現階段工業(yè)機器人乃至服務(wù)機器人發(fā)展得并不理想的原因之一，就是沒(méi)有跟人融合在一起，而機器人發(fā)展的下一個(gè)階段，人機共融的模式將成為主流，制造服務(wù)將成為新的業(yè)態(tài)。

變“主仆關(guān)系”為“伙伴關(guān)系”的人機共融機器人，或是機器人制造產(chǎn)業(yè)下一個(gè)突破口。

機器人足球場(chǎng)上，一個(gè)機器人“隊員”仰面摔倒在地。只見(jiàn)它兩只腳撐地、腰部發(fā)力，企圖挺著(zhù)“爬”起來(lái)，笨拙的樣子讓人著(zhù)急?！昂觅M勁啊，還能這樣站起來(lái)?！眹^(guān)的一位小朋友忍不住喊道。

這是《中國科學(xué)報》記者近日在2018Robot Cup機器人世界杯開(kāi)幕式上看到的一幕。同行的一位記者朋友半開(kāi)玩笑地評論說(shuō)：“機器替代人的事情可以先不用擔心了?！?/p>

“機器人的發(fā)展還有很多不足。比如現在特別需要的高層建筑擦玻璃機器人、船舶焊接機器人、飛機裝配機器人等，都還沒(méi)有真正實(shí)現?！痹谕谂e辦的2018國家機器人發(fā)展論壇上，中國工程院院士王天然舉例說(shuō)，不僅工業(yè)機器人，現如今“大部分服務(wù)機器人都只是個(gè)玩具”，需要進(jìn)一步尋求技術(shù)上的突破。

在諸多醞釀著(zhù)突破的領(lǐng)域中，王天然認為，變“主仆關(guān)系”為“伙伴關(guān)系”的人機共融機器人，或是機器人制造產(chǎn)業(yè)下一個(gè)突破口。

人機共融將成為主流

在國家機器人發(fā)展論壇的主題演講中，王天然提到，當前有相當多的勞動(dòng)密集型工業(yè)產(chǎn)業(yè)，一直在喊著(zhù)機器換人、黑燈工廠(chǎng)，但實(shí)際上，最終的結果并不是很理想。

“相當多的勞動(dòng)密集型的工作，機器人未必能夠勝任?！彼e例說(shuō)，富士康公司曾經(jīng)希望用100萬(wàn)臺機器人代替人工，但最終發(fā)現，很多工作機器人代替不了?！按送?，包括風(fēng)靡全球的‘再制造’產(chǎn)業(yè)，也都是‘手工作坊’——把發(fā)動(dòng)機拆下來(lái)、洗凈油污、維修翻新，并沒(méi)有現成的規律可循?！?/p>

王天然認為，現階段工業(yè)機器人乃至服務(wù)機器人發(fā)展得并不理想的原因之一，就是“沒(méi)有跟人融合在一起”，而機器人發(fā)展的下一個(gè)階段，“人機共融的模式將成為主流”，制造服務(wù)將成為新的業(yè)態(tài)。

機器人走向人機共融有其必然。當前，機器人主要有工業(yè)機器人、服務(wù)機器人和特種機器人三大類(lèi)。其中，工業(yè)機器人在3C裝配制造、物流倉儲搬運以及農副產(chǎn)品制造等領(lǐng)域應用最廣；服務(wù)機器人則在機器人助理、聊天和陪護等領(lǐng)域有著(zhù)很大的市場(chǎng)空間；特種機器人的主要應用市場(chǎng)是智能汽車(chē)、無(wú)人機、醫療手術(shù)和金融交易決策等領(lǐng)域。

盡管想象空間巨大，但現實(shí)中的機器人與人們期望值還有很大的差距。中國科學(xué)院自動(dòng)化所研究員喬紅告訴記者，一方面，機器人融合了多個(gè)學(xué)科體系，需要整合軟件、硬件等方面的不同知識，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)非常困難，需要大規模的研發(fā)團隊和很長(cháng)的研發(fā)周期，要進(jìn)入市場(chǎng)就要花更多時(shí)間。另一方面，目前工業(yè)機器人大多在結構化的環(huán)境中工作，服務(wù)機器人只能完成一些簡(jiǎn)單任務(wù)，特種機器人還要依靠遙控完成特定工作。

“有人預言人機共融機器人Cobot從Robot演化而來(lái)，將在2025年以后成為機器人中的主流，未來(lái)還將衍生出大量新的工作領(lǐng)域，帶來(lái)更大的發(fā)展機會(huì )?！蓖跆烊徽f(shuō)，Cobot的使命不是取代人，而是響應環(huán)境、要靈活、與人合作?！叭藱C關(guān)系的改變，將成為一個(gè)新的突破?！?/p>

