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我国机器人发展现状与思路
来源:学习时报    作者:何玉庆 梁波    2017-05-29 08:14:44

   很久以来,“制造出像人一样的机器,从而将人类从繁重的劳动中解放出来”,就是人们的美好梦想:如古希腊诗人荷马的长篇叙事诗《伊利亚特》中冶炼之神海倍斯特司用黄金铸造的美丽侍女、中国西周时期能歌善舞的人造伶人、三国时期诸葛亮制作的木牛流马等等。虽然这些传说或记载的真实性不可尽信,但人们对于“类人机器”的向往可见一斑。自上世纪六十年代第一台商业化的工业机器人诞生,经过半个多世纪的发展,机器人技术在制造业、服务业、军事等众多领域已经获得了广泛的应用,正以独特的方式影响着人类认识世界和改造世界的能力。

  机器人概念和分类

  机器人种类繁多,其概念内涵和外延均十分宽泛,并且应用场合多种多样,不同学科的研究人员、甚至不同领域的技术开发人员及用户,对“机器人是什么”这一基本问题有着各自不同的理解和认识。加之当前很多公司利用机器人行业的影响将很多不具备机器人本质特征的产品冠以机器人的名义推向市场,导致人们对于机器人概念的理解存在较大的模糊性。

  联合国欧洲经济委员会、国际机器人联合会和国际标准化组织技术委员会给出的机器人定义是:一种能够执行某种任务的、两轴或者多轴可编程的、具有一定自主性(这里的自主性是指在没有人的干预情况下能够基于当前状态和感知执行特定任务的能力)的驱动机构。我国已故著名战略科学家,被称为“中国机器人之父”的蒋新松院士曾经给机器人下过一个定义:一种具有拟人功能的机械电子装置。这一概念高度概括了机器人的特征,至今对我们理解机器人系统仍然有极大的借鉴价值。综上,笔者认为能冠以机器人名称的系统或产品应具有以下两个基本特征:一是能够自动执行某个、某些或某类任务;二是具有通过编程改变功能的能力。

  关于机器人的分类也存在一些不同的观点和看法。国际机器人联合会根据用途分为两大类:一是工业机器人;二是服务机器人,服务机器人又分为个人服务机器人和专业服务机器人。国内目前通常将机器人分为工业机器人、特种机器人和服务机器人。

  中国机器人产业发展现状

  第一,工业机器人产业初具规模。工业机器人作为制造业的重要基础装备,是衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志。早在“九五”期间,我国已经掌握了工业机器人的设计和集成技术,研制出弧焊机器人、点焊机器人、切割机器人、喷涂机器人、平面关节型装配机器人、直角坐标型装配机器人、移动搬运机器人、移动包装机器人等国产工业机器人系列产品,实现了批量化生产,迫使国外品牌产品降低了价格,培育了沈阳新松机器人公司等机器人企业,组织实施了100余项工业机器人应用示范工程,在汽车、摩托车、家电、烟草、化工、电器等行业推广应用机器人自动工作站和机器人自动化生产线,在提高产品质量、降低劳动成本、增强企业竞争力等方面发挥了重要作用。

  最新的国际机器人联合会数据显示:2016年全球工业机器人销量约29万台,同比增长14%,其中中国工业机器人销量9万台,同比增长31%。而在2016年底中国机器人产业联盟公布的《2016年上半年工业机器人市场统计数据》显示:2016年上半年国内机器人企业累计销售19257台机器人,较上年增长37.7%,增速比上年同期加快10.2%,实际销量比上年增长70.8%。我国工业机器人市场规模已经位居世界第一,国产机器人产品占据了可观的市场份额,发展态势迅猛,初具规模。

  第二,特种机器人从无到有,已经逐步形成产业化态势。进入二十一世纪后,我国先后研制出一大批特种机器人并得到应用,如:辅助骨外科手术机器人和脑外科机器人成功用于临床手术,低空飞行机器人在南极科考中得到应用,微小型探雷扫雷机器人参加了国际维和扫雷行动,空中搜索探测机器人、废墟搜救机器人等地震搜救机器人成功问世,细胞注射微操作机器人已应用于动物克隆实验,国内首台腹腔微创外科手术机器人进行了动物试验并通过了鉴定,反恐排爆机器人已经批量装备公安和武警部队;水下机器人在海底资源勘探、北极科考等领域获得了成功应用。

  近年来,一些特种机器人陆续开始进入市场,并且形成一定的产业化规模。如反恐排爆机器人已经装备我国公安部多个机构,并且随我国维和工兵分队远赴黎巴嫩参与维和使命;工业级飞行机器人(无人机)是近些年涌现出来的一个新的装备,其在农业、电力、公安等领域已经获得了应用,显示出了极大的市场前景。国内特种机器人产业化态势已经形成。

  完善我国机器人技术、产业发展的政策支持

  大力支持机器人关键零部件制造水平提升,摆脱机器人相关基础工业落后局面。目前我国自主研发的机器人产品中,减速器、伺服电机等核心器件依赖进口的现象仍未根本改变,在2016年工信部等单位联合印发的《机器人产业发展规划(2016—2020年)》中对该问题予以明确,并提出了发展规划。应尽快选择支持重点单位,开展基础研发工作,但在具体执行过程中要注意:既要避免重复投入,也要避免低水平的恶性竞争。

  抓住特种机器人和服务机器人发展的黄金机遇,提升我国机器人技术与产品自主研发水平。相对于工业机器人来说,特种机器人和服务机器人尚处于市场化的初期,国外尚没有商业巨头出现,但由于应用场景广泛、市场潜力巨大,人们对相关产品的预期极高,背后隐藏着巨大的产业化商机。我们应抓住机遇,大力发展智能性与自主性、环境感知与路径规划、导航定位与控制、人机交互和多机协调与合作等核心技术,抢占先机。

  在推动技术发展的同时,要注重政府引导作用,通过制度创新形成良好的发展环境。与机器人发展水平最高的日、美、德三国相比,我国机器人在技术和产业发展上均存在差距。技术差距的内在原因是制度、政策、环境和人才,产业差距的主要原因是机器人关键核心技术水平低、缺乏统一的顶层设计与规划以及企业相关人才严重不足。因此,国家应有长期的政策和规划作保证,从战略上完善顶层设计,加强政策引导,以行业需求引领机器人技术发展,避免分散封闭、简单重复、小而全且经费导向碎片化等倾向。

  目前我国正处于经济转型的关键时期,“注重新技术研发,抓住新市场机遇”是提升我国经济活力的重要抓手之一。相信随着相关制度的完善、投入的持续增加,在不久的将来,我国必将在世界机器人舞台上占有一席之地。

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