高性能重载机器人有哪些最新进展？目前，机器人行业正经历着重载机器人的蓬勃发展，这些机器人能够承载巨大的负载。埃斯顿全新ER1000-3300重载机器人就是这一发展的典范，该机器人在2025年德国慕尼黑国际自动化技术与自动化展览会（Automatica 2025）上进行了全球首发。这款创新机器人可承载高达1000公斤的负载，工作半径可达3300毫米。尤其令人印象深刻的是，尽管负载巨大，其重复精度仍高达±0.1毫米。
该机器人的技术规格体现了机器人技术的进步：ER1000-3300 自重 4,850 公斤，自重与有效载荷比小于 5，可实现轴 1 上 68°/秒到轴 6 上 101°/秒的相对“紧密速度”。刚性设计允许轴 J5 上的腕部扭矩为 9,000 Nm，轴 J6 上的腕部扭矩为 6,000 Nm，允许的负载惯性矩分别为 1,800 kg/m² 和 850 kg/m²。
但埃斯顿并非唯一一家在该领域进行创新的制造商。库卡推出了“KR Titan ultra”，这是一款功能更强大的机器人，其重量仅为4.5吨，但能够搬运高达1500公斤的有效载荷。这款机器人的工作半径可达4200毫米，有效载荷高，并且高度市场化，可根据汽车和一级供应商客户的需求进行定制。
这些重型机器人的应用领域广泛且具有战略意义。它们尤其适用于钢铁和汽车行业以及建筑机械领域的重型应用。其中一个特别重要的目标市场是汽车行业的电池装配线，而埃斯顿在该市场已在中国占据领先地位。模块化设计确保了不同机器人系列之间的兼容性和可扩展性，这对制造商和用户均有利。
埃斯顿在重型机器人研发方面已拥有骄人的业绩。该公司此前已推出一款有效载荷达700公斤的机器人，该机器人采用自主研发的动态算法和轻量化结构设计。这些创新技术使埃斯顿的重型机器人被列入工信部首创关键技术应用项目资助目录。
人形机器人如何彻底改变音乐界和其他领域？近年来，人形机器人的研发取得了显著进展，尤其是在创意应用领域。一个引人入胜的例子是“机器人鼓手”，这是意大利瑞士应用科学与艺术大学、Dalle Molle人工智能研究所和米兰理工大学的研究人员共同研发的项目。这款人形机器人可以演奏从爵士乐到金属乐等各种复杂的音乐，节奏准确率超过90%。
该项目的特别之处在于其名为“节奏接触链”的创新训练方法，其中音乐以精确定时的鼓点接触序列来呈现。研究人员从 MIDI 文件中提取打击乐通道，并将其转换为机器人的精确节拍。通过在模拟环境中进行强化学习，机器人自主开发了类似人类的技巧，例如交叉双臂、动态切换鼓槌以及优化整套鼓的动作。
此次测试使用的Unitree G1是一款人形机器人，身高1.2米，重约35公斤，售价1.6万美元。G1拥有23个自由度，扩展版本可达到43个自由度，使其能够灵活地执行复杂的动作序列。这款机器人鼓手的曲目涵盖了各种音乐类型 – 从戴夫·布鲁贝克的爵士经典《Take Five》到邦·乔维的《Living on a Prayer》，再到林肯公园的《In the End》。
另一个有趣的例子是奥斯陆大学的鼓机器人ZRob，它拥有灵活的“手腕”，可以像人类手腕一样放松对鼓槌的握持。这个机器人可以聆听自己打鼓的声音，并利用强化学习来提升演奏水平。研究人员认为，人们经常通过肢体动作来表达乐器的演奏。
但其他制造商也尝试制作音乐机器人。小米的 CyberOne 也能打鼓，据制造商称，它还能自动将 MIDI 音轨转换为鼓点。该机器人有 13 个关节，全身动作与音乐同步。
但人形机器人的应用范围远不止于音乐。人形机器人的愿景远不止于此：它们旨在成为能够独立装载洗碗机餐具并在装配线上其他位置同样出色工作的多功能工具。工业制造商正专注于专门为工业任务开发的类人机器人。
下一步的开发是将学习到的技能从模拟环境迁移到真实硬件上。研究人员还在努力教授机器人即兴演奏技能，使其能够实时响应音乐提示。这将使机器人鼓手能够像人类鼓手一样“感受”音乐并做出反应。
哪些专用机器人正在彻底改变农业？农业专用机器人的一个杰出代表是SHIVAA，它是由德国人工智能研究中心开发的机器人，用于完全自主地采摘露地草莓。这款创新机器人令人印象深刻地展示了人工智能与机器人技术如何协同工作，彻底改变农业流程。
SHIVAA 专为露天田地开发，在露天田地中，草莓的自然种植能够带来生态友好的最终产品。该机器人位于田地边缘，使用 3D 摄像头独立探测田地结构并接近第一排植株。到达第一排植株后，其他摄像头（同样处理不可见光）会识别草莓的位置和成熟度。
采摘过程本身非常精准：机器人利用两个抓手，从植株下方采摘成熟的果实。像人类一样，抓手的手指抓住草莓，然后扭转将其从植株上分离。配备抓手的机械臂迅速移动到上方的箱子，并将草莓放置到位。
