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如今，越來越多的企業(yè)對機器人無縫集成自動化和工業(yè)4.0策略的興趣日益濃厚。工業(yè)4.0中最佳的自動化策略基于以下認識：機器人可以在與人類一起工作時才能充分發(fā)揮其自動化優(yōu)勢。

當然可以肯定的是，機器人在某些方面可以比人類更有效地發(fā)揮重要作用，可以完成重復性很強的單調任務(例如焊接)、繁重的工作負荷，或在威脅人身安全的環(huán)境中執(zhí)行的任務。也就是說，機器人只能按照人類的安排去做，它們不能即興創(chuàng)作。人類不可思議的力量就是在出現突發(fā)情況時思考和應用實時決策，人工智能在這一方面與人類相比還有一定的差距。

如今的機器人雖然可能非常有效地執(zhí)行一項任務，但卻是靜態(tài)的，并且成本高昂。行業(yè)專家指出，機器人必須降低成本，并且在移動性和可重新編程性方面必須變得更加敏捷。事實上，有了這些能力，機器人可以更好地與人類進行競爭。這并不意味著工作人員的職業(yè)生涯將要終結。人類擁有非凡的大腦，可以與機器人開展合作。工作人員的技能可能會發(fā)生變化，但行業(yè)專家對在工廠環(huán)境中使用機器人的前景非常樂觀。

開發(fā)感官功能

讓機器人變得更加智能的一種方式是集成各種傳感器，就像人類有五種感官一樣。但機器人大多只有視覺這一種感官功能。隨著技術的發(fā)展和進步，機器人的能力和功能將會繼續(xù)提高。

可以設想機器人能夠理解人類的手勢，例如在噪音很大的環(huán)境通過識別手勢來執(zhí)行操作。但是希望看到機器人會增加其他感官功能。未來的機器人能夠聽取語音命令并識別某些機器設備不正常的噪音。他們可能能夠使用觸覺來確認特定產品是否足夠光滑，也許他們可以對特定化合物的混合物進行味覺測試。唯一可能在機器人技術中受到限制的感覺是氣味，但是一些企業(yè)正在為實現這一功能而研發(fā)傳感器，并致力于使其在未來得以應用。例如，尿液的氣味已被證明是某些癌癥的主要指標，并且已經證明蜜蜂可以聞到爆炸物的氣味。可以想象一下，未來的機器人在農場中可以根據氣味來選擇成熟的蔬菜和水果。

應對意外事件

開發(fā)人員需要考慮兩個關鍵因素：首先，當需要機器人執(zhí)行任務時，它必須立即響應人類。其次，這些機器人可能部署在并不理想且通常無法預測的環(huán)境中。設計人員需要考慮機器人在不理想環(huán)境的使用情況，并確保機器人始終保證一起工作的工作人員的人身安全。

例如在工廠里進行的一個實驗也許可以了解這樣的情況。一家企業(yè)正在探索使用無人機在大型倉庫中進行庫存檢查，這聽上去好像可以快速、準確和安全地完成的事情，但開發(fā)人員卻看到這樣的一種景象，撕開條形碼的貨品以雜亂方式放置在積滿灰塵的貨架上，而倉庫的照明情況在不同時段的變化很大，無人機不得不在梯子、叉車、箱子的過道中穿行。并且各種倉庫的環(huán)境并不相同，這為實現這種想法帶來了很大困難，除了要克服一系列技術挑戰(zhàn)(例如充電等)外，這還挑戰(zhàn)了無人機提供商的業(yè)務模式。如果機器人看到無法識別的內容，則人工智能系統(tǒng)必須默認為安全狀態(tài)，而在此狀態(tài)下，人工干預可以重新啟動服務。

機器人目前仍然必須由人類來監(jiān)控，但是人工智能會有所幫助。隨著機器人了解有關工廠車間環(huán)境和場景的更多信息，機器人的功能將得到增強和改善。許多人都對人工智能的發(fā)展前景感到興奮。但是由于需要考慮各種場景的復雜性，需要循序漸進，不要急于求成。

例如，如果不與外界連接的協作機器人只使用本地計算資源，則可以提高安全性，但會使人工智能的自學習過程更加困難。適當的平衡將是本地學習與使用從云中累積的匯總學習中獲得的規(guī)模能力相結合。如果與外界的連接不能保證安全，則需要更多的訓練和學習。

應對網絡攻擊

效率和準確性可以說是人工智能和機器人技術的最大優(yōu)勢，但仍然缺乏批判性思維和創(chuàng)造力。例如在工廠中各種情況還沒有被完全理解。人們已經在汽車行業(yè)中看到了這種情況，例如一些自動駕駛汽車已經進行了數百萬公里行駛的測試，并且不斷完善和改進，但是仍然存在一些問題。在工廠環(huán)境中，中斷或停產嚴重影響效率和成本效益，更重要的是，人身傷害是一個重大問題。人類要完全信任這些自治系統(tǒng)還需要一段時間。

為了解決這個問題，必須對硬件故障和軟件錯誤做好準備。必須有適當的保護措施，以確保不會發(fā)生惡意攻擊和危及人身安全的不當行為。機器人的人工智能系統(tǒng)架構使一切都被鎖定。微軟公司幾年前在其Azure Sphere計劃中表示：“對于安全來說，需要把所有的門都鎖上，而不僅僅是鎖上前門。”這種比喻也適用于機器人的開發(fā)和應用。

在物聯網世界中，需要鎖好與外部相通的每扇門。從網絡的角度來看，如果存在違規(guī)行為，則網絡攻擊者只能訪問一部分有價值的數據資產。軟件和硬件必須對物聯網系統(tǒng)進行分區(qū)以隔離功能，為此企業(yè)必須在受到威脅時立即意識到并發(fā)送實時警報。

這是人工智能在工業(yè)物聯網應用中發(fā)揮作用的一種方式：識別該系統(tǒng)的異常行為，并提醒用戶隨后決定正確的行動方案。其選項還包括斷開系統(tǒng)與網絡的連接、阻止特定IP地址和禁用某些系統(tǒng)功能。開發(fā)者必須為應對黑客攻擊進行規(guī)劃和準備。由于沒有萬無一失的系統(tǒng)，物聯網需要隨著時間的推移不斷提高應對網絡攻擊的能力，但同樣，如果物聯網系統(tǒng)受到威脅，必須迅速恢復到已知的安全狀態(tài)。

結論

迄今為止，汽車行業(yè)一直被認為是智能工廠解決方案的行業(yè)先驅。但行業(yè)專家認為，自主移動機器人有各種機會。如上所述，汽車生產工廠的規(guī)模如此之大，以至于需要證明采用高效地執(zhí)行一項任務復雜機器的合理性。汽車制造業(yè)的規(guī)模效益可以降低成本。然而，當成本、移動性、功耗和可靠性問題都能得到解決時，機器人才能提高各種應用程序的有效性。

機器人技術如今也應用在食品和飲料行業(yè)領域。有些人認為機器人有能力使傳統(tǒng)的生產線過時。盡管機器人可以執(zhí)行食品和飲料行業(yè)中的重復性任務，但專家認為，為了獲得更高的效率，必須調整生產線以利用機器人和人類的技能。在未來幾年，人們并不能在工廠車間看到這樣的重大變化。去年發(fā)生的冠狀病毒疫情使許多企業(yè)都在考慮采用新技術以調整其現有生產設施中的流程，對于機器人行業(yè)來說，構建全新的設施將是更重要的市場機會。