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機器人的研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。機器人主要制造商和國家紛紛加緊布局，搶占技術(shù)和市場制高點。本文將介紹“機器人革命”的五個特征，同時對比五國機器人轉(zhuǎn)型發(fā)展的特征。

機器人的研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。機器人主要制造商和國家紛紛加緊布局，搶占技術(shù)和市場制高點。今明兩年中國將成為全球最大的機器人市場，需要在這一競爭中審時度勢、全盤考慮、抓緊謀劃、扎實推進(jìn)。

“機器人革命”不是一場獨立的革命，而是以數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化為特征的第三次工業(yè)革命的有機組成部分。“機器人革命”從根本上克服了傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)方式下產(chǎn)品成本和產(chǎn)品多樣性之間的沖突，從而推動了從線性產(chǎn)品開發(fā)流程向并行產(chǎn)品開發(fā)流程的轉(zhuǎn)變，使工業(yè)產(chǎn)品性能顯著改善、產(chǎn)品功能極大豐富和產(chǎn)品開發(fā)周期大幅縮減。

從整體上看，“機器人革命”具有如下特征：

第一，智能化成為新一代機器人的核心特征。裝配傳感器和具備人工智能的機器人能自動識別環(huán)境變化，從而減少對人的依賴。未來的無人工廠能根據(jù)訂單要求自動規(guī)劃生產(chǎn)流程和工藝，在無人參與的情況下完成生產(chǎn)。

第二，高速網(wǎng)絡(luò)和云存儲使機器人成為物聯(lián)網(wǎng)的終端和結(jié)點。隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)機器人將更有效地接入網(wǎng)絡(luò)，組成更大的生產(chǎn)系統(tǒng)，多臺機器人協(xié)同實現(xiàn)一套生產(chǎn)解決方案成為可能；服務(wù)機器人和家庭機器人也能通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控；多臺機器人之間的協(xié)作能提供流程更多、操作更復(fù)雜的服務(wù)。

第三，機器人生產(chǎn)成本快速下降。在工業(yè)領(lǐng)域，機器人的技術(shù)和工藝日益成熟，性價比不斷提高，機器人初期投資相對于傳統(tǒng)專用設(shè)備的價格差不斷縮小。雖然在功率和速度上與傳統(tǒng)裝備還存在差距，但機器人在精細(xì)化、柔性化、智能化和信息化方面具有顯著優(yōu)勢，因此在個性化程度較高、工藝和流程繁瑣的產(chǎn)品制造中替代傳統(tǒng)專用設(shè)備具有更高的經(jīng)濟(jì)效率。成本的下降也使得機器人逐漸步入辦公室和家庭。

第四，機器人應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。機器人最初應(yīng)用于模塊化程度較高的汽車、電子產(chǎn)業(yè)，隨著智能化水平的提高，以及能完成更多的復(fù)雜動作，紡織、化工、食品行業(yè)也大量使用機器人。隨著技術(shù)的不斷成熟和勞動力成本提高，工業(yè)機器人的應(yīng)用將擴(kuò)展至整個工業(yè)領(lǐng)域。

第五，人機關(guān)系發(fā)生深刻轉(zhuǎn)變。一方面，計算機的操作系統(tǒng)和控制系統(tǒng)將實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和平臺化，未來可以通過包括手機在內(nèi)的不同端口對機器人發(fā)送指令。另一方面，人與機器人相互協(xié)作完成某一目標(biāo)成為趨勢。技術(shù)成熟將增強人對機器人的信任，人與機器人之間的協(xié)作關(guān)系將進(jìn)一步增強。

美國——引領(lǐng)智能化浪潮，明確提出以發(fā)展工業(yè)機器人提振制造業(yè)

2011年6月，奧巴馬宣布啟動《先進(jìn)制造伙伴計劃》，明確提出通過發(fā)展工業(yè)機器人提振美國制造業(yè)。根據(jù)該計劃，美國將投資28億美元，重點開發(fā)基于移動互聯(lián)技術(shù)的第三代智能機器人。世界技術(shù)評估中心的數(shù)據(jù)顯示，目前美國在工業(yè)機器人體系結(jié)構(gòu)方面處于全球領(lǐng)先地位；其技術(shù)的全面性、精確性、適應(yīng)性均超過他國，機器人語言研究水平更高居世界之首。這些技術(shù)與其固有的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢融合，為機器人智能化奠定了先進(jìn)、可靠的基礎(chǔ)。

