什么是智能機器人？智能機器人需要什么樣的伺服系統？2016中國國際機器人論壇上，演講嘉賓清能德創電氣技術（北京）有限公司副總經理湯小平就《面向智能機器人下一代伺服系統》為題，對上述問題發表了自己的見解，闡述了作為核心零部件之一的伺服驅動如何參與人機融合的時代。以下是演講整理文字：
前面的專家談到人機融合對智能機器人的看法，而我們從核心零部件，從伺服這個角度來看我們能夠做一些什么？
我今天匯報內容有四個部分，第一個先簡單介紹一下我們公司，因為有些朋友可能不知道我們公司是干什么的？第二個就是簡單的講一下什么是智能機器人。第三個講一下智能機器人需要什么樣的伺服系統？最后講一下目前我們做哪些工作？
先簡單介紹一下我們公司，清能德創成立于2012年，位于北京豐臺科技園，我們是專門研發高性能伺服驅動系統及解決方案的一家企業。其實伺服應用的領域，它可以應用到很多的領域。
第二個介紹一下什么是智能機器人？
智能機器人從我們理解機器人的發展也是經歷了一個階段，現在用的比較多的傳統的工業機器人，我們認為這種機器人，也可以把它理解成為一種智能化的設備，它跟機床鈑金這些都沒有特別大的區別，隨著技術的發展，下一步就是這種協作性的機器人，比較流行的就是人機融合的機器人，這些機器人具有一定的感知能力，碰到人的時候，或者碰到障礙物的時候能夠避開，從人機協作的角度可以保護人。
可以跟人進行協作，未來就是智能機器人，能夠感知外部環境的變化，能夠進行思考，還能夠進行反饋，最重要的可以進行一些自主的判斷。我覺得這是未來智能機器人的一個方向。這個就是剛才講的智能機器人，他是一個感知，有很多的傳感器，可以感受外界環境的變化，通過算法具有一定的學習能力，最后可以自己作出行動。
我們智能機器人，需要什么樣的一個伺服系統呢？從我們核心零部件來看，如果智能機器人這樣發展下去，我們伺服能夠做什么工作？
首先從我們的理解來說，伺服是智能機器人的一個執行結構，如果我們做一個智能化的機器人，要具備哪些特點或者功能？一個網絡化的，一個模塊化的，還有智能化的，還有就是安全，還要健康和節能，我們準備從這5個方面來展開。
首先就是網絡化的，我們認為未來工業機器人的伺服，應該是網絡化的伺服，工業實時以太網，我們伺服也分了幾代，從過去，到將來，早期可能是伺服，如果大家做過伺服的可能知道，現在通過一些總線控制，將來我們認為它通過一個實時的以太網進行控制，下面一個比方，有點類似于早期的模擬機，到后來的數字機，到現在的智能機，是不同時代的產品。
工業實時以太網，現在比較流行的有Ether CAT、SERCOS、PROFI NET等。下面介紹Ether CAT，高速實時通訊，有點雙向的像高速公路，主要是說明它的速度之快，比如說它分布100個節點，只要30個微秒可以把數據采集過來，如果有100個伺服，可以在100微秒之內數據采集過來，速度非常快。
Ether CAT的數據傳輸，它本身里面有數據的標簽，我們有若干個伺服，每個人都有一塊表，這個表保證同步的，這樣就保證大家做同步動作的時候，它的同步性非常好的，按照官方宣布的精確度可以小于微秒，我們公司也是第一家獲得Ether CAT獲得一致性認證的產品。
我們認為未來的伺服應該是一個模塊化的伺服，這個模塊不僅僅是指軟件，也有硬件的模塊化。先講一下硬件模塊化，通用的一個工業機器人，它的機械臂，里面是本體，里面有電機，有一般的控制柜，而現在機器人的一個機器關節，它里面包括了電機、編碼器和伺服驅動器。我們認為未來機器人應該是這樣的一個關節，而不是分開的帶來一大柜子的關節。
另外在硬件上面集成度越來越高，左邊我們演示的這個，是現在的一個伺服驅動器標準的控制，將來隨著進一步的提高，可能集中在一塊，再發展下去也有可能把單邊系統，再加上驅動，再加上傳感器，所有東西全部集中一起。
硬件模塊化設計，如果把伺服驅動全部做到一個關節里面，你可以做的非常小，在關節里面，它的散熱肯定不太好的，這個時候對效率，對伺服的耐熱也是很高的考驗，所以這個時候，我們可能要采用一些特殊的器件，比如說像碳化硅，或者是氮化鎵可能會用到，碳化硅在國內這幾年發展非常快，據我所知對效率追求比較極致的地方，比如說太陽能發電，還有像電動車這個地方，其實碳化硅已經開始在大量的應用了。碳化硅的效率，前幾點剛了解一下，這個效率大于99%，有的地方號稱達到99.5%，這個效率基本上達到100%，已經接近人的極限了，它效率做的非常高，如果將來我們把這個關節做的非常小，我們要采用一些新興的器械。碳化硅還有一個好處它的開關頻率，可以做到100K，機器人總是不停的運動停止，很多的特點我們認為都適合一體化關節里面去用。
