作为世界上第一大电子制造厂商，富士康已雇佣超过100万工人，但由于工作条件差，工资低等问题，媒体充斥着大量对富士康的负面报道。据国外媒体近日报道，为改善现状，富士康于年初宣布将利用上千机器人代替人工作业。但有报告质疑该计划的可行性，并称富士康的机器人的精确程度达不到苹果的要求，不能用于组装iPhone。这对富士康来说无疑是当头一棒。 　　绝大数手机和平板电脑等电子产品之所以使用人工组装，就是因为精确度要求高，大多数机器人不如人手敏捷，无法精确组装微小的零部件。苹果要求组装零件时误差不能大于0.02毫米，比头发丝还细，但富士康的机器人误差在0.05毫米左右。富士康原计划部署100万台机器人，但庆幸的是，富士康已意识到问题，并取消了安装计划。尽管如此，该机器人的表现已足够出色，但想要做到完全依靠机器人劳力作业，不用再考虑工人伙食住房等问题，富士康目前还做不到。 　　苹果的要求达不到，那其他厂商呢？据悉，三星和摩托罗拉选择被苹果所拒绝的制造技术可能性不大，倒是中国一些成本低的小型制造商也许会考虑使用。 　　这些机器人平均每个成本在2万美元(约合人民币12.3万元)到2.5万美元(约合人民币15.4万元)之间，虽然无法满足苹果的精确度要求，但仍被运用于精确度要求不高的生产中，例如拧螺丝、金属抛光、包装等过程。 　　自动化需要耗费企业大量的科研经费，并且多年才能收回成本。但富士康这次计划，看来是很难收回成本了。然而有报道称，富士康正在重新设计机器人手臂，希望提高精确程度。知情人士称或将设计成包含手指的与人类手臂类似的形状。

　　苹果(Apple)预计2015年推出的新一代iPhone和iPad，传出搭载的DRAM容量将较目前产品倍增，占苹果DRAM供应量7成以上比重的三星电子(Samsung Electronics)和SK海力士(SK Hynix)也可望扩大供货量。 　　据报导，在Mobile DRAM市场上，三星和SK海力士的市占率约达75%。近来使用智能型手机的人口增加，穿戴式装置市场也逐渐扩大，让DRAM需求扶摇直上。 　　据南韩证券业者推估，三星和SK海力士2014年DRAM事业获利各约6兆韩元(约54.8亿美元)和4兆韩元。在此情况下，DRAM最大客户苹果若增加订单，将让三星和SK海力士创造庞大获利。 　　报导指出，苹果预计2015年下半推出新一代iPhone和iPad，搭载的DRAM容量各为2GB和4GB。日前推出的iPhone 6和iPad Air 2各搭载1GB和2GB DRAM，与三星Galaxy Note 4搭载3GB DRAM形成对照。 　　DRAM在智能型手机中扮演辅助储存装置NAND Flash的角色。在NAND Flash储存资讯前，会暂时储存在DRAM中，作业结束后清空资料，再接受新资料写入，降低NAND Flash储存资料时的负担。 　　因智能型手机搭载的移动应用处理器(AP)性能大幅提升，萤幕画质也越来越好，需要处理的资讯量增加，带动DRAM容量需求加大。除三星外，大陆手机厂也开始采用2GB以上DRAM。 　　因iOS架构优势，因此维持使用1GB DRAM。苹果具备硬件和软件设计能力，可自行做出效能最佳化，即使不使用2GB DRAM，手机仍能顺畅运作。 　　但南韩业者说明，自2015年起，智能型手机萤幕画质升至4K等级，资讯下载速度也将达到每秒达450Mbps，苹果目前设定的1GB DRAM也将不敷使用。 　　苹果若增加搭载DRAM容量，最大受惠业者为SK海力士。南韩业界推测，SK海力士对苹果供应的DRAM比重占约5成，其馀5成由三星和美光(Micron)瓜分。 　　