來(lái)源：中國工業(yè)報

　　機器人是20世紀最大的技術(shù)發(fā)明之一，機器人也可以稱(chēng)之為制造業(yè)皇冠上的明珠?，F在機器人的名氣，無(wú)論是從技術(shù)上還是從未來(lái)戰略上都到了無(wú)以復加的高點(diǎn)，但真正機器人發(fā)展了半個(gè)多世紀，它在市場(chǎng)上的表現又是什么，機器人是名不副實(shí)還是名實(shí)相符？

　　對此，沈陽(yáng)新松機器人自動(dòng)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(wàn)臺。而中國一年的汽車(chē)產(chǎn)量2000萬(wàn)臺。機器人作為一 種產(chǎn)業(yè)或者產(chǎn)品它幾乎可以忽略不計。機器人作為這樣一個(gè)重要產(chǎn)品在半個(gè)多世紀的保有量不到200萬(wàn)臺，這與它名氣的差距之大令人驚訝。

　　全球最大機器人市場(chǎng)趨勢不變

　　據統計，2009~2014年，世界機器人的快速發(fā)展時(shí)期，特別是全球金融危機的大背景下，機器人逆勢增長(cháng)，全球的增長(cháng)率接近30%，中國的增 長(cháng)率到50%多，接近60%。近幾年進(jìn)入了機器人快速發(fā)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(chǎng)，2014年中國市場(chǎng)增幅 54%，仍然保持全球最大市場(chǎng)。預計未來(lái)10年乃至15年，中國一直會(huì )保持全球最大機器人市場(chǎng)的趨勢。更關(guān)鍵的一點(diǎn)，中國保有的機器人密度和國際平均密 度，還沒(méi)有達到一半，這說(shuō)明中國市場(chǎng)潛力巨大。

　　機器人技術(shù)十分重要，但是機器人整個(gè)市場(chǎng)表現不理想，成本、價(jià)格這是一方面的因素，而真正的因素可能在技術(shù)上。曲道奎指出，從市場(chǎng)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(shí)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(lái)做，機器 人在里面的替代率只有0.6%多一點(diǎn)，在中國99.7%還是人作業(yè)。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(lǐng)域因為機器人技術(shù)無(wú) 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(jià)格，在于產(chǎn)品功能和性能不能滿(mǎn)足真正制造業(yè)大批量剛性需求。

　　機器人技術(shù)限制明顯

　　現在典型的工業(yè)機器人，缺少了感知系統。一般的視覺(jué)、力覺(jué)還有其他感知，現在的機器人都沒(méi)有。機器人還缺什么？缺少靈巧性。真正制造業(yè)里很大一 類(lèi)工作，特別是勞動(dòng)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(méi)有感知系統，又沒(méi)有靈巧的操作系統，按照人類(lèi)來(lái)講，機器人 應該是一個(gè)嚴重的殘疾人，這樣在人類(lèi)中基本排除在就業(yè)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(huán)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(huán)境，機器人無(wú)能為力。這個(gè)問(wèn)題導致了很大一類(lèi) 工作機器人無(wú)法做，包括典型的勞動(dòng)密集型工作。未來(lái)機器人一個(gè)重要發(fā)展趨勢在于3C（通訊、電子、消費類(lèi)），而這些領(lǐng)域需要勞動(dòng)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(lèi)特種性的工作，沒(méi)有一定規范，機器人也做不了。真正需要勞動(dòng)力多的行業(yè)機器人全部無(wú)能為力， 分析原因還是技術(shù)問(wèn)題。

　　智能是機器人技術(shù)突破主要方向

　　還有特種領(lǐng)域機器人的作用。一個(gè)是人類(lèi)的替代、一個(gè)是人類(lèi)能力的拓展，在這個(gè)領(lǐng)域現在機器人所做的也是剛剛開(kāi)始。今天因為眾多技術(shù)的限制，使得 機器人只是局限在制造業(yè)很窄的一部分里，這也回答了為什么今天機器人發(fā)展了半個(gè)世紀全球只有200萬(wàn)臺，作為一個(gè)產(chǎn)業(yè)來(lái)講可以說(shuō)是微乎其微的。針對這個(gè)情 況，下一步機器人技術(shù)突破主要體現在以下幾個(gè)方面：

