各類機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)況

工業(yè)機(jī)器人成為推動傳統(tǒng)制造業(yè)向數(shù)字化、智能化改造升級的重要技術(shù)。制造業(yè)是一個國家競爭力的重要標(biāo)志，是國民經(jīng)濟(jì)實(shí)體的重要組成部分。2010年，我國的制造業(yè)總產(chǎn)值已經(jīng)超過美國，成為世界制造大國，但還不是制造強(qiáng)國。因?yàn)槲覈圃鞓I(yè)的生產(chǎn)手段落后，很多工業(yè)生產(chǎn)仍然是以低廉勞動力成本為主要競爭手段的勞動密集型產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，技術(shù)含量和產(chǎn)品附加值較低。隨著我國適齡勞動力人口數(shù)量的下降和勞動力成本的提高，人口紅利優(yōu)勢喪失，以低廉勞動力為中心的低端制造模式面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。我國必須加速產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，促進(jìn)從勞動密集型模式向信息化、自動化生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變。目前，我國工業(yè)發(fā)展已進(jìn)入升級轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期，要通過產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型提高我國制造業(yè)的技術(shù)水平，將我國從一個制造大國建設(shè)成為一個制造強(qiáng)國，這是關(guān)系到國家生死存亡的大事。

工業(yè)機(jī)器人作為高端制造裝備的重要組成部分，具有明顯的產(chǎn)業(yè)特征，工業(yè)機(jī)器人是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化和信息化的重要載體，機(jī)器人及以其為主體的自動化成套裝備推動著制造業(yè)由密集型手工作業(yè)向信息化、自動化方向升級，是提升制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量和競爭力的重要路徑，工業(yè)機(jī)器人向數(shù)字化、智能化發(fā)展必將促進(jìn)我國第三次工業(yè)革命的到來。

服務(wù)機(jī)器人技術(shù)是服務(wù)民生科技與老齡化社會的重要技術(shù)保障。我國人口老齡化加劇、殘障人口眾多、社會服務(wù)水平地域差異明顯，這些已成為制約我國社會和諧發(fā)展的突出問題，推動以家政服務(wù)、助老、助殘和醫(yī)療機(jī)器人等為代表的民生科技快速發(fā)展迫在眉睫?！秶抑虚L期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006－2020年）》明確將服務(wù)機(jī)器人作為未來優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略高技術(shù)。2013年我國60歲以上老齡人口數(shù)量達(dá)到2．02億，老齡化水平達(dá)到14．8％，其中失能老人超過4000萬人，老年撫養(yǎng)比達(dá)到21．58％。我國獨(dú)有的家庭結(jié)構(gòu)使傳統(tǒng)家庭養(yǎng)老方式面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，社會養(yǎng)老壓力加大，已成為舉國上下關(guān)注的社會問題。同時，我國殘疾人總數(shù)已達(dá)到8296萬，發(fā)展康復(fù)輔具是幫助殘障人士回歸社會最有效的手段，是國家社會發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。

特種機(jī)器人技術(shù)成為國家戰(zhàn)略資源勘探、公共安全與災(zāi)難救援的不可替代的技術(shù)手段，成為全面融入國計民生的重要支撐技術(shù)。一方面，我國是世界上自然災(zāi)害最為嚴(yán)重的國家之一，僅以地震為例，二十世紀(jì)發(fā)生的破壞性地震占全球1／3，2008年汶川地震造成直接經(jīng)濟(jì)損失超8000億元；此外，我國正處于生產(chǎn)安全事故的高發(fā)期，屢屢發(fā)生的重特大事故更具突發(fā)性、災(zāi)難性和社會危害性，我國每年因各類事故造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)2000億元以上，約占GDP的2％。災(zāi)后應(yīng)急處理救援的復(fù)雜性和技術(shù)性進(jìn)一步增強(qiáng)，如何及時有效地提高救援效率和減少施救人員的傷亡，對災(zāi)后應(yīng)急處理救援技術(shù)的發(fā)展提出了更高和更緊迫的要求，上述情況都使得災(zāi)難救援機(jī)器人起著越來越重要的作用。另一方面，我國社會公共安全面臨更嚴(yán)峻的形勢，國內(nèi)外極端勢力制造的各種恐怖事件時有發(fā)生，爆炸、核、生化成為極端分子制造事件和恐怖威脅的常用手段。對上述危險物品進(jìn)行快速拆除、安全轉(zhuǎn)移成為一個亟待解決的問題，促使反恐防暴機(jī)器人迅猛發(fā)展。