三星在苹果生产iPhone 5和iPhone 5S时，受到诉讼影响未能获得DRAM订单，然三星副会长李在镕2014年曾两度拜访苹果总裁Tim Cook，自iPhone 6再度成为苹果DRAM供应商。 　　外电引用Merrill Lynch研究报告指出，iPhone搭载1GB DRAM时，采购规模为5亿~8亿美元，若搭载2GB DRAM，采购金额将提升到10亿~15亿美元。若iPad搭载的DRAM容量也增加，将开启10亿美元以上的新市场。 　　此外，苹果若扩大采购量，可能让供需已相当紧绷的Mobile DRAM市场，出现供不应求的情况。尤其苹果可能采购最高级的20纳米DRAM，高规格DRAM恐会短缺，带动DRAM价格攀升，让供应业者获利增加。 　　南韩业者表示，即使三星在京畿道、华城;SK海力士在利川增设DRAM产线，但2015年的需求增加幅度仍将大于供应量。南韩业界也有部分意见认为，三星和SK海力士的移动DRAM市占率将从目前的75%，在2015年突破80%。 　　DRAM若涨价，三星等南韩智能型手机业者也将乐拥扩散效益。苹果和三星若狂扫2GB以上高阶DRAM，大陆智能型手机制造厂则需要以较高价格采购DRAM，将难维持目前的价格竞争力。

　　从大型的科技企业巨擘到犄角旮旯里的各种创业公司，每个人都在遐想新材料石墨烯在智能穿戴设备的无限应用潜力。从众筹资金到小批量制造再到原型产品快速试制，每个人都在努力让石墨烯应用的梦想阳光照进现实！就目前而言，智能穿戴设备技术在未来的发展唯一的障碍貌似就是我们人类自己的想象力了，千万不要低估新技术发展的潜力！ 　　好消息在于一系列或将改变我们对事物看法的新科技突破已初见端倪，这的确有助于智能穿戴设备走进我们的日常生活并成为中心。随着 2015 年的临近，让我们期待着新年的曙光，展望一下即将改变下一代智能穿戴设备的新科技。 　　柔性显示屏 　　即便尺寸变得越来越大，显示屏依然是智能手机上的制约因素，毕竟是硬件设备上最大的一个部件，在用户体验上扮演了极为重要的作用。手机显示屏也是智能手机厂商征战软件沙场的一个重要原因。 　　相较于智能手机而言，显示屏之于智能穿戴设备的作用则更显重要，显示屏尺寸和柔性是产品的重要限制因素，毕竟智能腕表和健康手环的显示屏都太小了，而人的身体则不是一个木头桩，每个人都有特定的身形，有的凹凸有致、有的圆润丰满，而有的则棱角分明。穿衣戴帽则是一回事，而对于内置芯片疙瘩的智能穿戴设备而言则，要想迎合每个人的身体则挑战十足。 　　智能手机厂商一致认为并坚信柔性显示屏技术会在将来某个时候彻底革新手机领域，而对智能穿戴设备而言也存在同样的判断。人的体型差别巨大，想制造出一款迎合所有人身材的平台设备，其难度可想而知。当前市面上绝大部分智能穿戴设备远未达到上述目标，柔性显示屏技术或许能解决这个难题！ 　　柔性电池 　　同柔性显示屏一样，柔性电池同样也是让智能穿戴设备更为贴身舒适的利器。柔性电池技术的发展能让厂商更为轻易地定制智能穿戴设备的外观，韩国消费电子巨头目前正在做这方面的尝试。 　　除了电池的尺寸和形状之外，续航能力也是一个大难题。每当智能设备新增其他新特性，电池的续航能力将会经受新的考验。就拿能跟踪人体运动和睡眠状态的智能腕带产品而言，一次充电究竟能带来的电池续航时间还是太有限。 　　也许厂商们都忽略了免充电太阳能技术的应用。毕竟不像智能手机那样总是被放在口袋或者被保护套所覆盖，穿戴在人体上的设备总是会有充足的时间见到阳光，而柔性的太阳能充电器也已成型。 　　此外另一种可能的方案就是利用人体机械运动所产生的的能量来为穿戴设备供电，虽说基于人体热量的自充电方案也是一种选择，但是考虑到这种设备需要持久贴合在人体皮肤上，所以在舒适感上会大打折扣。

