一名小朋友觀看雙臂協(xié)作機器人操作演示。
制圖：張芳曼
在最近舉行的2018世界機器人大會上，機器人前沿技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展話題引起社會關(guān)注。我國機器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀如何?呈現(xiàn)出哪些趨勢和特點?還有什么發(fā)展短板?應(yīng)當怎樣抓住下一代機器人發(fā)展機遇?圍繞這些問題，本版推出“機器人產(chǎn)業(yè)觀察”上下篇，供相關(guān)方面和廣大讀者參考。
——編 者
工業(yè)機器人、服務(wù)機器人、特種機器人發(fā)展較快，應(yīng)用場景不斷豐富
與消費者所說的機器人不同，行業(yè)內(nèi)一般將機器人分為工業(yè)機器人、服務(wù)機器人、特種機器人三類。工業(yè)機器人主要從事焊接、搬運、碼垛、包裝等，服務(wù)機器人則在教育、醫(yī)療、金融、物流等領(lǐng)域提供服務(wù)，特種機器人的優(yōu)勢是能在應(yīng)急救援等高危環(huán)境下工作。
在2018世界機器人大會上，中國電子學(xué)會發(fā)布的《2018中國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》(以下簡稱《報告》)顯示，2018年全球機器人市場規(guī)模將達到298.2億美元，其中工業(yè)機器人占將近六成。
汽車制造、金屬制品加工和電子是工業(yè)機器人傳統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，近年來隨著工業(yè)機器人技術(shù)和工藝日趨成熟，應(yīng)用逐漸向家具家電、五金衛(wèi)浴、食品飲料等領(lǐng)域延伸。
“過去工業(yè)機器人的應(yīng)用主要集中在汽車制造這樣的高端產(chǎn)業(yè)，如今已經(jīng)涉及國民經(jīng)濟39個行業(yè)大類和110個行業(yè)中類，足夠大的應(yīng)用領(lǐng)域是機器人技術(shù)發(fā)展的市場基礎(chǔ)。”新松機器人自動化股份有限公司總裁曲道奎說。
在2018世界機器人大會展廳，一家公司推出的全球首款五星級服務(wù)接待機器人引來不少觀眾圍觀體驗。工作人員介紹，這款機器人融合了先進的人臉識別、語言識別、室內(nèi)導(dǎo)航等智能感知系統(tǒng)，可以完成前臺接待、自動巡邏、拍照合影等服務(wù)功能。
相比工業(yè)機器人，服務(wù)機器人近年來發(fā)展較快。專家表示，這主要是由于人工智能的發(fā)展，語音理解、視覺識別的嵌入讓服務(wù)機器人更“聰明”了。服務(wù)機器人將是機器人未來的熱點，這其中養(yǎng)老型服務(wù)機器人需求較大，而以康復(fù)機器人、早教機器人、跳舞機器人等為代表的家用服務(wù)型機器人也正在興起。
起飛重量可達到3噸，續(xù)航時間達到30小時，最大航速可達到300公里/小時……這是中航智在大會上展出的無人機T333，它是目前我國最重的一款無人直升機，也是世界上所有直升機中續(xù)航時間最長的。工作人員介紹，T333可用于災(zāi)難救援、線路巡查、地質(zhì)勘查等人力難以完成的工作。
特殊環(huán)境作業(yè)的需求助推了特種機器人的迅速發(fā)展?！秷蟾妗分赋?，當前特種機器人已經(jīng)能夠完成定位、導(dǎo)航、避障、跟蹤、場景感知識別、行為預(yù)測等任務(wù)。
北京航空航天大學(xué)教授王田苗介紹，工業(yè)機器人已發(fā)展了幾十年，當前世界各國依然高度重視，因為它是智能制造的重要基礎(chǔ)之一，在萬物互聯(lián)的背景下，能有效帶動制造業(yè)提質(zhì)升級。此外，機器人技術(shù)衍生的服務(wù)機器人，未來還將從社會公共服務(wù)領(lǐng)域走進家庭，將廣泛影響人們生活。
機器人技術(shù)創(chuàng)新主要圍繞人機協(xié)作、人工智能和仿生結(jié)構(gòu)展開
機器人技術(shù)涉及工程材料、機械控制、傳感器、自動化、計算機、生命科學(xué)等各個方面。當前，機器人基礎(chǔ)與前沿技術(shù)正在迅猛發(fā)展，相關(guān)學(xué)科在相互交流中加速融合?！秷蟾妗分赋?，目前關(guān)于機器人技術(shù)創(chuàng)新趨勢主要圍繞人機協(xié)作、人工智能和仿生結(jié)構(gòu)三個方面展開。
在大會展廳，國內(nèi)首臺7自由度協(xié)作機器人——新松協(xié)作機器人引得參觀者不停詢問。新松機器人工程師陳文介紹，相比傳統(tǒng)工業(yè)機器人，它更小、更輕也更靈活，同時兼具牽引示教、視覺引導(dǎo)、碰撞檢測等功能，適用于布局緊湊、精度要求高的生產(chǎn)線，能夠滿足精密裝配、產(chǎn)品包裝、檢測等操作需要。
天津市科學(xué)學(xué)研究所工程師趙繪存說，由于工業(yè)機器人應(yīng)用場景更加多元，特別是近年來工業(yè)機器人在電子信息領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，對機器人的體積、柔性和靈活度提出了更高的要求，工業(yè)機器人小型化、輕型化、柔性化已經(jīng)成為一個重要的趨勢。