再講一個硬件的模塊化，或者說傳感器集成，大家都知道編碼器很多都是放電機上面，因為電機和驅動器本身集成一塊的，有些技術，通過這些技術編碼直接放驅動器里面，這樣不但對成本也好，對體積也好，我覺得都是一個升級，或者說是一個創新。剛才那個地方也看到了，除了體積很小之外，可能只用一根電源線這個機器人就可以動了，就跟你的家電一樣。模塊化設計，除了硬件的模塊化設計和硬件的模塊化設計，還有軟件的設計，伺服系統可以有自己的一個操作系統，這個操作系統當然不是像windows操作系統這么復雜，它一個接口的驅動程序，做伺服都知道不同的編碼器，不同的接口，這些協議都不一樣，如果我們都放到一個類似于操作系統上面去，我們匹配的時候不容易，但是上面可以加一些伺服的控制，這樣的話伺服的控制變的非常簡單，我調用誰的編碼器，這個伺服控制越來越簡單。這是我們的一個設想，我們認為將來，我們的伺服如果要在智能機器人用的話，可能要朝著這個方向發展。
接下來講一下智能化這一塊，動態控制技術，剛才講的軟件的模塊化，有些東西經過模塊化，我們需要的時候可以調用，一些電機，包括運動控制的切換等等，這個可能比較專業，我們很多的功能都做成軟件的模塊化，隨時進行調用，有些地方大量采用自動的辨識，讓這個機器人變的更智能一些。
還有一個就是控制模式的變化，我們現在很多的控制模式，比如說位置同步，或者說速度同步，有嘉賓也說了，這可能是一個混合的，他們舉一個機器人的例子，前面是運動控制比較多，比如說我做的一個工作，裝齒輪，接觸齒輪的時候轉成運動模式，可以感受到有沒有接觸到，多大的力去裝配這個東西，未來控制模式一定是混合的控制模式，一定是根據環境和工作的要求，自動的進行一些模式的切換，然后條件出現突變的時候，機器人碰到人，或者碰到一個什么障礙物的時候，要能夠自動的適應，改變它的控制模式，或者進入一個其他的模式。
接下來就講講伺服控制里面的信息和人身安全，之前說到安全的話，一般都是IT里面經常說到，計算機的防火墻，或者是一些軟件的加密，很多人都認為在IT行業，隨著工業互聯網的普及，伺服是工業互聯網直接連過去的，通過網絡可以遠端控制這樣一個設備，那樣就帶來一個安全問題， FSOE，在這個里面加了類似于網端的東西，防止落到沒有授權的人手上，已經考慮到這個。
除了信息安全還有人身的安全，說的最多就是人機協作，我看這個圖很多人用了，機器人和人協作的時候有一個安全的基礎，功能安全，希望停的時候，一定保證機器人能夠停下來，這是功能安全。碰到人的時候它的電流防止變化，防止對人造成傷害，還有速度和間距的控制，加上視覺，可以判斷接近障礙物的時候進行速度的控制。
最后講一下健康和節能，這里面其實上午很多專家都已經講了，如果把它理解成一個人的話，有經常需要考慮的，有可能會生病，或者說不工作這種情況，這個時候結合現在的一些大數據，或者說云計算這些東西，有了互聯網這些東西以后，這些可以實現的，可以監測機器人各個關節的狀態，有些異常的時候能夠提前發現，然后進行提前的警告，或者是進行一個維護，我們認為也是將來伺服產品，包括智能產品的趨勢，提前診斷到這個關節，或者某一個設備可能會出問題，提前給一些警告，大家說的比較多的是可預測性維護。
在伺服里面我們倡導這樣的一個概念，在待機的時候是功耗掉的，比如說待機，風扇沒有必要很高的速度轉，這個本身也是能效節能的技術。
我們小結一下，我們剛才從網絡化、模塊化、智能化、安全、健康節能，主要是從這5個方面講了一下未來的智能化機器人，需要什么樣的伺服？
接下來講講我們作為一個伺服企業，我們做到了什么程度呢？這是我們推出來的第一款產品，它走的是工業互聯網Ether CAT，它具有一些節能和能效管理的特點，節能技術里面，除了一些能效管理之外，本身也是節能的一個架構設計。
另外介紹一下我們的R6，是針對工業機器人設計的一個伺服，它可以同時驅動6個，而且它內部集成一些機器人的運動控制和算法，這個安裝起來非常的簡單，原來是線很多，現在線減少，而且體積也減少很多。
功能安全技術，進行產品設計的時候，很多公司，不光是國內，很多日本的企業也考慮這些東西，從12年的時候，我們在第一代產品里面已經把功率安全技術考慮進來了。通俗一點理解，比如說我們要把這個伺服關掉，怎么保證一定能夠關掉？這就是我們要考慮的問題，有可能你的指令沒有被執行，也可能哪個線出了問題，我想讓它關機的時候一定能夠關得了。
我們的CoolDrive系列伺服已配套兩千多臺機器人，在全國各個地區都有分布。