　　1　引　言 　　直流伺服电机具有响应快、低速平稳性好、调速范围宽等特点，因而常常用于实现精密调速和位置控制的随动系统中，在工业、国防和民用等领域内得到广泛应用，特别是在火炮稳定系统、舰载平台、雷达天线、机器人控制等场合。尽管交流伺服电机的发展相当迅速，但在这些领域内还难以取代直流伺服电机。 　　传统的直流调速系统包含2个反馈环路，即速度环和电流环，采用测速机、电流传感器(霍尔器件)及模拟电子线路实现速度的闭环控制。现代数字直流伺服控制则采用高速数字信号处理器(DSP)，直接对速度和电流信号进行采样，通过软件实现数字比较、数字调节运算(数字滤波)、数字脉宽调制等各种功能，从而实现对速度的精确控制。二者相比，模拟调速系统结构简单、成本低、可靠性高，但调试较复杂，因为其电路参数的修改往往需要硬件上的改动；而数字调速系统结构复杂、成本高，但是调速精度很高、调试过程也较容易，调速系统的性能可以由软件进行控制。 　　本文介绍一种方法，介于模拟调速及数字调速二者之间，即采用可编程模拟器件(ispPAC10)实现模拟调速系统，系统的电路参数可以通过软件进行调整，并且可以对建立的系统模型进行仿真。采用这种方法对原有的直流调速器一种CCD相机的自动变焦系统进行改进，取得了很好的效果。 　　2　模拟直流调速系统的组成和工作原理 　　模拟调速系统一般是由2个闭环构成的，既速度闭环和电流闭环，为使二者能够相互协调、发挥作用，在系统中设置了2个调节器，分别调节转速和电流。2个反馈闭环在结构上采用一环套一环的嵌套结构，这就是所谓的双闭环调速系统，他具有动态响应快、抗干扰能力强等优点，因而得到广泛地应用。图1是系统的结构框图，其中ASR，ACR分别是速度和电流调节器，通常是由模拟运放构成PI或PID电路；信号调理主要是对反馈信号进行滤波、放大。考虑到直流电机的数学模型，模拟调速系统动态传递函数关系如图2所示。 　　以速度调节器ASR为例，其线路原理如图3(a)所示，其中Zin(S)表示输入网络的复数阻抗，Zf(S)表示反馈网络的复数阻抗。 　　这样： 　　即调节器的传递函数等于反馈网络与输入网络复数阻抗之比。所以，改变Zf(S)和Zin(S)，就可以获得所需要的传递函数，以满足系统动态校正的需要。图3(b)所示的PI调节器，其动态结构如图4所示。 　　其中： 　　在模拟调速系统的调试过程中，因电机的参数或负载的机械特性与理论值有较大差异，往往需要频繁更换R，C等元件来改变电路参数，以获得预期的动态性能指标，这样做起来非常麻烦，如果采用可编程模拟器件构成调节器电路，系统参数如增益、带宽甚至电路结构都可以通过软件进行修改，调试起来就非常方便了。下面以图3所示PI调节器为例，说明如何应用可编程模拟器件-ispQAC10实现模拟调节器电路。 　　3　实现方法 　　3.1　ispPAC10简介 　　ispPAC10是Lattice公司生产的一种在系统可编程模拟器件，采用非易失性E2CMOS工艺，其内部的模拟部件块“PACblocks”无需外接电阻、电容等元件，便可代替传统的模拟电路，如运算放大器、滤波器等；通过软件编程，可实现电路的设计和修改，极大地缩短了开发、调试周期，具有很高的性能价格比。Lattice公司为开发ispPAC10而提供的集成软件包PACDesigner功能强大、易学易用，可以在网上下载。ispPAC10内部包含4个模拟部件块-内部结构如图5所示。

