蘇尚任

摘 要：隨著科學技術(shù)的發(fā)展，機器人已經(jīng)從小說和電影中逐漸走進我們的日常生活、工業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及醫(yī)療服務(wù)、國防事業(yè)等。該文對工業(yè)機器人、服務(wù)機器人以及軍事機器人目前的發(fā)展現(xiàn)狀進行了綜述，并闡述了我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的難題，如機器人科研水平較為滯后，核心零部件技術(shù)含量低，市場基本被國外品牌壟斷，并對未來機器人的發(fā)展前景進行了展望。

關(guān)鍵詞：機器人 發(fā)展現(xiàn)狀 前景展望

中圖分類號：TP24 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）09（a）-0051-03

機器人，簡單地講，就是可以自動執(zhí)行工作的機器。而“自動執(zhí)行”這一特點，向來是備受人們青睞的。從遙遠的古代，人們便憧憬著制造一種可以“自動執(zhí)行工作”的機器，以減輕人們在生產(chǎn)生活中的勞動負擔。而經(jīng)歷了近百年的發(fā)展，機器人的研究不僅在“自動化”方面取得了很大的成就，其在“智能化”方面也已達到了較高的水平。也正是因為機器人具有這兩種特點，其在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中的作用越來越重要。

習近平總書記在兩院院士大會中曾提到，“機器人是‘制造業(yè)皇冠頂端的明珠”。近年來，機器人行業(yè)的快速發(fā)展不僅創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟價值，也提高了人們的生活質(zhì)量，促進著人類社會的發(fā)展。目前，在機械加工與電子電氣等行業(yè)生產(chǎn)中，工業(yè)機器人的批量使用，使生產(chǎn)流程工序自動化、簡潔化，顯著降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)利潤。同時，作為智能制造的主力軍，工業(yè)機器人不斷從汽車制造領(lǐng)域向機械、建材、物流、食品乃至航空、航天、船舶制造等領(lǐng)域滲透，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。國際機器人聯(lián)合會（IFR）曾預(yù)測：“機器人革命”將創(chuàng)造數(shù)萬億美元的市場，從而帶動與機器人相關(guān)的新材料功能模塊、感知獲取與識別、智能控制與導(dǎo)航等關(guān)鍵技術(shù)與市場快速發(fā)展。此外，機器人在醫(yī)療、餐飲服務(wù)等方面的應(yīng)用，也提高了人們的生活質(zhì)量，便捷了人們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活。在我國人口紅利減弱的背景下，隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的不斷深入，機器人應(yīng)用范圍越來越廣，我國機器人產(chǎn)業(yè)將迎來戰(zhàn)略發(fā)展黃金期。該文主要對我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀做簡要分析，淺談機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的難題，并展望機器人的發(fā)展前景。

1 機器人的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著機器人行業(yè)的不斷發(fā)展，機器人在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴寬，其種類也日益增多。根據(jù)不同的分類方法，可以對機器人進行不同的分類，如，根據(jù)其功能可以分為操作機器人、移動機器人、信息機器人、人機機器人。按照用途機器人可分為工業(yè)機器人、農(nóng)業(yè)機器人、服務(wù)機器人、軍用機器人四大類。該文將農(nóng)業(yè)機器人也歸為服務(wù)機器人范疇，對我國工業(yè)機器人、服務(wù)機器人以及軍事機器人的發(fā)展現(xiàn)狀作簡要闡述。

1.1 工業(yè)機器人

工業(yè)機器人是集機械、電子、人工智能等學科于一體的現(xiàn)代制造中重要的自動化設(shè)備[1]。憑借著其優(yōu)越的智能化與自動化性能，工業(yè)機器人在現(xiàn)代制造業(yè)中發(fā)揮著巨大的作用。經(jīng)歷了50多年的發(fā)展，工業(yè)機器人的技術(shù)水平迅速提升，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴寬。到目前為止，工業(yè)機器人已廣泛應(yīng)用于汽車制造行業(yè)、機械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、食品工業(yè)與材料工業(yè)等行業(yè)。在上述行業(yè)中，又數(shù)汽車制造業(yè)的應(yīng)用最為廣泛。2013年，約69 200臺新機器人應(yīng)用在機車制造業(yè)上，其數(shù)量占到了市場總份額的49.3%。除此之外，隨著工業(yè)機器人的智能化與自動化水平的不斷提升，其應(yīng)用范圍不斷擴大到包括核能、航天、生化等高科技領(lǐng)域在內(nèi)的諸多領(lǐng)域，在現(xiàn)代制造業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。工業(yè)機器人的廣泛使用一方面給相關(guān)企業(yè)創(chuàng)造了巨大的利潤，促進了生產(chǎn)技術(shù)的革新與企業(yè)轉(zhuǎn)型，帶動了相關(guān)行業(yè)的發(fā)展；另一方面，工業(yè)機器人本身的性能也在不斷地應(yīng)用于改進中得到了提升，工業(yè)機器人在制造行業(yè)的應(yīng)用范圍也因此而大大擴寬。據(jù)統(tǒng)計，2014年中國的工業(yè)機器人銷量達到57 096臺，年增長率超過50%。未來，在世界范圍內(nèi)，特別是我國，機器人的銷量都會保持一個快速的增長。

