具身智能驱动的智能制造应用发展研究

袁依格1,何卓丰1,2,李威1,2,胡东滨 1,2(1.湘江实验室;2.中南大学商学院)
摘要:本文旨在探讨具身智能技术在智能制造领域的应用与发展,为具身智能在智能制造领域的落地应用提供理论支持与实践指导,促进制造业高质量发展与转型升级。按照基于规则的自动化制造、数据驱动的数字化智能制造、具身智能赋能的智能制造的三阶段划分,系统回顾了智能制造的技术演进过程;从交互模型、技术要素、技术框架3个层面出发,构建了具身智能驱动的智能制造技术体系,重点阐述了多模态制造业数据融合感知、基于大模型的具身智能制造、力控制、机器人运动规划等技术要素。具身智能对智能制造在生产制造、仓储物流、检测维护、人机协作等方面具有直接的赋能作用,但也面临多模态数据缺乏制约实际应用成效发挥、复杂制造环境增大感知理解难度、人工智能幻觉导致应用安全风险、软硬件结合问题影响智能能力提升、伦理法律缺失带来标准合规挑战等应用难点。研究建议,加强技术攻关、突破关键瓶颈,完善产业生态、推动应用落地,制定标准规范、保障生产安全,拓展应用场景、开辟市场空间,推动具身智能驱动的智能制造应用发展。
关键词:智能制造;具身智能;数据融合;大模型;人机协作

目录介绍

一、前言

二、智能制造的技术演进

(一)基于规则的自动化制造

(二)数据驱动的数字化智能制造

(三)具身智能赋能的智能制造

三、具身智能驱动的智能制造技术体系

(一)具身智能驱动的智能制造交互模型

(二)面向智能制造的具身智能技术要素

1. 多模态制造业数据融合感知技术

2. 基于大模型的具身智能制造技术

3. 力控制技术

4. 机器人运动规划算法

(三)具身智能驱动的智能制造技术框架

1)物理层

2)数据层

3)算法层

4)感知层

5)决策层

6)执行层

7)反馈层

四、具身智能对智能制造的赋能作用

(一)具身智能革新生产制造模式

(二)具身智能助力仓储物流升级

(三)具身智能保障检测维护稳定

(四)具身智能增强人机协作

五、具身智能驱动的智能制造应用难点与发展趋势

(一)具身智能驱动的智能制造应用难点

1. 多模态数据缺乏,制约实际应用成效发挥

2. 复杂制造环境增大感知理解难度

3. 人工智能幻觉导致应用安全风险

4. 软硬件结合问题影响智能能力提升

5. 伦理法律缺失带来标准合规挑战

(二)具身智能驱动的智能制造发展趋势

1. 应用场景持续拓展

2. 人机协作更为深入

3. 产业生态愈加成熟

六、具身智能驱动的智能制造发展建议

(一)加强技术攻关,突破关键瓶颈

(二)完善产业生态,推动应用落地

(三)制定标准规范,保障生产安全

(四)拓展应用场景,开辟市场空间

 

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