智能機(jī)器人“三足鼎立”不會遙遠(yuǎn)

　　從《星球大戰(zhàn)》的“阿圖”到《終結(jié)者》的“液態(tài)機(jī)器人t1000”，機(jī)器人一直帶給人們無限遐想。時至今日，這些思想和理論的種子正在萌發(fā)。

　　我國對于智能機(jī)器人的研究和應(yīng)用一直以前瞻性視野給予高度重視。1986 年，我國就把智能機(jī)器人列為“國家高技術(shù)發(fā)展計劃”自動化領(lǐng)域的兩個主題之一?？萍疾孔钚掳l(fā)布的重點研發(fā)計劃中，智能機(jī)器人重點專項也位列其中。

　　邊界持續(xù)拓展

　　機(jī)器人按照預(yù)期用途可以分為工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人。國際機(jī)器人聯(lián)盟（ifr）也采用了類似的機(jī)器人分類。與國際上略有不同，我國傳統(tǒng)上按工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人和特種機(jī)器人劃分。

　　機(jī)器人研究涉及材料、機(jī)構(gòu)、驅(qū)動、傳感、控制、計算機(jī)、人工智能等多學(xué)科，是典型的交叉學(xué)科研究領(lǐng)域。機(jī)器人技術(shù)在汽車制造、搬運碼垛等大型制造企業(yè)已獲得大規(guī)模成熟應(yīng)用。近20年來，針對醫(yī)療、教育、娛樂、勘探勘測、救災(zāi)救援等多樣化需求，機(jī)器人技術(shù)的邊界不斷拓展、內(nèi)涵不斷豐富。

　　工業(yè)機(jī)器人對高速度、高精度、重載荷、智能化、協(xié)同作業(yè)的極致追求仍未改變，同時協(xié)作型工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展使人機(jī)安全、自然交互得到格外重視。服務(wù)機(jī)器人對極端、動態(tài)、未知、非結(jié)構(gòu)化復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性、感知與理解、學(xué)習(xí)與決策、控制與協(xié)作、自然交互等一直是研究重點。而新型智能材料、人工智能技術(shù)的快速發(fā)展不僅為服務(wù)機(jī)器人帶來了新的研究思路，也提出了更具挑戰(zhàn)性的技術(shù)難題。

　　市場應(yīng)用潛力巨大

　　據(jù)中國電子學(xué)會的報告，2018 年，全球機(jī)器人市場規(guī)模將達(dá)298.2 億美元，其中工業(yè)機(jī)器人占比56%，服務(wù)機(jī)器人占比31%，特種機(jī)器人占比13%。我國2018 年機(jī)器人市場規(guī)模將達(dá)87.4 億美元，其中工業(yè)機(jī)器人占比71%，服務(wù)機(jī)器人占比21%，特種機(jī)器人占比8%。

　　工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用集中在汽車、電子、金屬制品、橡膠和塑料等行業(yè)。大負(fù)載的傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人多用于大批量、標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品的高效生產(chǎn)，受行業(yè)影響明顯。而以小批量、定制化、快速迭代的產(chǎn)品為主的中小企業(yè)，對于小負(fù)載機(jī)器人和協(xié)作機(jī)器人有較強(qiáng)需求。協(xié)作機(jī)器人輕巧靈活、操作簡單、價格適當(dāng)，適合在人機(jī)混雜的作業(yè)空間工作，具有良好的增長潛力。

　　服務(wù)機(jī)器人主要產(chǎn)品有家用服務(wù)機(jī)器人、醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人、公共服務(wù)機(jī)器人，深度學(xué)習(xí)、生物特征識別、語音識別、自然語言理解等人工智能技術(shù)的發(fā)展使服務(wù)機(jī)器人的功能和性能逐步提升。醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人、康復(fù)機(jī)器人產(chǎn)品市場規(guī)模也已達(dá)數(shù)十億美元，具有巨大的潛在市場。

　　相比于工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人，特種機(jī)器人目前在市場規(guī)模較小，但其在采掘、建筑、交通、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、消防、防爆、空間探索、軍事等領(lǐng)域具有重要的戰(zhàn)略意義和作用，得到各國政府的高度重視。相信隨著支持力度的提升，未來工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人和特種機(jī)器人三足鼎立的局面不會遙遠(yuǎn)。

　　產(chǎn)業(yè)升級倒逼技術(shù)提升

　　當(dāng)前我國制造業(yè)面臨的現(xiàn)實挑戰(zhàn)不僅為我國智能機(jī)器人研究提出了前沿問題，同時也為我國智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)提供了難得的發(fā)展機(jī)遇和廣闊的施展空間。堅持深耕于不同行業(yè)領(lǐng)域的智能機(jī)器人系統(tǒng)公司將形成創(chuàng)新性的產(chǎn)品和系統(tǒng)，重塑生產(chǎn)流程、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)模式。

　　服務(wù)機(jī)器人市場規(guī)模的增速遠(yuǎn)高于工業(yè)機(jī)器人，是極具潛力的新興產(chǎn)業(yè)。人工智能技術(shù)與個人、公共服務(wù)機(jī)器人的結(jié)合將有望深度切入教育、家電、陪護(hù)等行業(yè)，從而依托服務(wù)機(jī)器人平臺打造新的應(yīng)用生態(tài)。而醫(yī)療、康復(fù)服務(wù)機(jī)器人作為高附加值的智能機(jī)器人產(chǎn)品將改變醫(yī)療和康復(fù)的傳統(tǒng)模式。

　　特種機(jī)器人當(dāng)前市場規(guī)模相對較小，但其作用和意義重大，且未來潛力巨大。繁重的農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)勞動使特種機(jī)器人具有巨大的發(fā)揮空間。

　　機(jī)器人研究是典型的交叉學(xué)科研究，因此，研究人員不僅在自己擅長的材料、機(jī)構(gòu)、驅(qū)動、傳感、控制、計算機(jī)、人工智能等具體方向上要有深厚的研究積累，對于其他相關(guān)學(xué)科研究也應(yīng)具有一定深度的了解，而多學(xué)科的交叉融合、協(xié)作研究將極大促進(jìn)智能機(jī)器人原創(chuàng)性成果的形成。

　　此外，機(jī)器人的行業(yè)應(yīng)用還需要一批既了解機(jī)器人的優(yōu)缺點又了解應(yīng)用需求的項目管理人才及高水平技術(shù)人員。（作者系中國科學(xué)院自動化研究所研究員、博士生導(dǎo)師 王碩）

　　轉(zhuǎn)自：中國科學(xué)報

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