1.2 服務(wù)機器人

服務(wù)機器人，通俗地講就是服務(wù)于人們?nèi)粘Ｉ畹臋C器人。這種服務(wù)可以是半自主的，亦可以是完全自主的。與模板化的工業(yè)生產(chǎn)機器人不同，服務(wù)型機器人更加趨向于智能化，也因而具有更強的交互能力。服務(wù)機器人按照其用途，大致可以分為農(nóng)業(yè)機器人、娛樂機器人、醫(yī)療機器人、保潔機器人等。農(nóng)業(yè)機器人是一種以農(nóng)產(chǎn)品為操作對象、兼有人類部分信息感知和四肢行動功能、可重復(fù)編程的柔性自動化或半自動化設(shè)備。它能減輕勞動強度，解決勞動力不足，提高勞動生產(chǎn)率和作業(yè)質(zhì)量，防止農(nóng)藥、化肥等對人體的傷害。目前已有的如嫁接機器人、擠奶機器人、剪羊毛機器人等。由于我國農(nóng)業(yè)主要以小農(nóng)戶經(jīng)營生產(chǎn)，因此我國農(nóng)業(yè)機器人發(fā)展較慢。在眾多的應(yīng)用領(lǐng)域當中，醫(yī)療機器人的發(fā)展應(yīng)用給人們生活帶來的便利可謂是最為巨大的。醫(yī)療機器人經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，到目前為止已經(jīng)有了較為細致的分支和應(yīng)用。就商業(yè)化的醫(yī)療機器人系統(tǒng)而言，機器人大致可分為神經(jīng)外科機器人，骨科機器人，腹腔鏡機器人，血管介入機器人，假肢、外骨骼機器人，輔助、康復(fù)機器人，醫(yī)院服務(wù)機器人和膠囊機器人等種類[2]。在每一個分類領(lǐng)域中，醫(yī)療機器人又有它們各自的特點與發(fā)展趨勢，比如，神經(jīng)外科機器人的操作運行具有較高的精確度，而外骨骼機器人的發(fā)展趨向于功能的豐富化。醫(yī)療機器人作為服務(wù)型機器人的一個典型分支，很好地展示了當下服務(wù)型機器人發(fā)展的趨勢和特點。當前服務(wù)機器人的關(guān)鍵技術(shù)主要包括移動結(jié)構(gòu)設(shè)計、定位與導(dǎo)航技術(shù)、路徑規(guī)劃、人機交互與控制策略等。這些技術(shù)在不同的研究領(lǐng)域占有著不同的地位。比如，在餐飲等與日常生活密切相關(guān)的領(lǐng)域中，人機交互功能作為人機交流的橋梁，發(fā)揮著不可替代的作用；又如，在導(dǎo)游應(yīng)用方面，機器人的定位與導(dǎo)航技術(shù)的研發(fā)工作直接關(guān)乎到導(dǎo)航的精確度與快捷程度。未來的服務(wù)機器人將更加智能化，功能也將更加豐富，將更好地為人類服務(wù)。

1.3 軍事機器人

軍事機器人是一種用于完成以往由戰(zhàn)斗人員承擔的軍事任務(wù)的自主機器人或機械電子遙控裝置，是機器人極為重要的一個分支。一方面，介于其優(yōu)秀的偵查探測性能，軍事機器人被廣泛應(yīng)用于未知空間探索、深海打撈與排雷防爆等諸多方面；另一方面，由于軍用機器人在實地作戰(zhàn)中具有突出的智能優(yōu)勢和全天候的作戰(zhàn)能力，其在作戰(zhàn)中也具有相當大的戰(zhàn)略意義。軍事機器人按照其軍事用途可以劃分為：地面軍用機器人、水下機器人及空間機器人。目前，空間機器人主要應(yīng)用于航天宇宙探測，而水下機器人主要應(yīng)用于深海生物探測和文物打撈等方面。近些年來，軍事機器人的發(fā)展空間不斷拓寬，尤其在軍事作戰(zhàn)方面。同時，機器人的功能也趨向于人性化、細致化。例如：波士頓公司研發(fā)的BigDog機器人，在實際作戰(zhàn)中可以起到迅速便捷地攜帶運輸武器的作用，而且具有相當?shù)姆€(wěn)定性，在遠距離作戰(zhàn)與復(fù)雜地形作戰(zhàn)中，BigDog能夠極大地減輕士兵的負擔。