在關(guān)乎國家經(jīng)濟(jì)、科技、國防、社會等發(fā)展戰(zhàn)略的多項(xiàng)重大科技專項(xiàng)／工程的實(shí)施中，機(jī)器人發(fā)揮著不可替代的重要作用，引發(fā)該領(lǐng)域新一輪的全球競爭。在16個國家科技重大專項(xiàng)中，多數(shù)涉及到極端作業(yè)性能（重載、高速、高加速度、高精度等）或極端作業(yè)環(huán)境（真空、微重力、高低溫、核輻射、水下等），對極端作業(yè)機(jī)器人發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)，如載人航天專項(xiàng)中空間站機(jī)械臂和月球車、IC專項(xiàng)的高速工件臺和晶片傳輸機(jī)器人、NC專項(xiàng)中的（航空、航天、船舶、汽車）制造機(jī)器人化成套工藝裝備、壓水堆及氣冷堆核電站專項(xiàng)中的核電（運(yùn)行、維護(hù)、應(yīng)急處理等）機(jī)器人、激光約束核聚變專項(xiàng)中的精密定位和靶操作機(jī)器人等。在其他關(guān)乎國家發(fā)展戰(zhàn)略的海洋、極地、新能源等的重大科技發(fā)展戰(zhàn)略中，如海底（油氣、可燃冰、礦產(chǎn)等）資源機(jī)器人化開采裝備亟待突破；機(jī)器人遠(yuǎn)程操作技術(shù)被列為國際磁約束核聚變（ITER）專項(xiàng)的核心技術(shù)之一；南極全天候機(jī)器人無人值守科考站成為我國總體技術(shù)實(shí)力的一個綜合展現(xiàn)等，機(jī)器人技術(shù)都有效支撐了國家重大專項(xiàng)／工程的順利實(shí)施，發(fā)揮著不可替代的作用。

當(dāng)代機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)與趨勢

當(dāng)前，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)和趨勢是智能化以及人與機(jī)器人的交互共融。智能化是機(jī)器人發(fā)展的第三個階段，具有感知功能和自主行為控制功能的機(jī)器人成為發(fā)展趨勢，在復(fù)雜、未知非結(jié)構(gòu)環(huán)境下的環(huán)境感知和認(rèn)知、自主決策和行為控制成為智能機(jī)器人發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。與人共融是新一代機(jī)器人的共性特征。傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的工作空間與人相隔離，采用預(yù)編程控制和示教盒交互方式，且無安全保障。新一代機(jī)器人與人工作在同一個自然空間內(nèi)，協(xié)調(diào)合作緊密，需要與人進(jìn)行自然交互，從而確保機(jī)器人工作的安全性。

為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與人的交互共融，需要解決環(huán)境理解、智能控制、行為安全和人機(jī)交互等問題。其中，環(huán)境理解問題包括機(jī)器人對自然、不可預(yù)知和復(fù)雜動態(tài)環(huán)境的感知和理解；智能控制問題就是機(jī)器人在目標(biāo)及任務(wù)更加多樣化、操作靈活性更高、人機(jī)合作程度更深、過程更加復(fù)雜多變情況下的智能決策與控制；行為安全問題包括機(jī)器人與人在物理界限消失、緊密接觸、密切配合情況下確保人—機(jī)—物安全的技術(shù)；人機(jī)交互問題包括機(jī)器人與人之間能夠相互適應(yīng)且具有智能、魯棒、友好、安全等特點(diǎn)的人機(jī)交互技術(shù)。

中國的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

我國已成為世界最大的機(jī)器人需求市場，產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景巨大，這為我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)帶來了前所未有的機(jī)遇和發(fā)展原動力。據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會（IFR）統(tǒng)計，我國每年新增進(jìn)口工業(yè)機(jī)器人裝機(jī)量平均以25％的速度迅猛增長，遠(yuǎn)超過全球范圍內(nèi)工業(yè)機(jī)器人10％的增長速度，2012年我國工業(yè)機(jī)器人裝機(jī)量新增2．3萬臺，已經(jīng)成為世界最大的工業(yè)機(jī)器人需求市場。作為衡量一個國家自動化水平的基準(zhǔn)，每萬名產(chǎn)業(yè)工人所擁有的工業(yè)機(jī)器人數(shù)量，2012年我國為23臺，不足國際平均水平（58臺）的1／2，表明我國制造業(yè)自動化程度距制造業(yè)強(qiáng)國尚有約10倍以上的增長空間，預(yù)計到2020年達(dá)到目前世界發(fā)達(dá)國家機(jī)器人裝機(jī)密度中等水平，需增加機(jī)器人裝機(jī)量130萬臺，直接增加產(chǎn)值達(dá)2500億元，帶動配套系統(tǒng)產(chǎn)值將超過7500億元，支撐成套系統(tǒng)的產(chǎn)值將高達(dá)約2．5萬億元。

服務(wù)機(jī)器人正在成為機(jī)器人領(lǐng)域最具潛力的增長點(diǎn)，2011年度全球服務(wù)機(jī)器人銷量約為250萬臺，市場總值超過42億美元，正在以20％～30％的速度增長，到2015年銷售額將達(dá)到85億美元。預(yù)計到2030年，我國個人／家用服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)值將達(dá)到2000億元，醫(yī)療、助老助殘、娛樂等服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)值將達(dá)到6000億元。特殊環(huán)境服役機(jī)器人是一個重要的產(chǎn)業(yè)方向，僅以水下機(jī)器人為例，2020年我國水下作業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品將達(dá)到300臺套，基本滿足我國海洋資源開發(fā)的需要，直接形成100億～200億元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。中國特定的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、社會需求將產(chǎn)生與之相適應(yīng)的機(jī)器人需求結(jié)構(gòu)，為我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了巨大市場機(jī)遇，成為我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的原動力。

