正在推升傳統的生產流程。例如：

　　●在工業生產領域：AI 機器人正在逐步滲透。包裝機器人就是其中一個典型的應用場景，用來分析放進包裝箱里的物品，以便根據其重量和體積來選擇最佳的包裝箱和包裝材料（類似于3D俄羅斯方塊:例如現有一瓶洗發香、一本書本和玩具一起運送，應該選用怎樣的包裝箱為最佳）。日漸盛行的定制化制造將會從AI技術大幅受益，因為這種生產制造方式不需要人工干預即可快速適應市場需要。在走向成熟的服裝業機器人應用中，AI是一項關鍵性的技術，從而可以讓機器更加聰明有效地進行服裝生產。

　　●在電商零售行業：不論是規模較大的企業還是稍小的企業，都已經大量采用帶有計算機視覺技術的機器人，應用于倉儲運營，負責將貨物準備好以便直接發貨。有些機器人制造商在制造流程中把AI技術應用于輔助運動計算。

　　●在農業領域：無人駕駛拖拉機和智能引導無人機正在應用于農田調查、作物種植、供水監測和植物健康狀況以及農產品采收。

　　●應急響應：高度自動化的消防機器人和消防車輛，在危險或困難的場合協助消防人員，穿越火場，自動自主地接通水源、鋪設軟管、噴射水和泡沫，尤其有助于存放危險材料或火災已危及建筑物結構完整性的區域執行消防任務。

　　●機器骨骼：為了支持體力沉重的任務，或在人體工程學方面有挑戰性的操作，機器骨骼可以增強工人的力量和機動性，使得在倉庫中提升重型設備或執行其他需要很大力量的重體力任務成為可能。

　　●太空探索：無人太空任務和人工智能引導的機器人車輛在探索宇宙、繪制行星地形圖、從遙遠的太陽系邊界獲取數據以及獲取有關地球系統和氣候變化知識方面發揮著關鍵作用。

　　在第一次工業革命期間，亞當·斯密（Adam Smith）通過一個現在看來很簡單的想法預測到生產率將提高480%：分工。但還是讓這個話題就此打住，回來探討第四次工業革命。我們可以盡情暢想，AI增強型機器人技術和5G等商業模式轉換技術將如何影響生產力、效率以及我們未來的生活和工作方式。