“機器人的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸由搬運、焊接、裝配等操作型任務(wù)向加工型任務(wù)拓展，因此，人機協(xié)作正成為工業(yè)機器人研發(fā)的重要方向。”陳文表示，人機協(xié)作將人的認知能力與機器人的效率結(jié)合在一起，從而使人可以安全、簡便地使用機器人。
服務(wù)機器人與人們的生活聯(lián)系將更緊密。專家介紹，服務(wù)機器人正在從感知智能向認知智能加速邁進，并已經(jīng)在深度學(xué)習(xí)、抗干擾感知識別、自然語言理解等方面取得了明顯的進步。
趙繪存說，機器人發(fā)展必將經(jīng)歷一個“智能+”的迭代過程，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)與機器人的深度融合，機器人的“智商”將越來越高，將真正實現(xiàn)由“機器”向“機器人”的重大轉(zhuǎn)變。
寧波GQY視訊股份有限公司市場部經(jīng)理張余萍說，服務(wù)機器人將人從簡單導(dǎo)航、解說等工作中解放出來，但當前對網(wǎng)絡(luò)狀況的要求比較高，離實現(xiàn)真正的人工智能還有很長一段距離。
“人工智能和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，將為機器人提供強大的‘后腦’，進一步提升其智能水平。”中國工程院院士王天然向記者描繪了這樣的前景：隨著材料科學(xué)的發(fā)展，未來可以用人造肌肉等制成“軟體機器人”;與腦科學(xué)結(jié)合，可以使機器人的一些行為直接受控于人;與生命科學(xué)的結(jié)合，將產(chǎn)生類生命機器人。
但專家同時表示，相比于人，目前機器人仍有著很大的局限性。美國機器人工業(yè)協(xié)會主席杰夫·伯恩斯坦認為，機器人發(fā)展當前面臨三個技術(shù)問題：一是現(xiàn)在機器人抓取能力還非常薄弱，如果不通過長期的訓(xùn)練，機器人很難在眾多物件中抓取到你所需要的物件;二是機器人視覺還有缺陷，人類可以清晰地看到面前的一切，但是機器人很難真正進行精確的人臉識別;三是機器人移動性受限，因為大部分機器人還是在固定環(huán)境下工作，很難讓機器人準確并且安全地爬樓梯，以及在一些不平整的平面或區(qū)域內(nèi)活動。
我國正從機器人應(yīng)用大國邁向創(chuàng)新大國
我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀如何?
專家表示，我國擁有較為完整的機器人產(chǎn)業(yè)鏈條，近年來，隨著機器人相關(guān)技術(shù)水平的提升，我國正從機器人應(yīng)用大國邁向創(chuàng)新大國。不少科技企業(yè)進入機器人領(lǐng)域，進一步拓展了機器人的應(yīng)用。
趙繪存介紹，雖然與國際先進水平相比還有不小差距，但如今我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展正呈現(xiàn)加快向中高端轉(zhuǎn)型的趨勢，國內(nèi)廠商攻克了減速機、控制系統(tǒng)、伺服電機等關(guān)鍵核心零部件的部分難題，機器人產(chǎn)品的國產(chǎn)化率逐步提升。
以減速器為例，深圳大族激光開發(fā)的諧波減速器實現(xiàn)了定制化生產(chǎn)，精度與國際品牌相當;蘇州綠的公司諧波減速器完成了2萬小時的精度壽命測試，大大超出了國際機器人精度壽命6000小時的標準。
在特種機器人上，我國也取得持續(xù)突破，在特種無人機、水下機器人、搜救機器人等領(lǐng)域逐漸形成了一批具有核心競爭力的產(chǎn)品。例如，中國電子科技集團公司成功研發(fā)了固定翼無人機智能集群系統(tǒng);株洲中車時代電氣股份有限公司研制出世界上最大噸位深水挖溝犁，填補了我國深海機器人裝備制造領(lǐng)域空白。
“智能+機器人”成為機器人產(chǎn)業(yè)的新趨勢，也是推進服務(wù)機器人發(fā)展的重要基礎(chǔ)。專家表示，在語音識別、圖像識別等技術(shù)應(yīng)用上，我國機器人產(chǎn)業(yè)基本與國際先進水平同步。《報告》顯示，我國在人工智能領(lǐng)域技術(shù)的專利申請數(shù)量較多，特別是計算機視覺和智能語音等應(yīng)用層專利數(shù)量快速增長。與此同時，我國在多模態(tài)人機交互技術(shù)、仿生材料與結(jié)構(gòu)、模塊化自重構(gòu)技術(shù)等方面也取得了一定進展，提升了我國在智能機器人領(lǐng)域的技術(shù)水平。
“當前服務(wù)機器人市場處于形成期向活躍期轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵階段，主導(dǎo)型的商業(yè)模式尚未形成，整體的技術(shù)壁壘相對較低，同時我國市場比較大，智能化應(yīng)用活躍，有望助推服務(wù)機器人在消費級市場的快速發(fā)展。”趙繪存建議，目前在服務(wù)機器人領(lǐng)域還沒有全球性的領(lǐng)軍企業(yè)，行業(yè)集中度不高，我國企業(yè)需要找準特定應(yīng)用場景，精準突破，從而占得發(fā)展先機。
數(shù)字化要一盤棋更要各自為戰(zhàn)
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