機(jī)器視覺即將取代人類視覺了嗎？

智能制造已成為全球制造業(yè)升級(jí)發(fā)展的重要方向，未來工廠里將采用越來越來越多的自動(dòng)化技術(shù)，包括機(jī)器人、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等先進(jìn)技術(shù)，其中，機(jī)器視覺將在智能工廠中將發(fā)揮關(guān)鍵作用。對(duì)于生產(chǎn)商來說，如何將這些技術(shù)運(yùn)用到當(dāng)前的生產(chǎn)線，將是實(shí)現(xiàn)工廠價(jià)值提升和未來發(fā)展的關(guān)鍵。

中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所研究員王欣剛在OFweek 2019 機(jī)器視覺技術(shù)與應(yīng)用論壇會(huì)議上指出，自動(dòng)化的發(fā)展史也是機(jī)器逐步取代人力的歷史，在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的過程中，機(jī)器人開始取代落后的人力勞動(dòng)。很多情況下人類視覺不能滿足生產(chǎn)需求，現(xiàn)代制造業(yè)的要求越來越高，例如生產(chǎn)線對(duì)于高速、高精度、微距檢測需求，人類勞動(dòng)力會(huì)受到惡劣環(huán)境限的制，難以保證客觀、無疲勞的工作。

廉價(jià)勞動(dòng)力已成為過去

人口紅利逐漸消失的趨勢不可逆轉(zhuǎn)，全球各地人力成本都在上升，許多國家開始出現(xiàn)老齡化的問題。而伴隨著人們生活水平的提升，年輕一代不愿意從事低端的重復(fù)性勞動(dòng)，因此造成了勞動(dòng)力短缺的問題。中國作為制造業(yè)大國，存在大量的密集型制造業(yè)，如今勞動(dòng)密集型企業(yè)正遭遇“大考”。

王欣剛列舉了幾個(gè)案例，例如富士康員工跳樓事件后，富士康給員工加薪66%；本田中國員工集體罷工要求加薪等。2010年春節(jié)后廣東缺工200萬以上，意味著中國的劉易斯拐點(diǎn)出現(xiàn)，人口紅利正在迎來轉(zhuǎn)折點(diǎn)。根據(jù)中國社會(huì)科學(xué)院2010年發(fā)布研究報(bào)告稱，預(yù)計(jì)在2017、2018年，中國總的勞動(dòng)年齡人口將出現(xiàn)負(fù)增長。

種種跡象表明，勞動(dòng)力供求關(guān)系將進(jìn)一步逆轉(zhuǎn)，普通勞動(dòng)者的工資將進(jìn)入快速上升通道。對(duì)于企業(yè)來說，轉(zhuǎn)型升級(jí)是必然的選擇，只有調(diào)整經(jīng)濟(jì)增長方式，提高制造業(yè)自動(dòng)化水平，才能化解工荒的問題，同時(shí)能保持企業(yè)在行業(yè)中的競爭力。

機(jī)器視覺將取代人類視覺

近年來，工業(yè)機(jī)器人開始大規(guī)模進(jìn)入制造業(yè)，機(jī)器換人一觸即發(fā)。越來越多的廠商開始利用機(jī)器人技術(shù)，提升生產(chǎn)線的效率和靈活性，實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0模式下的柔性化制造。王欣剛表示，機(jī)器人系統(tǒng)包括了處理器、運(yùn)動(dòng)控制、傳感器和網(wǎng)絡(luò)，分別對(duì)應(yīng)人類大腦、四肢、感官和神經(jīng)，而機(jī)器視覺是最后幾個(gè)被取代的器官之一。

隨著硬件水平和軟件技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器視覺系統(tǒng)能力得到了很大的提升，加上人工智能算法的助力，使得機(jī)器視覺變得越來越智能化，同時(shí)也突顯了機(jī)器視覺在制造業(yè)中的優(yōu)勢。

機(jī)器視覺自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)可以代替人力勞動(dòng)，進(jìn)一步緩解勞動(dòng)密集型企業(yè)招不到人的難題。在制造業(yè)生產(chǎn)線上，機(jī)器視覺可以與機(jī)器人集成在一起，這樣就可以代替人眼、腦和手去執(zhí)行一些復(fù)雜的工作任務(wù)，且比傳統(tǒng)人力更低成本和更高效率。

機(jī)器視覺可以不知疲倦的一直工作，在進(jìn)行大量重復(fù)性工作時(shí)，能克服人眼易疲勞的劣勢，并且能長時(shí)間夠保持高精、高速的水平。機(jī)器視覺相比于人類，更能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，可在對(duì)人有傷害的惡劣環(huán)境中工作。機(jī)器視覺越來越出色的表現(xiàn)，代替人類視覺將是一個(gè)大趨勢。

前景無限，機(jī)器視覺應(yīng)用廣泛

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，機(jī)器視覺主要的應(yīng)用類型主要有幾個(gè)方面，一是對(duì)物體對(duì)象進(jìn)行測量，包括尺寸、角度的測量；二是檢測，例如檢測有無、檢測次品和定位等；還有對(duì)于物體的識(shí)別，包括讀碼識(shí)別等。

機(jī)器視覺的應(yīng)用十分廣泛，在汽車行業(yè)可以進(jìn)行氣缸蓋、發(fā)動(dòng)機(jī)、金屬鑄件、車身以及整車尺寸機(jī)器視覺測量。而在電子制造業(yè)通常用于錫珠檢測、表面缺陷、PCB鉆孔板鉆孔定位及測量。此外，還有煙草、包裝、紡織、金屬加工等行業(yè)，進(jìn)行包裝質(zhì)量檢測、號(hào)碼印刷檢測、二維碼在線識(shí)別、雜質(zhì)檢測等。

機(jī)器視覺有許多典型的應(yīng)用，王欣剛在會(huì)上重點(diǎn)介紹了機(jī)器視覺在焊接機(jī)器人、打乒乓球機(jī)器人、精密裝配、視覺導(dǎo)航測量儀等方面的應(yīng)用案例。

在焊接機(jī)器人項(xiàng)目里，有了機(jī)器視覺，機(jī)器人就能完成焊接起始點(diǎn)自動(dòng)定位，實(shí)現(xiàn)焊槍對(duì)焊縫的大范圍高精度跟蹤。在乒乓球機(jī)器人的方案里，利用分布式計(jì)算的高速立體視覺測量，可以對(duì)高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)軌跡進(jìn)行預(yù)測，以完成擊球控制。