以智能化為主要方向，美國企業(yè)一方面加大對新材料的研發(fā)力度，力爭大幅降低機器人自重與負(fù)載比，一方面加快發(fā)展視覺、觸覺等人工智能技術(shù)，如視覺裝配的控制和導(dǎo)航。隨著智能制造時代的到來，美國有足夠的潛力反超日本和歐洲。值得注意的是，以谷歌為代表的美國互聯(lián)網(wǎng)公司也開始進(jìn)軍機器人領(lǐng)域，試圖融合虛擬網(wǎng)絡(luò)能力和現(xiàn)實運動能力，推動機器人的智能化。谷歌在2013年強勢收購多家科技公司，已初步實現(xiàn)在視覺系統(tǒng)、強度與結(jié)構(gòu)、關(guān)節(jié)與手臂、人機交互、滾輪與移動裝置等多個智能機器人關(guān)鍵領(lǐng)域的業(yè)務(wù)部署。若其機器人部門能按照“組織全球信息”的目標(biāo)持續(xù)成長，未來谷歌既可以進(jìn)入迅速成長的智能工業(yè)機器人市場，又能從機器人應(yīng)用中獲取巨量信息來反哺其數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

日本——產(chǎn)業(yè)體系配套完備，政府大力推動應(yīng)用普及和技術(shù)突破

目前，發(fā)那科、安川為代表的日系工業(yè)機器人與歐美系工業(yè)機器人可以分庭抗禮。2012年，受益于下游汽車產(chǎn)業(yè)對工業(yè)機器人的需求大幅增長，日本再次成為全球最大的工業(yè)機器人市場，工業(yè)機器人密度高達(dá)332臺/萬人，為全球最高。日本工業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢在于完備的配套產(chǎn)業(yè)體系，在控制器、傳感器、減速機、伺服電機、數(shù)控系統(tǒng)等關(guān)鍵零部件方面，均具備較強的技術(shù)優(yōu)勢，有力推動工業(yè)機器人朝著微型化、輕量化、網(wǎng)絡(luò)化、仿人化和廉價化的方向發(fā)展。近年來，還呈現(xiàn)出以工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢帶動服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢，并重點發(fā)展醫(yī)療/護(hù)理機器人和救災(zāi)機器人來應(yīng)對人口老齡化和自然災(zāi)害等問題。

日本政府在其中發(fā)揮著重要作用。正式成立于1972年的日本機器人工業(yè)會也發(fā)揮著重要作用。該組織以鼓勵研究與開發(fā)、爭取政府政策支持、主辦博覽會等方式推廣普及工業(yè)機器人。進(jìn)入新世紀(jì)以來，日本政府更加重視對工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2002年，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省開始實施“21世紀(jì)機器人挑戰(zhàn)計劃”，將機器人產(chǎn)業(yè)作為高端產(chǎn)業(yè)加以扶持。2004年，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省推行的“面向新的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)報告”將機器人列為重點產(chǎn)業(yè)，2005年的“新興產(chǎn)業(yè)促進(jìn)戰(zhàn)略”再次將機器人列為七大新興產(chǎn)業(yè)之一。此后，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省借助各類產(chǎn)業(yè)政策扶持機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展成為常態(tài)。日本總務(wù)省、文部科學(xué)省、國土交通省等部門積極實施機器人相關(guān)項目，并通過舉辦“機器人獎”“機器人競賽”等社會活動，推動機器人技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

德國——帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級，政府資助人機交互技術(shù)及軟件開發(fā)

雖然德國稍晚于日本引進(jìn)工業(yè)機器人，但與日本類似，二戰(zhàn)后勞動力短缺和提升制造業(yè)工藝技術(shù)水平的要求，極大地促進(jìn)了德國工業(yè)機器人的發(fā)展。除了應(yīng)用于汽車、電子等技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)外，德國工業(yè)機器人還廣泛裝備于包括塑料、橡膠、冶金、食品、包裝、木材、家具和紡織在內(nèi)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，積極帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級。2011年，德國工業(yè)機器人銷量創(chuàng)歷史新高，并保持歐洲最大多用途工業(yè)機器人市場的地位，工業(yè)機器人密度達(dá)147臺/萬人。