　　微机电系统(MEMS)消费应用已经成为众所瞩目的焦点，不过，在工业方面的应用也正迅速发展。如今，业界正定义出一个利用 MEMS 技术的新型态工业物联网(Industrial IoT；IIoT)领域，包括从资产追踪系统、智慧电网到智慧建筑自动化等应用，都将为市场带来巨大冲击。 　　“我认为在未来十年，MEMS消费应用的出货量和收入仍将持续大幅超过工业物联网MEMS市场，”IHS总监暨MEMS感测器资深首席分析师Jeremie Bouchaud表示，“IHS预期在2018年时，全球 MEMS 消费与行动应用将达到57亿美元，比由工业物联网 MEMS 市场产生的3.34亿美元收入更高得多。” 　　然而，所有的 MEMS 业界巨擘——意法半导体(STMicroelectronics；ST)、博世(Bosch)、楼氏(Knowles)和应美盛(InvenSense)等公司均瞄准了工业物联网应用的成长领域。传统的工业物联网应用包括导航、地震勘探、医疗、军事、航空以及制程控制等，此外，还有一连串的全新工业应用成长速度更快，包括从智慧电表到智慧家庭到智慧城市等。 预计在2018年时，以工业物联网推动的 MEMS 工业应用将带来3.34亿美元的市场规模

　　推动以无人机为核心的航空产业发展，做大做强研究所经济实力，为实现中航工业“万亿”目标添砖加瓦，这是中航工业直升机所党政确立的战略目标。直升机所注重发挥直升机技术优势，着力开发无人机、飞行训练模拟器以及直升机保障配套产品，经济规模逐年扩大，为保证研究所的持续快速发展打下了深厚的基础。 　　无人机研发实现重大突破 　　航空装备的无人化、小型化和智能化是未来的发展趋势，因此无人直升机的前景非常广阔。直升机所研制无人直升机的历史已有10年，正是在这10年里，国内外无人直升机呈现出快速发展的势头。凭借数十年有人直升机的研制经验，直升机所经过数年集智攻关，在无人机关键技术上实现了重大突破，形成了无人机的自主研制能力，并达到了国内领先水平。 　　2004年，中航工业直升机所领导班子作出决策，组建无人直升机研究室，自筹经费研制U8无人直升机。起步艰难，从方案、设计、试制到试飞，科研人员曾一次次遭遇技术瓶颈，一次次陷入故障频发的窘境。研制无人直升机，主要存在三方面的困难，一是对象特性和飞行控制规律的分析和研究，二是特殊要求传感器的开发和研制，三是试验和试飞。发动机的控制、飞行时的振动、传动和旋翼系统，这些都是技术难点，尤其是传动系统的设计、加工，直升机所过去没有这方面的专业和设计经验，解决这些问题需要技术上的突破。例如飞控系统，这是无人机的核心，科研人员通过反复研究，最终掌握了设计原理，加上自主开发的集成软件，极大地提升了无人机的自动化水平，并且一步步突破了发动机控制、悬停控制、中速飞行、自动起降等一系列关键技术。 中国目前最大的无人直升机V-750无人直升机 　　U8无人机是直升机所最早开发的平台，它的最大起飞重量为2300千克，任务载荷可达到40千克，最大平飞速度每小时150千米，续航时间3小时，使用升限3000米，控制半径100千米，可自主飞行、自主起降。2006年10月，首架U8无人直升机交付用户，2011年6月，U8无人直升机圆满完成海拔高度1000米、2000米和3000米高原试飞，同年12月通过技术鉴定。

　　在中国领导人多个场合提出“机器人”概念后，越来越多的地方政府和企业开始关注这个行业。仅在12月中旬，便有广州和成都两地举办了高规格的机器人行业大会，而数个地方政府也计划在“十三五”期间大力发展机器人产业。 　　美国中佛罗里达大学先进电机中心主任武新章也感受到了变化——最近几个月他接到的中国企业技术咨询量，是之前的好几倍。 　　“机器人正在推动中国发生新一轮工业革命”，武新章表示，“不过也应该看到，中国的市场需求还太少。” 　　机器人发展下一步：融合电商？ 　　工信部副部长毛伟明在广州表示，我国装备制造业每年25%超高速增长的时代已经结束，过度依赖投资拉动和规模扩张的发展模式将难以为继。 　　