　　一是機器人的作業(yè)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(guò)去靠編程、靠鍵盤(pán)，而是通過(guò)其他交互方 式，通過(guò)這個(gè)來(lái)解決機器人在復雜環(huán)境下的作業(yè)，解決機器人與人的共融性，還要解決與作業(yè)決策相關(guān)的自主意識問(wèn)題，要重點(diǎn)解決機器人的交互能力問(wèn)題。這幾個(gè) 技術(shù)突破以后，機器人才會(huì )擺脫現在只是作為一種機械設備在專(zhuān)用領(lǐng)域應用的現狀，從而進(jìn)入廣泛的市場(chǎng)。

　　曲道奎指出，機器人的智能技術(shù)的發(fā)展，現在可能要經(jīng)歷三個(gè)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(jìn)入感知智能，各種傳感要進(jìn)來(lái)，提高機器人對外部環(huán)境的適應性。第三階段，認知智能，這個(gè)比較長(cháng)遠。這三個(gè)階段，當下機器人重點(diǎn)發(fā)展的是第二階段 “感知智能”，可以實(shí)現機器人在制造領(lǐng)域或者外部環(huán)境的適應性。認知智能還需要長(cháng)時(shí)間的積累，眼前重點(diǎn)需要突破的是感知智能領(lǐng)域。

　　現在機器人具備兩大屬性，第一個(gè)屬性是機器人的機器屬性或者機械屬性，機器人發(fā)展到目前重點(diǎn)發(fā)展的是這個(gè)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(gè)由機器向人的轉折點(diǎn)上，也就是智能的提升。

　　產(chǎn)業(yè)鏈低端化風(fēng)險不容忽視

　　對于中國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展現狀，曲道奎客觀(guān)地評價(jià)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(fā)式發(fā)展。中國機器人的量上去了，發(fā)展速度上去了，但企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)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(wèn)題包括三個(gè)方面，一是機器人技術(shù)層面，機器人的復雜程度，多關(guān)節機器人國外公司占了90%。二是機器 人作業(yè)難度，現在機器人更多體現在焊接，在焊接領(lǐng)域國外占了84%。三是行業(yè)應用，真正機器人的高端應用主要集中在汽車(chē)行業(yè)，在這個(gè)領(lǐng)域國外公司占了 90%。這說(shuō)明中國機器人在技術(shù)層面，也就是機器人的復雜度處于比較大的劣勢，國外企業(yè)和技術(shù)占據著(zhù)主導地位。

　　隨著(zhù)趨勢的發(fā)展，中國將來(lái)很可能在產(chǎn)業(yè)鏈中處在低端，并逐漸被市場(chǎng)邊緣化，很多主流市場(chǎng)，中國企業(yè)可能進(jìn)不去，這是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。從機器人產(chǎn)品來(lái)看，我國現在的問(wèn)題是高端市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)鏈低端化，市場(chǎng)的邊緣化的風(fēng)險。

　　曲道奎指出，中國是全球最大的市場(chǎng)，同時(shí)中國也成為了全球機器人競爭最激烈的戰場(chǎng)。中國機器人產(chǎn)業(yè)里的企業(yè)數量近幾年飛速發(fā)展，但質(zhì)量需要有一 個(gè)大的提升。中國機器人產(chǎn)業(yè)存在三個(gè)大的潛在風(fēng)險，一個(gè)是技術(shù)，很可能要空心化；二是應用的低端化；三是市場(chǎng)邊緣化。這三大潛在風(fēng)險，中國的機器人產(chǎn)業(yè)、 中國機器人企業(yè)必須重視起來(lái)，要解決好。四是當務(wù)之急中國要培育具有國際競爭力的企業(yè)。作為一個(gè)國家沒(méi)有國際級的龍頭企業(yè)不可能在國際上占據優(yōu)勢或者競爭 地位。中國政府現在要打造機器人相關(guān)的大平臺，研究開(kāi)發(fā)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(chǎn)業(yè)發(fā)展需要支撐的相關(guān)平臺。

　　智能制造拓展機器人應用空間

　　在曲道奎看來(lái)，工業(yè)4.0帶來(lái)一個(gè)新的概念，對產(chǎn)品的重新定義，雖然產(chǎn)品名字沒(méi)有改變，但是產(chǎn)品內涵發(fā)生了翻天覆地的變化?，F在工業(yè)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(yè)革命，作為大設備的支撐。第四次工業(yè)革命必須有新一代機器人支撐，必須滿(mǎn) 足物物相連、物物相通，滿(mǎn)足數據、網(wǎng)絡(luò )、云這些新的要求，所以就有一個(gè)大的變化，我們稱(chēng)之為新一代機器人。