我國在20世紀(jì)80年代將機(jī)器人技術(shù)列入國家科技發(fā)展計劃，30多年來，已經(jīng)形成了一支具有較強(qiáng)創(chuàng)新能力的機(jī)器人研發(fā)隊(duì)伍。在工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人和特種機(jī)器人等方面取得了許多標(biāo)志性的研究成果，在技術(shù)上中國已具備生產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的能力：（1）成功研制出全系列工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品，包括6公斤、10公斤、20公斤、50公斤到165公斤、180公斤、210公斤、300公斤和400公斤的系列化工業(yè)機(jī)器人，中國多家企業(yè)具備了一定規(guī)?；纳a(chǎn)能力，并進(jìn)行了小批量生產(chǎn)；（2）中國工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用正在快速擴(kuò)展，應(yīng)用在汽車焊接線、鍛壓、噴涂、折彎、數(shù)控機(jī)床上下料、碼垛和搬運(yùn)等工業(yè)領(lǐng)域；（3）中國工業(yè)機(jī)器人核心部件初見成效。RV、諧波減速器、伺服電機(jī)、控制器等基礎(chǔ)部件的性能指標(biāo)達(dá)到國外同類水平，形成小批量生產(chǎn)能力，并在多個型號中國工業(yè)機(jī)器人中得到初步應(yīng)用。我國制造的數(shù)百臺工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)用于汽車工業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)中。目前中國具有四百多家工業(yè)機(jī)器人制造企業(yè)和系統(tǒng)集成企業(yè)，其中88％是系統(tǒng)集成企業(yè)。但是我國還沒有如安川、KUKA、ABB、FANUK等那樣的世界巨頭機(jī)器人公司的機(jī)器人制造企業(yè)。

中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展之探索

對于中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，應(yīng)該注意以下幾個方面。

（1）中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要遵循市場為導(dǎo)向的原則。中國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)要走向成功，就一定要從中國機(jī)器人市場需求出發(fā)，深入調(diào)查研究，只要產(chǎn)品對路，產(chǎn)品具有性價比優(yōu)勢，就可以贏得用戶支持，逐步擴(kuò)大市場，將工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)逐漸做大做強(qiáng)。雖然在汽車行業(yè)和電子行業(yè)，國外幾家機(jī)器人廠家已經(jīng)占領(lǐng)了很大的市場，但是中國存在大量的低端勞動密集型制造企業(yè)，這些企業(yè)對工業(yè)機(jī)器人的需求迫切，存在大面積的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的空白區(qū)。中國制造業(yè)對工業(yè)機(jī)器人的需求量大、面廣，這為我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)提供了一個非常大的發(fā)展空間。

（2）中國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)要通過技術(shù)創(chuàng)新走出一條新路。基礎(chǔ)部件是制約我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸技術(shù)，目前我國的機(jī)器人關(guān)鍵基礎(chǔ)部件，如伺服電機(jī)和精密減速器等，大部分依賴進(jìn)口，造成國產(chǎn)機(jī)器人產(chǎn)品的生產(chǎn)成本居高不下，缺乏國際競爭力。因此，我國需要加強(qiáng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的合理、有序布局，在培育更多機(jī)器人應(yīng)用工程集成商的同時，加快機(jī)器人關(guān)鍵基礎(chǔ)部件的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。另外，中國機(jī)器人需求市場非常巨大，種類五花八門，特殊的用途和環(huán)境要求機(jī)器人具備特殊的功能和性能，例如打磨機(jī)器人需要具備柔順機(jī)構(gòu)和順應(yīng)控制功能，特種機(jī)器人要求機(jī)器人具備在極端作業(yè)環(huán)境下的適應(yīng)能力，這些都可能成為技術(shù)創(chuàng)新的方向。目前正處在一個信息時代，我們應(yīng)該強(qiáng)化創(chuàng)新驅(qū)動，通過在機(jī)器人示教、柔順、跟蹤、網(wǎng)絡(luò)、感知、智能等方面的技術(shù)創(chuàng)新，提高機(jī)器人的智能化水平和作業(yè)水平，制造出適應(yīng)中國市場需求的高性價比機(jī)器人。

（3）實(shí)行官產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合，整合創(chuàng)新資源，促進(jìn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。中國工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)由研究階段進(jìn)入到產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用階段，在這一階段，應(yīng)以企業(yè)為主導(dǎo)，通過官產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合，大力推進(jìn)中國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。政府應(yīng)做好頂層設(shè)計和政策引導(dǎo)，制定有利于發(fā)展工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的稅收與激勵政策制度，防止低水平重復(fù)和資源浪費(fèi)，培育優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和名牌企業(yè)。調(diào)動廣大產(chǎn)業(yè)界和科技界人士的積極性，實(shí)現(xiàn)我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的有序和可持續(xù)發(fā)展。