SHIVAA 的性能数据令人印象深刻：该机器人每小时可收获约 15 公斤水果，并且每次至少可运行 8 小时。这种能力使其成为那些苦苦挣扎于劳动力成本上升和劳动力短缺的农场的宝贵支持。
SHIVAA 的一大优势在于它能够在夜间作业。持续的人工照明为机器人的图像处理算法创造了更有利的条件。此外，该机器人还可以与人类一起采摘，从而无缝融入农场。
该系统由德国汉堡应用技术大学等机构合作开发，目前正在梅克伦堡-前波美拉尼亚州霍恩维申多夫的格兰茨草莓农场进行测试。格兰茨草莓农场经理Jan van Leeuwen很高兴参与该项目，因为农场经济压力日益增大，高达60%的生产成本是劳动力成本。
据项目经理海纳·彼得斯 (Heiner Peters) 介绍，该机器人还需要几年的开发才能实现量产。该产品可能需要长达七年的时间才能在田间大规模部署。然而，SHIVAA 并非首个为协助草莓采摘而开发的全自动机器人。它与主要在温室中运行的同类系统的不同之处在于，它专为露地种植而开发。
未来，这项技术还可以应用于其他水果的采摘。彼得斯希望，这些机器人能够大幅降低生产成本，使草莓能够再次以更低的价格在超市出售，并使英国的农场能够通过更高效的生产与进口产品竞争。
据开发人员介绍，这项技术并非旨在取代人类工人，而是为了辅助和减轻他们的负担。农场可以使用机器人来避免作物损失并保持水果质量。
协作机器人如何改变人类和机器协同工作的方式？协作机器人（也称为 cobot）代表着人类与机器人协同工作方式的范式转变。与必须在防护围栏内操作的传统工业机器人不同，协作机器人经过专门设计，能够在共享工作环境中与人类安全有效地互动。
人机交互分为不同级别，从完全自动化到真正的协作。在完全自动化的模式下，人类和机器人在各自的工作空间内工作，空间上由防护围栏隔开。在共存模式下，防护围栏被移除，但人类和机器人仍在各自的工作空间内独立工作。
在协作中，人类和机器人共享一个工作空间，并按顺序工作，但通常不会相互接触。最高级别是人机协作，在这种情况下，人类和机器人之间可以接触，有时甚至是必要的，因为两者通常同时工作。
协作机器人使用传感器、摄像头和人工智能来控制其运动，并确保不会对人类造成伤害。它们可以帮助人类完成重复性、高强度且精确的任务，从而使人类工人能够专注于更复杂、更具创造性的活动。协作机器人可以执行各种各样的任务，例如抓取、抬起和放置零件、组装，以及焊接、粘合、钻孔、铣削、打磨和抛光。
一个特别有趣的实际应用案例是LAT集团，该公司业务范围涵盖从安全技术到牵引动力，涵盖从轨道交通到公共交通的各个领域。该公司拥有一只名为Spot的配备传感器的机器狗，它可以自主识别地铁隧道中受损的电缆。如果全面推广，理想情况下每年可节省5亿多欧元。
未来几年，协作机器人的应用领域将显著扩展。萨尔茨堡研究中心“物联网”研究小组负责人费利克斯·斯特罗迈尔 (Felix Strohmeier) 坚信，未来十年，协作机器人也将在工厂之外得到应用：“你会在建筑工地和其他领域看到它们。在道路维护和农业领域，已经存在能够协同工作或至少自主操作的产品。”
CONCERT项目正在开发一种新型协作机器人，能够与工人安全地协同工作。这些机器人将比人类更强大，拥有自主能力，并展现出协作智能。机器人与用户之间的协作将通过现代界面和交互式工具进行。
CONCERT 机器人能够从周围环境中收集信息并执行更高级别的指令，例如，执行远程控制任务时，它们能够自主适应环境。远程操作在执行高风险施工任务（例如喷洒化学品）时将发挥尤为重要的作用，同时还能保护操作员的安全。
传统上，机器人被视为人类工作者的替代品。然而，协作机器人却另辟蹊径，专注于协作。这些机器人旨在与人类并肩作战，协助人类完成人类技能无法替代的任务和流程。
机器人的整合正在显著改变工作场所的动态。协作机器人并非取代人类员工，而是接管了重复性和危险性的任务，使员工能够专注于需要创造力、同理心和决策能力的更复杂任务。这为重新定义工作职能和转向更以价值为导向的工作模式打开了大门。
人机协作最重要的优势之一是提升整体效率。协作机器人经过编程，能够精准快速地执行任务，从而加速生产流程。人类可以专注于需要创造力和人类智慧的任务，从而提高团队的整体生产力。
人机协作的目标是将人类的优势 – 灵巧、灵活和适应性 – 与机器人的优势 – 力量和耐力 – 相结合，从而创造出既灵活又高效的流程。为了确保工作安全，协作机器人配备了内置传感器，可以检测碰撞并停止机器人运行，从而消除对人类的任何危险。
尽管自动化和人工智能不断发展，但人性化依然是宝贵的财富。协作机器人无法比拟人类在某些职业中至关重要的同理心、情商和直觉。人类特质与机器人能力的相互作用，创造了一个兼具两者优势的协同工作环境。