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世界機器人大會特別報道（下） 機器人是20世紀最大的技術發明之一，機器人也可以稱之為制造業皇冠上的明珠�，F在機器人的名氣，無論是從技術上還是從未來戰略上都到了無以復加的高點，但真正機器人發展了半個多世紀，它在市場上的表現又是什么，機器人是名不副實還是名實相符？ 對此，沈陽新松機器人自動化股份公司總裁曲道奎指出，目前為止機器人的擁有量不到200萬臺。而中國一年的汽車產量2000萬臺。機器人作為一種產業或者產品它幾乎可以忽略不計。機器人作為這樣一個重要產品在半個多世紀的保有量不到200萬臺，這與它名氣的差距之大令人驚訝。 全球最大機器人市場趨勢不變 據統計，2009~2014年，世界機器人的快速發展時期，特別是全球金融危機的大背景下，機器人逆勢增長，全球的增長率接近30%，中國的增長率到50%多，接近60%。近幾年進入了機器人快速發展的新階段。這里中國尤為突出，2013年中國成為機器人全球最大市場，2014年中國市場增幅54%，仍然保持全球最大市場。預計未來10年乃至15年，中國一直會保持全球最大機器人市場的趨勢。更關鍵的一點，中國保有的機器人密度和國際平均密度，還沒有達到一半，這說明中國市場潛力巨大。 機器人技術十分重要，但是機器人整個市場表現不理想，成本、價格這是一方面的因素，而真正的因素可能在技術上。曲道奎指出，從市場表現數據可以看到，機器人全球平均密度是在0.62%，中國只達到0.3%。實際上在機器人替代率里，可以忽略不計。因為全球平均99.38%的工作還是人來做，機器人在里面的替代率只有0.6%多一點，在中國99.7%還是人作業。由此可以分析為什么這么大的工作量機器人不能替代，原因在于很多領域因為機器人技術無法支撐，不具備條件。機器人根本不具備替代人工作的條件，而不在于成本和價格，在于產品功能和性能不能滿足真正制造業大批量剛性需求。 機器人技術限制明顯 現在典型的工業機器人，缺少了感知系統。一般的視覺、力覺還有其他感知，現在的機器人都沒有。機器人還缺什么？缺少靈巧性。真正制造業里很大一類工作，特別是勞動密集型工作，幾乎都是靠人的靈巧性，這恰恰是今天機器人所欠缺的。機器人既沒有感知系統，又沒有靈巧的操作系統，按照人類來講，機器人應該是一個嚴重的殘疾人，這樣在人類中基本排除在就業范圍之外，這就是今天機器人的現狀。 今天的機器人只能在結構工作環境下做程序化、規定性的工作。真正需要靈巧性的、或者在需要變通的環境，機器人無能為力。這個問題導致了很大一類工作機器人無法做，包括典型的勞動密集型工作。未來機器人一個重要發展趨勢在于3C（通訊、電子、消費類），而這些領域需要勞動者從事的工作是要用真正的雙手或者手指，做靈巧性的工作，但是機器人做不了。還有一大類特種性的工作，沒有一定規范，機器人也做不了。真正需要勞動力多的行業機器人全部無能為力，分析原因還是技術問題。 智能是機器人技術突破主要方向 還有特種領域機器人的作用。一個是人類的替代、一個是人類能力的拓展，在這個領域現在機器人所做的也是剛剛開始。今天因為眾多技術的限制，使得機器人只是局限在制造業很窄的一部分里，這也回答了為什么今天機器人發展了半個世紀全球只有200萬臺，作為一個產業來講可以說是微乎其微的。針對這個情況，下一步機器人技術突破主要體現在以下幾個方面： 一是機器人的作業能力，從靈巧性入手；二是機器人的自主決策能力要增加；三是機器人的交互能力，不像過去靠編程、靠鍵盤，而是通過其他交互方式，通過這個來解決機器人在復雜環境下的作業，解決機器人與人的共融性，還要解決與作業決策相關的自主意識問題，要重點解決機器人的交互能力問題。這幾個技術突破以后，機器人才會擺脫現在只是作為一種機械設備在專用領域應用的現狀，從而進入廣泛的市場。 曲道奎指出，機器人的智能技術的發展，現在可能要經歷三個階段。第一階段，計算智能�，F在的機器人主要體現在編程、計算，以軌跡計算為主。第二階段，進入感知智能，各種傳感要進來，提高機器人對外部環境的適應性。第三階段，認知智能，這個比較長遠。這三個階段，當下機器人重點發展的是第二階段“感知智能”，可以實現機器人在制造領域或者外部環境的適應性。