2 我國機器人發(fā)展面臨的難題

近些年來，我國在機器人研發(fā)方面的確取得了不小的進展，這點毋庸置疑。但與此同時，機器人產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展也面臨著一系列的問題。

2.1 機器人科研水平較為滯后，核心零部件技術(shù)含量低

近十幾年來，我國有關(guān)部門過分強調(diào)工業(yè)機器人的系統(tǒng)研發(fā)，而忽視了機器人關(guān)鍵技術(shù)突破，使得工業(yè)機器人某些核心技術(shù)仍處于實驗階段，嚴重制約了我國機器人的產(chǎn)業(yè)化進程。另外，對核心元件的過分依賴和創(chuàng)新能力的缺乏致使機器人生產(chǎn)的技術(shù)含量難以得到質(zhì)的提升，從而導(dǎo)致工業(yè)機器人在諸多技術(shù)方面仍然停留在仿制層面。

2.2 市場基本被國外品牌壟斷

我國機器人關(guān)鍵元部件依賴進口，特別是在高性能伺服電機和高精密減速器方面的差距尤為明顯，造成國產(chǎn)工業(yè)機器人成本居高不下，嚴重制約了機器人產(chǎn)業(yè)的成熟與國際競爭力的形成。由于機器人產(chǎn)業(yè)科研水平較為滯后，核心零部件技術(shù)含量低，我國廠商生產(chǎn)的機器人大多只能用于一般機械加工和裝配等精度要求不高的領(lǐng)域，而在汽車、電子等機器人應(yīng)用較為成熟的領(lǐng)域，市場基本被國外品牌（如ABB、庫卡、安川等）壟斷。此外，創(chuàng)新能力不足，也制約了機器人市場的擴展。我國工信部發(fā)布的《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016—2020年）》中明確要求要大力發(fā)展機器人關(guān)鍵零部件，強化產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力，以提升我國機器人的競爭力，為《中國制造2025》服務(wù)。

3 機器人的發(fā)展前景展望

目前，我國機器人產(chǎn)業(yè)正處于蓬勃發(fā)展的狀態(tài)，各類機器人正快速發(fā)展。工業(yè)機器人作為制造業(yè)皇冠頂端的明珠，其性能優(yōu)勢決定了其在工業(yè)生產(chǎn)中的優(yōu)勢地位。近年來，隨著經(jīng)濟危機陰影的消退，工業(yè)機器人的生產(chǎn)需求量不斷上升，市場銷量也保持快速增長。未來，一方面由于我國勞動力人口不斷減少，對勞動力需要不斷提升，會增加對工業(yè)機器人的需求；另一方面隨著產(chǎn)品加工精度不斷提高等，也會提升對工業(yè)機器人的需求。對于服務(wù)機器人，有機構(gòu)預(yù)測未來服務(wù)機器人將像家用電器一樣普及，它將大量進入人們的生活，走進千家萬戶[3]。特別是隨著我國人口老齡化加速，未來醫(yī)療服務(wù)機器人、陪伴機器人等的需要有可能會出現(xiàn)爆炸式增長。憑借其重要的戰(zhàn)略意義，未來軍事機器人也將越來越受到重視，其智能化將會越來越高。軍事機器人本身也將會呈現(xiàn)“兩級分化”的發(fā)展趨勢。一方面，為滿足新形勢下急難險重任務(wù)的需求，提高工作效率，未來軍事機器人將越來越偏向大型化；另一方面，為提高隱蔽性，方便士兵攜帶，未來軍事機器人將越來越小，呈微型化發(fā)展。

4 結(jié)語

隨著機械和自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，機器人已經(jīng)深入到了工業(yè)、服務(wù)業(yè)、軍事等多領(lǐng)域當中，但我國機器人的發(fā)展受到了科研水平落后、核心零部件技術(shù)含量低、國外品牌壟斷市場的制約，還存在很多問題。但在我國對各類機器人巨大需求的推動下，未來機器人在我國將會高速發(fā)展，我們也相信我國機器人產(chǎn)業(yè)的競爭力一定能夠快速提升，為《中國制造2025》打下堅實的基礎(chǔ)，為“中國夢”的實現(xiàn)做出應(yīng)有的貢獻。

參考文獻

[1] 李烈.我國工業(yè)機器人發(fā)展現(xiàn)狀淺談[J].科技致富向?qū)В?011（5）：56-57.

[2] 倪自強，王田苗，劉達.醫(yī)療機器人技術(shù)發(fā)展綜述[J].機械工程學報，2015（13）：45-52.

[3] 王俊卿.服務(wù)機器人競爭格局及未來發(fā)展趨勢[J].科技傳播，2016（2）：194-196.