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，機器人前沿技術和產業(yè)發(fā)展話題引起社會關注。我國機器人產業(yè)現狀如何？呈現出哪些趨勢和特點？還有什么發(fā)展短板？應當怎樣抓住下一代機器人發(fā)展機遇？
工業(yè)機器人、服務機器人、特種機器人發(fā)展較快，應用場景不斷豐富
與消費者所說的機器人不同，行業(yè)內一般將機器人分為工業(yè)機器人、服務機器人、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，服務機器人則在教育、醫(yī)療、金融、物流等領域提供服務，特種機器人的優(yōu)勢是能在應急救援等高危環(huán)境下工作。
在2018世界機器人大會上，中國電子學會發(fā)布的《2018中國機器人產業(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)的應用領域，近年來隨著工業(yè)機器人技術和工藝日趨成熟，應用逐漸向家具家電、五金衛(wèi)浴、食品飲料等領域延伸。
“過去工業(yè)機器人的應用主要集中在汽車制造這樣的高端產業(yè)，如今已經涉及國民經濟39個行業(yè)大類和110個行業(yè)中類，足夠大的應用領域是機器人技術發(fā)展的市場基礎。”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、室內導航等智能感知系統(tǒng)，可以完成前臺接待、自動巡邏、拍照合影等服務功能。
相比工業(yè)機器人，服務機器人近年來發(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機器人更“聰明”了。服務機器人將是機器人未來的熱點，這其中養(yǎng)老型服務機器人需求較大，而以康復機器人、早教機器人、跳舞機器人等為代表的家用服務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可用于災難救援、線路巡查、地質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能夠完成定位、導航、避障、跟蹤、場景感知識別、行為預測等任務。
北京航空航天大學教授王田苗介紹，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之一，在萬物互聯的背景下，能有效帶動制造業(yè)提質升級。此外，機器人技術衍生的服務機器人，未來還將從社會公共服務領域走進家庭，將廣泛影響人們生活。
機器人技術創(chuàng)新主要圍繞人機協(xié)作、人工智能和仿生結構展開
機器人技術涉及工程材料、機械控制、傳感器、自動化、計算機、生命科學等各個方面。當前，機器人基礎與前沿技術正在迅猛發(fā)展，相關學科在相互交流中加速融合。《報告》指出，目前關于機器人技術創(chuàng)新趨勢主要圍繞人機協(xié)作、人工智能和仿生結構三個方面展開。
在大會展廳，國內首臺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、碰撞檢測等功能，適用于布局緊湊、精度要求高的生產線，能夠滿足精密裝配、產品包裝、檢測等操作需要。
天津市科學學研究所工程師趙繪存說，由于工業(yè)機器人應用場景更加多元，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、柔性化已經成為一個重要的趨勢。
“機器人的應用領域逐漸由搬運、焊接、裝配等操作型任務向加工型任務拓展，因此，人機協(xié)作正成為工業(yè)機器人研發(fā)的重要方向?！标愇谋硎?，人機協(xié)作將人的認知能力與機器人的效率結合在一起，從而使人可以安全、簡便地使用機器人。
服務機器人與人們的生活聯系將更緊密。專家介紹，服務機器人正在從感知智能向認知智能加速邁進，并已經在深度學習、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)展必將經歷一個“智能+”的迭代過程，隨著人工智能、大數據等技術與機器人的深度融合，機器人的“智商”將越來越高，將真正實現由“機器”向“機器人”的重大轉變。
寧波GQY視訊股份有限公司市場部經理張余萍說，服務機器人將人從簡單導航、解說等工作中解放出來，但當前對網絡狀況的要求比較高，離實現真正的人工智能還有很長一段距離。
“人工智能和互聯網技術的發(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”；與腦科學結合，可以使機器人的一些行為直接受控于人；與生命科學的結合，將產生類生命機器人。
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問題：一是現在機器人抓取能力還非常薄弱，如果不通過長期的訓練，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)域內活動。
我國正從機器人應用大國邁向創(chuàng)新大國
我國機器人產業(yè)發(fā)展現狀如何？
專家表示，我國擁有較為完整的機器人產業(yè)鏈條，近年來，隨著機器人相關技術水平的提升，我國正從機器人應用大國邁向創(chuàng)新大國。不少科技企業(yè)進入機器人領域，進一步拓展了機器人的應用。
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業(yè)發(fā)展正呈現加快向中高端轉型的趨勢，國內廠商攻克了減速機、控制系統(tǒng)、伺服電機等關鍵核心零部件的部分難題，機器人產品的國產化率逐步提升。
以減速器為例，深圳大族激光開發(fā)的諧波減速器實現了定制化生產，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、搜救機器人等領域逐漸形成了一批具有核心競爭力的產品。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域空白。
“智能+機器人”成為機器人產業(yè)的新趨勢，也是推進服務機器人發(fā)展的重要基礎。專家表示，在語音識別、圖像識別等技術應用上，我國機器人產業(yè)基本與國際先進水平同步?！秷蟾妗凤@示，我國在人工智能領域技術的專利申請數量較多，特別是計算機視覺和智能語音等應用層專利數量快速增長。與此同時，我國在多模態(tài)人機交互技術、仿生材料與結構、模塊化自重構技術等方面也取得了一定進展，提升了我國在智能機器人領域的技術水平。
“當前服務機器人市場處于形成期向活躍期轉型的關鍵階段，主導型的商業(yè)模式尚未形成，整體的技術壁壘相對較低，同時我國市場比較大，智能化應用活躍，有望助推服務機器人在消費級市場的快速發(fā)展。”趙繪存建議，目前在服務機器人領域還沒有全球性的領軍企業(yè)，行業(yè)集中度不高，我國企業(yè)需要找準特定應用場景，精準突破，從而占得發(fā)展先機。（喻思南 張雙雙 涂英玲）