認知智能還需要長時間的積累，眼前重點需要突破的是感知智能領域。 現在機器人具備兩大屬性，第一個屬性是機器人的機器屬性或者機械屬性，機器人發展到目前重點發展的是這個屬性。第二是人的屬性，智能、智慧、靈巧性。今天機器人正處在一個由機器向人的轉折點上，也就是智能的提升。 產業鏈低端化風險不容忽視 對于中國機器人產業發展現狀，曲道奎客觀地評價指出，現在中國有一定影響力的機器人公司可能有700~800家，這是短短三五年的爆發式發展。中國機器人的量上去了，發展速度上去了，但企業產品的質在哪兒，中國機器人的內涵是什么？ 研究數據表明，中國機器人目前存在的巨大問題包括三個方面，一是機器人技術層面，機器人的復雜程度，多關節機器人國外公司占了90%。二是機器人作業難度，現在機器人更多體現在焊接，在焊接領域國外占了84%。三是行業應用，真正機器人的高端應用主要集中在汽車行業，在這個領域國外公司占了90%。這說明中國機器人在技術層面，也就是機器人的復雜度處于比較大的劣勢，國外企業和技術占據著主導地位。 隨著趨勢的發展，中國將來很可能在產業鏈中處在低端，并逐漸被市場邊緣化，很多主流市場，中國企業可能進不去，這是一個非常重要的問題。從機器人產品來看，我國現在的問題是高端市場產業鏈低端化，市場的邊緣化的風險。 曲道奎指出，中國是全球最大的市場，同時中國也成為了全球機器人競爭最激烈的戰場。中國機器人產業里的企業數量近幾年飛速發展，但質量需要有一個大的提升。中國機器人產業存在三個大的潛在風險，一個是技術，很可能要空心化；二是應用的低端化；三是市場邊緣化。這三大潛在風險，中國的機器人產業、中國機器人企業必須重視起來，要解決好。四是當務之急中國要培育具有國際競爭力的企業。作為一個國家沒有國際級的龍頭企業不可能在國際上占據優勢或者競爭地位。中國政府現在要打造機器人相關的大平臺，研究開發平臺、檢驗檢測平臺，還包括其他的標準平臺，這都是中國機器人產業發展需要支撐的相關平臺。 智能制造拓展機器人應用空間 在曲道奎看來，工業4.0帶來一個新的概念，對產品的重新定義，雖然產品名字沒有改變，但是產品內涵發生了翻天覆地的變化。現在工業4.0要伴生第二次機器革命，這當中典型代表是新機器人。傳統機器人的使命是支撐前三次工業革命，作為大設備的支撐。第四次工業革命必須有新一代機器人支撐，必須滿足物物相連、物物相通，滿足數據、網絡、云這些新的要求，所以就有一個大的變化，我們稱之為新一代機器人。 現在一個智能制造時代已經來臨，這個時代來臨有幾個基本特征：第一，美國的再工業化，美國物聯網的革命，包括歐盟的工業4.0以及日本的復興戰略和日本的機器人新革命，以至中國制造2025，這一切都標志著全球進入了一個新的發展階段。這個階段稱之為大智能的變革，核心是智能。首先在智能制造這個大范疇內需要一個大模式的變革。第二，為支撐智能制造需要有智能設備，它生產的又是智能產品，同時設計手段包括管理手段的數字化、智能化，這是大的系統的變革時代。 機器人今天的現狀是技術不能提供支撐，很多功能、性能滿足不了需求。新一代機器人首先在技術上有了新支撐。包括網絡技術、傳感、大數據、新一代材料等等，在技術上有翻天覆地的變化。新一代機器人的定義擺脫了設備概念，已經成為了人類真正的伙伴，無論在制造業還是日常生活，特殊領域，新的機器人和傳統機器人在內涵、在功能上發生了翻天覆地變化。按照這個定義，未來制造業只是機器人的領域之一，醫療、國防安全、服務生活領域，這才是機器人未來的大空間，未來的大市場，幾萬億美元的市場，是整個機器人市場的新范圍。 機器人產業的機遇大于挑戰 當前，世界各國都把新機器人作為國家發展戰略。機器人是多種高新技術的綜合集成，機器人的發展幾乎代表一個國家綜合技術的發展水平和發展階段。機器人還有一個很大的功能支撐技術，它對制造業、對國防安全、對日常生活有巨大的支撐作用，這是機器人和其他產品的巨大差別。機器人的持續性，任何技術和產品都有它的發展階段和生命周期，但機器人幾乎看不到它的終點，應該是伴隨人類社會的發展而發展和持續。 曲道奎指出，過去機器人和人必須要獨立、分離，現在利用感知系統，機器人完全可以跟人進行交互、協同。機器人新的定義或者是重新定義，開辟了機器人發展新的時代，傳統的機器人我們認為從技術層面已經走到盡頭，但是機器人的產品還會持續十年、十五年，因為中國產業的發展與國際發展相比，具有一定的錯位和滯后性。機器人現在已經不單單是在制造業，已經進入人類生活的各個領域。更關鍵的一點，現在傳統的機器人已經進入到低附加值的時代。我國現在正處在機器人轉折的關鍵轉折點上，傳統機器人需要升級換代，新的機器人產品逐漸成熟進入市場。相信中國機器人產業的機遇要遠遠大于挑戰。