　　現在一個(gè)智能制造時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，這個(gè)時(shí)代來(lái)臨有幾個(gè)基本特征：第一，美國的再工業(yè)化，美國物聯(lián)網(wǎng)的革命，包括歐盟的工業(yè)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(zhù)全球進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。這個(gè)階段稱(chēng)之為大智能的變革，核心是智能。首先在智能制造這 個(gè)大范疇內需要一個(gè)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(chǎn)的又是智能產(chǎn)品，同時(shí)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(shí)代。

　　機器人今天的現狀是技術(shù)不能提供支撐，很多功能、性能滿(mǎn)足不了需求。新一代機器人首先在技術(shù)上有了新支撐。包括網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、傳感、大數據、新一代 材料等等，在技術(shù)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(jīng)成為了人類(lèi)真正的伙伴，無(wú)論在制造業(yè)還是日常生活，特殊領(lǐng)域，新的機器人和 傳統機器人在內涵、在功能上發(fā)生了翻天覆地變化。按照這個(gè)定義，未來(lái)制造業(yè)只是機器人的領(lǐng)域之一，醫療、國防安全、服務(wù)生活領(lǐng)域，這才是機器人未來(lái)的大空 間，未來(lái)的大市場(chǎng)，幾萬(wàn)億美元的市場(chǎng)，是整個(gè)機器人市場(chǎng)的新范圍。

　　機器人產(chǎn)業(yè)的機遇大于挑戰

　　當前，世界各國都把新機器人作為國家發(fā)展戰略。機器人是多種高新技術(shù)的綜合集成，機器人的發(fā)展幾乎代表一個(gè)國家綜合技術(shù)的發(fā)展水平和發(fā)展階段。 機器人還有一個(gè)很大的功能支撐技術(shù)，它對制造業(yè)、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(chǎn)品的巨大差別。機器人的持續性，任何技術(shù)和 產(chǎn)品都有它的發(fā)展階段和生命周期，但機器人幾乎看不到它的終點(diǎn)，應該是伴隨人類(lèi)社會(huì )的發(fā)展而發(fā)展和持續。

　　曲道奎指出，過(guò)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(jìn)行交互、協(xié)同。機器人新的定義或者是重新定義，開(kāi)辟了機 器人發(fā)展新的時(shí)代，傳統的機器人我們認為從技術(shù)層面已經(jīng)走到盡頭，但是機器人的產(chǎn)品還會(huì )持續十年、十五年，因為中國產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與國際發(fā)展相比，具有一定的 錯位和滯后性。機器人現在已經(jīng)不單單是在制造業(yè)，已經(jīng)進(jìn)入人類(lèi)生活的各個(gè)領(lǐng)域。更關(guān)鍵的一點(diǎn)，現在傳統的機器人已經(jīng)進(jìn)入到低附加值的時(shí)代。我國現在正處在 機器人轉折的關(guān)鍵轉折點(diǎn)上，傳統機器人需要升級換代，新的機器人產(chǎn)品逐漸成熟進(jìn)入市場(chǎng)。相信中國機器人產(chǎn)業(yè)的機遇要遠遠大于挑戰。

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　　機器人技術(shù)：科學(xué)與工程的融合

　　IEEE自動(dòng)化與機器人學(xué)會(huì )主席RajaChatila認為，機器人是一個(gè)比較特殊的領(lǐng)域，它實(shí)現了科學(xué)與工程的融合。它們可以替代人類(lèi)在非常 復雜、有害的環(huán)境中工作，并且可以提供幫助，協(xié)助人類(lèi)在家里、在工作場(chǎng)所，協(xié)助人類(lèi)尤其是殘障人士，并可以實(shí)現人類(lèi)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(shí)世界當中呢？

　　對于機器人來(lái)講，它們是如何做到的呢？通過(guò)建立一個(gè)大腦模型，可以實(shí)現在科學(xué)以及工程之間的連接融合，因為可以使用來(lái)自于最新的在科學(xué)當中的發(fā) 現，建立更好的機器人系統，同時(shí)這一點(diǎn)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(xué)的模型，去解釋到底人類(lèi)的大腦中，在自然世界當中發(fā)生了 什么。