毛伟明称，工业机器人产业既可通过智能化生产让厂商获得高质量的产品制造水准，也可以应对劳动力成本上升等问题，是破解中国工业成本快速增长、低附加值、环境资源制约等因素的重要选择。 　　毛伟明上述表态，被参加世界机器人产业大会的业内人士解读为：“中国版的工业4.0计划”。 　　但从市场发展角度看，哈尔滨工业大学机器人研究所副所长李瑞峰认为，机器人尽管作为创新可以很好融合应用不断发展新技术，但未来仅靠机器人发展不足以实现工业4.0。 　　李瑞峰的建议是引入电商模式。他表示：“机器人产业发展必须融合电商发展模式，在新工业领域中小微企业就是这样的例子。在工业4.0以前时代，产品连接用户成本巨大，不得不依赖广告，但是在工业4.0时代，产品连接用户成本为0，产品本身就是一个广告，比如小米手机，微信等等。” 　　机器人国家工程中心副主任、沈阳新松机器人股份公司总裁曲道奎也赞同这一看法，他表示，电商不谈技术，而是花大力气的是企业，用最新的商业模式武装自己，全球整合人才，引入国际资本，在中国的大市场下发展起来，加之自身技术，产品的研发迅速抢占市场，因而做产业首先做企业，企业规模大了按照市场各种要素进行整合而不是在什么都有了之后自己做企业，这也是中国目前最大的问题，应该”研发+商业化“来进行。

　　长达几十年的时间当中，未来派一直都在担心着计算机真正获得人类的智能。从《2001太空漫游》到《终结者》，再到《黑客帝国》，一部又一部电影都在重复讲述着智能机器给人类造成浩劫的主题。现在，哪怕是严肃思考的人们也已经听到了关于人工智能的警报声——机器人和自动化已经在造成意义重大的社会和经济混乱了。 　　两周前，物理学巨擘霍金(Stephen Hawking)对BBC表示：“全面人工智能的发展可能会导致人类的终结。”“它将会自行发展，以加速度重新设定自我。”霍金警告说，“人类受限于生物演化的缓慢，是无法与其竞争的，最终将会被替代。”睿智的企业家马斯克(Elon Musk)是贝宝的创始人之一，目前担任特斯拉汽车(TSLA)和SpaceX的首席执行官，他也说人工智能是“对我们的存在的最大威胁”。“开发人工智能，我们其实就是在召唤魔鬼。”马斯克如是说。 　　此外，两位牛津大学的研究人员估计，计算机化将使得美国近一半的工作机会受到威胁，甚至一些创造性的专业岗位也不能免疫。“那些要求微妙的判断力的岗位也日益受到了计算机化的波及。”弗雷(Carl Benedikt Frey)和奥斯伯恩(Michael A.Osborne)写道，“在很多这种任务当中，依照计算法则做出的不偏不倚的判断较之人类确实有一定优势。” 　　计算机开始接管世界？ 　　总之，机器真的开始接管世界了吗？我采访了几位业界领先的人工智能研究专家，得到的回答让我多少感到了一点安心，但也不是特别安心。人工智能正在发展，但是一些技术障碍或许会延缓其前进速度，使得机器智能无法立即实现大幅度的跃进。 　　不过，假以时日，智能机器必然能够完成越来越复杂的思维计算，甚至完全复制人类大脑高度复杂的运作。IBM的专家估计，人类的大脑一秒钟之内就能完成36800万亿次计算。世界上所有的超级计算机的计算力加在一起，总能力相当于一个人脑的八倍，而中国广州的全球最大超级计算机，计算能力大致和一个人脑相当。