●相關報道 機器人技術：科學與工程的融合 IEEE自動化與機器人學會主席RajaChatila認為，機器人是一個比較特殊的領域，它實現了科學與工程的融合。它們可以替代人類在非常復雜、有害的環境中工作，并且可以提供幫助，協助人類在家里、在工作場所，協助人類尤其是殘障人士，并可以實現人類的復健等，這都是非常好的應用。那么如何才能讓這些功能更加高效并拓展到真實世界當中呢？ 對于機器人來講，它們是如何做到的呢？通過建立一個大腦模型，可以實現在科學以及工程之間的連接融合，因為可以使用來自于最新的在科學當中的發現，建立更好的機器人系統，同時這一點是很重要的，使用機器人系統，更好地去理解或者設計一些數學的模型，去解釋到底人類的大腦中，在自然世界當中發生了什么。 通過研究人類控制學，還有對于人類的步態以及動作的控制，可以更好地理解如何進行仿人機器人設計，讓它能夠在不同的限制和環境中完成更加復雜的工作，實現全面的身體控制，也就是實現走動，以及實現日常的人類能夠做出的動作的模擬，操縱物體，并且能夠將不同程度的自由度和觸動器結合在一起，先進系統的代表控制不同程度的自由度，將自由度集成到一個全面控制并且能夠非常流暢的一個架構當中去。 另外一個重要的部分，對于機器人來講它和生物都是有可能會出問題或者造成損害的。所以讓機器人能夠進行適應和在破壞后的重新配置，讓它能夠像人或者生物一樣能進行自我修復。 此外，如何理解環境，如何理解周圍的環境、如何理解要操縱的物體？人類試圖理解周圍的物體，不僅對它們進行觀察同時對它們進行操縱。對于觀察和操縱就意味著觀感以及行動，這些都可以集成在一起，機器人能夠理解周圍的物體的承受性，不僅是看起來是怎么樣的，還要真正理解它周圍所處的環境。 RajaChatila指出，機器人和人類一樣它們彼此必須要進行互動也要與人類進行互動，這是非常重要的一個問題，機器人需要幫助人類做一些行動，完成一些工作，它們必須和人類進行有效互動，而且機器人必須要能夠去計劃它們的行動，要能夠對人類做出響應。 正因為如此，機器人必須和人類有共同點，共同的完成任務。共同點意味著它們能夠了解人類的一些指令，了解人類希望它們做些什么，這樣它們可以高效的和人類互動，而且對于人類合作伙伴來說，機器人的行動必須讓人類感到舒服，這也是人類和機器人之間互動的基礎。這種互動還有設身處地為他人著想非常重要，從這里我們能夠看到人類和機器人有共同的一些任務，機器人幫助人類清理桌子，人會將一些物體放到機器人手中，因此機器人和人類必須在共同完成任務時相互幫助。這是基于共同行動理論的。這個理論是來自哲學家和心理學家的，他們研究了人的行動和與人的互動。要進行互動，當然人所要做的事情會減少，因為人類希望機器人能夠幫助做事情，而不僅僅是和人類共同完成工作。 RajaChatila指出，來自工程學和神經學當中的一些理論和模型是彼此的相互補充，能夠促進彼此的增長和發展，促進了機器人系統的進一步發展，能夠促進機器人進行很好地控制或者更好的感知，做出更好的決定，學習與人類進行互動，同時可以使機器人更好地了解自然的流程，可以把科學和機械學進行整合。機器學不僅僅是對于神經學的應用來說是非常獨特的，機器人學也是一個非常獨特的領域，它可以把科學和工程結合在一起，可以讓我們了解到我們的生活、了解到人類。同時在工程學方面我們創建機器，這些機器可以促進人類進一步發展，能把科學和工程在機器人身上合二為一、融為一體。（楊明） ●工業機器人是智能制造的重要組成部分，而“中國制造2025”為機器人產業開辟廣闊成長空間，因為工業機器人規�；瘧檬菍崿F智能制造的前提。 |
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