人機共融助力智能制造

在國家機器人論壇上，德國菲尼克斯電氣（中國）公司副總裁杜品圣在題為《人工智能助力機器人行業(yè)的發(fā)展》的演講中提到，在人機共融機器人時(shí)代，人工智能將扮演重要角色。

“人工智能是按照人的器官功能，如模擬人的眼睛、耳朵、大腦等機能進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究，沒(méi)有這些，機器人不會(huì )成為實(shí)現智能制造的有力武器?！倍牌肥フf(shuō)，在過(guò)去的十年里，人工智能一直在對制造業(yè)起提升作用。正如德國人工智能研究中心教授Wahlster所言，如果沒(méi)有人工智能，就不可能充分實(shí)現工業(yè)4.0。

杜品圣告訴記者，將智能機器人應用于整個(gè)生產(chǎn)制造鏈，意味著(zhù)更大范疇上的人機共融?！拔磥?lái)的自動(dòng)化制造，不是機器換人、工廠(chǎng)無(wú)人、機器造人，而是機器助人、工廠(chǎng)要人、智能學(xué)人?！彼e例說(shuō)，比如，人同時(shí)操控多個(gè)機器人協(xié)同工作，可以提高效率、增加靈活性；人與機器人協(xié)調互動(dòng)，不僅將提高機器人的加工精度和加工速度，還能增強機器人的自學(xué)習功能。

“未來(lái)，人機共融機器人系統，還將進(jìn)一步利用專(zhuān)家系統和最優(yōu)決策系統，開(kāi)發(fā)新一代智能機器人?！倍牌肥ケ硎?。

今年3月，有媒體報道浙江義烏“世界杯訂單”機器換人的問(wèn)題，指出工廠(chǎng)并未找到適合中小規模工廠(chǎng)的柔性換線(xiàn)方案，認為“機器換人后的效率并不明顯”。

“這說(shuō)明僅依靠傳統的工業(yè)機器人已經(jīng)不能勝任人們對效率提升的要求，感知型機器人或協(xié)作機器人市場(chǎng)潛力巨大?！泵赖募瘓F電機技術(shù)研究高級工程師龔黎明認為，協(xié)作機器人以其安全、低成本、易于上手的使用方式和較低的改造成本，特別適用于以小批量、定制化為主的中小型企業(yè)?！伴L(cháng)期來(lái)看人機協(xié)作是方向，人機融合機器人市場(chǎng)潛力巨大?！?/p>

關(guān)鍵部件亟待國產(chǎn)化

在跟上機器人發(fā)展新趨勢的同時(shí)，龔黎明提醒，我國工業(yè)機器人目前國產(chǎn)化率不足30%，大量進(jìn)口自日本和德國，特別是在成本占比約70%的伺服驅動(dòng)系統、控制器、減速器三大核心部件上，亟待實(shí)現國產(chǎn)化替代。

“我國在‘中國制造2025’戰略中制定了在2020年實(shí)現50%的工業(yè)機器人國產(chǎn)化的目標，目前來(lái)看，形勢不容樂(lè )觀(guān)?！饼徖杳髡f(shuō)，國產(chǎn)化的關(guān)鍵是三大核心部件的國產(chǎn)化，但現在除國產(chǎn)控制器較為成熟、是機器人關(guān)鍵核心部件中與國外差距最小的零部件之外，2017年的統計數據顯示，國外品牌占據了中國交流伺服市場(chǎng)80%左右的市場(chǎng)份額，高端市場(chǎng)國內企業(yè)整體份額不足10%；國產(chǎn)品牌減速器占國內市場(chǎng)不到20%。

“我國低水平重復建設的隱患初步顯現，小、散、弱等問(wèn)題仍未得到根本改變?！饼徖杳鞲嬖V記者，除了在機器人成本結構中比重較大的減速機、伺服驅動(dòng)系統、控制器都嚴重依賴(lài)進(jìn)口之外，機器人的頂層架構設計和基礎技術(shù)也被發(fā)達國家控制，“國產(chǎn)機器人并不具備顯著(zhù)成本優(yōu)勢”。

關(guān)鍵核心技術(shù)是利器?！鞍l(fā)達國家不會(huì )輕易向中國轉移或授權機器人核心技術(shù)、專(zhuān)利，我國機器人企業(yè)通過(guò)參與國際標準制定、技術(shù)合作研發(fā)進(jìn)入中高端市場(chǎng)的阻礙還未完全掃除?！饼徖杳髡J為，在中美貿易戰背景下，我國應該看到通信行業(yè)的前車(chē)之鑒，在制備預案的同時(shí)，正視我國在工業(yè)機器人領(lǐng)域的問(wèn)題，認真發(fā)展國產(chǎn)機器人產(chǎn)業(yè)。

摘自《中國科學(xué)報》