　　通過(guò)研究人類(lèi)控制學(xué)，還有對于人類(lèi)的步態(tài)以及動(dòng)作的控制，可以更好地理解如何進(jìn)行仿人機器人設計，讓它能夠在不同的限制和環(huán)境中完成更加復雜的 工作，實(shí)現全面的身體控制，也就是實(shí)現走動(dòng)，以及實(shí)現日常的人類(lèi)能夠做出的動(dòng)作的模擬，操縱物體，并且能夠將不同程度的自由度和觸動(dòng)器結合在一起，先進(jìn)系 統的代表控制不同程度的自由度，將自由度集成到一個(gè)全面控制并且能夠非常流暢的一個(gè)架構當中去。

　　另外一個(gè)重要的部分，對于機器人來(lái)講它和生物都是有可能會(huì )出問(wèn)題或者造成損害的。所以讓機器人能夠進(jìn)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(jìn)行自我修復。

　　此外，如何理解環(huán)境，如何理解周?chē)沫h(huán)境、如何理解要操縱的物體？人類(lèi)試圖理解周?chē)奈矬w，不僅對它們進(jìn)行觀(guān)察同時(shí)對它們進(jìn)行操縱。對于觀(guān)察和 操縱就意味著(zhù)觀(guān)感以及行動(dòng)，這些都可以集成在一起，機器人能夠理解周?chē)奈矬w的承受性，不僅是看起來(lái)是怎么樣的，還要真正理解它周?chē)幍沫h(huán)境。

　　RajaChatila指出，機器人和人類(lèi)一樣它們彼此必須要進(jìn)行互動(dòng)也要與人類(lèi)進(jìn)行互動(dòng)，這是非常重要的一個(gè)問(wèn)題，機器人需要幫助人類(lèi)做一些行動(dòng)，完成一些工作，它們必須和人類(lèi)進(jìn)行有效互動(dòng)，而且機器人必須要能夠去計劃它們的行動(dòng)，要能夠對人類(lèi)做出響應。

　　正因為如此，機器人必須和人類(lèi)有共同點(diǎn)，共同的完成任務(wù)。共同點(diǎn)意味著(zhù)它們能夠了解人類(lèi)的一些指令，了解人類(lèi)希望它們做些什么，這樣它們可以高 效的和人類(lèi)互動(dòng)，而且對于人類(lèi)合作伙伴來(lái)說(shuō)，機器人的行動(dòng)必須讓人類(lèi)感到舒服，這也是人類(lèi)和機器人之間互動(dòng)的基礎。這種互動(dòng)還有設身處地為他人著(zhù)想非常重 要，從這里我們能夠看到人類(lèi)和機器人有共同的一些任務(wù)，機器人幫助人類(lèi)清理桌子，人會(huì )將一些物體放到機器人手中，因此機器人和人類(lèi)必須在共同完成任務(wù)時(shí)相 互幫助。這是基于共同行動(dòng)理論的。這個(gè)理論是來(lái)自哲學(xué)家和心理學(xué)家的，他們研究了人的行動(dòng)和與人的互動(dòng)。要進(jìn)行互動(dòng)，當然人所要做的事情會(huì )減少，因為人類(lèi) 希望機器人能夠幫助做事情，而不僅僅是和人類(lèi)共同完成工作。

　　RajaChatila指出，來(lái)自工程學(xué)和神經(jīng)學(xué)當中的一些理論和模型是彼此的相互補充，能夠促進(jìn)彼此的增長(cháng)和發(fā)展，促進(jìn)了機器人系統的進(jìn)一步 發(fā)展，能夠促進(jìn)機器人進(jìn)行很好地控制或者更好的感知，做出更好的決定，學(xué)習與人類(lèi)進(jìn)行互動(dòng)，同時(shí)可以使機器人更好地了解自然的流程，可以把科學(xué)和機械學(xué)進(jìn) 行整合。機器學(xué)不僅僅是對于神經(jīng)學(xué)的應用來(lái)說(shuō)是非常獨特的，機器人學(xué)也是一個(gè)非常獨特的領(lǐng)域，它可以把科學(xué)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(lèi)。同時(shí)在工程學(xué)方面我們創(chuàng )建機器，這些機器可以促進(jìn)人類(lèi)進(jìn)一步發(fā)展，能把科學(xué)和工程在機器人身上合二為一、融為一體。