　　国家层面针对机器人（300024）及智能装备产业的扶持政策仍在加速推进。据悉，工信部与科技部等部委针对机器人产业正在进行密集调研，明年有望出台一系列进一步扶持机器人及智能制造产业的相关政策，其中工信部与科技部有望合计出台上百亿元产业扶持资金等措施。 　　同时，上市公司正成为推动机器人产业发展的支柱力量。在首届世界机器人及智能装备产业大会暨博览会上，广州数控、秦川发展、光韵达（300227）、洪都航空（600316）、机器人等不少上市公司或其子公司的最新产品在展会中亮相。业内预计，龙头上市公司有望成为扶持政策加码的直接受益者。 　　扶持政策持续加码 　　12月20-22日举行的首届世界机器人及智能装备产业大会以“人机一体，智能制造”为主题。据国际机器人及智能装备产业联盟执行主席兼秘书长罗军透露，目前工信部、科技部等部委正在对机器人产业密集调研，预计2015年上半年会出台一系列进一步扶持机器人及智能制造产业的政策意见。 　　以工信部为例，相关人士表示，该部装备工业司日前在广东省广州市召开了中国机器人产业发展推进座谈会，由工信部委托编制的中国工业机器人产业“十三五”规划及技术路线图初稿也已酝酿成型。 　　中国机器人国家工程中心相关人士透露，关于扶持机器人和智能制造的政策明年上半年或将出台，预计工信部及科技部对该产业的扶持资金将再度加码上百亿元。 　　近年来，地方针对机器人产业的扶持政策陆续出台，中央的扶持政策也不断加码。有国家部委人士此前表示，国家将进一步完善标准体系建设，按照战略性新兴产业标准化发展规划的要求，稳步推进机器人行业标准编制工作，同时以搭建产需对接平台为重点，促进工业机器人的推广应用。 　　上市公司加快布局 　　随着政策的不断“添火”，产业内公司在推进产业化方面不断发力。在首届世界机器人及智能装备产业博览会现场，广州数控、秦川发展、光韵达、巨轮股份（002031）、洪都航空、机器人等不少上市公司或其子公司的最新产品都在展会中亮相。 　　以广州数控的一款涂胶机器人RB08为例，产品最大有效负荷8千克，运动半径达1379毫米，整个工作站柔性高，精度好，胶型均匀一致无飞溅；通过自动编程或者离线编程，可以完成复杂的三维立体空间的自动涂胶动作，广泛适用于汽车及车灯、车门等零部件、家具、家电等行业的自动涂胶作用。此外，不少公司携带服务机器人和3D打印等产品亮相展会。 　　罗军表示，在未来10年中国或将提前进入智能制造时代，基本实现制造业升级换代。机器人将不仅仅局限繁重的生产加工现场，在办公室、家庭、停车场、购物商场、户外探险、深海采掘等都能够发现机器人身影。 　　“未来机器人产业发展在政策面上将有长期利好，需求方面也将保持长期高速增长。”亚洲制造业协会相关人士表示，“随着资金等方面扶持力度加大，龙头企业有望直接受益。”  

　　还沉迷于科幻电影《I robot》中的机器人场景？如今，这些正在中国工厂成为现实，更新中国制造。 　　近期有部著名的电影《星际穿越》，里面有个有趣的角色——智能机器人，不仅能够辨别人类、物体、场景和活动，能漫步太空、深海潜水，而且有自己的思想。现实中，这样的机器人在浙江被制造出来了。 　　2008年国际金融危机后中国用工荒问题突出，机器人开始活跃在市场上。而浙江省作为一个制造业大省、外来打工者重镇，低成本优势已经不再，2012年底浙江省委省政府做出“全面推进机器换人”的决策部署，“机器换人”正在成为推进工业转型升级的重要抓手。 　　在此市场和政策红利之下，全省正在掀起一股“机器换人”热潮。 　　按照浙江省政府估算，在三年内规模以上企业基本完成“机器换人”后，浙江全社会劳动生产率将由目前的10万元/人年上升至14万元/人年，意味着将带来上万亿GDP的增长。 　　面对全球经济萎缩、劳动力成本上升、招工难等问题，“机器换人”能否提供解决之道？机器人产业本身作为一个新兴产业，又面临什么样的机遇与挑战？在这场中国工业化与城镇化转型的变革中，浙江样本又能提供什么样的经验？ 　　而近日中央经济工作会议就指出：“人口老龄化日趋发展，农业富余人口减少，要素规模驱动力减弱，经济增长将更多依靠人力资本质量和技术进步。”“新兴产业、服务业、小微企业作用更凸显，生产小型化、智能化、专业化将成产业组织新特征。”而这些正是机器换人背后的原因所在。