机器人已成为世界各国必争前沿技术

■李雨、倪思杰，本报见习记者

晚上，工厂大楼。黑暗中，有“光点”一个接一个地闪烁。他们要么忙着挥舞“手臂”，要么沿着固定的路线来回穿梭，一步一步地完成各种任务。他们是“工人”，每天24小时工作，没有任何额外的报酬或抱怨。未来的工厂车间可能就是这样一个场景。

商场、展台。一位顾客在机器人摊位前停留了很长时间。"你想要一个机器人来帮你做家务吗？"“那要看要花多少钱。这太高了，我负担不起。”他直接回答了记者的问题。

在本世纪新一轮科技游戏中，机器人技术已经成为各国角力的焦点之一，并成为国家战略和经济发展的新动力，促进了发达国家机器人产业的繁荣。

20世纪70年代初，中国机器人技术开始腾飞。尽管它经历了几次技术和工业发展的高潮，但由于其不尽人意的产业结构和在世界产业链底部的无用地位，它的发展进程受到了限制。

今天，中国机器人的发展蓝图已经绘制出来。2012年4月，智能制造技术发展“十二五”规划出台，工业和服务机器人被列为未来新兴产业的主要发展方向。

"前景是光明的，但旅途是艰难的."相关专家指出，机器人产业要想实现实质性发展，就必须刺激中小企业的应用需求。

一个充满巨大冲突的世界

机器人已经成为世界各国必须争夺的前沿技术。许多国家都出台了具体的支持政策，中国正在迎头赶上。

“机器人的定义非常宽泛，但总的来说，它是一个能够理解环境、具有智能并具有执行能力的复合体。”中国科学院自动化研究所机器人理论与应用小组组长乔红告诉《中国科学》。

世界上第一个机器人的诞生可以追溯到上个世纪。1959年，美国人英格博格和德瓦尔制造了世界上第一个具有类似功能和人类手臂的工业机器人，名为“扬迈森”，用于汽车制造。然而，这项发明没有引起美国的足够重视。直到日本走上大力发展工业机器人的道路，清醒的美国人才采取行动，各种工业机器人才在制造业迅速发展起来。

"中国的机器人技术始于20世纪70年代初."中国科学院沈阳自动化研究所的一名不愿透露姓名的研究员告诉《中国科学日报》，当时国家反对机器人的发展，因为担心机器人会抢走人们的工作。因此，当时首先要面对的不是技术问题，而是概念问题

1986年，机器人迎来了春天。在许多科学家的推动下，机器人技术已经被正式列入国家“863”计划。

“当时国家投资5000万元，在中国科学院沈阳自动化研究所建立了一个机器人管理和控制中心，该中心也是机器人国家重点实验室和宋新公司的前身。我们所有的基础都是在那个时候打下的。”然而，研究人员同时指出，当时机器人技术主要是在国外“运行”，从1985年到2000年基本徘徊在这个阶段。

从那以后，中国逐渐从“追随”转变为“与国际社会同行”。特种机器人和工业机器人相继蓬勃发展。然而，机器人控制技术和传感系统原理的突破，使得仿真、宏微控制、纳米微驱动控制等诸多成果得以涌现，为智能机器人的研发奠定了坚实的基础。

手术机器人、欢迎表演机器人、烹饪机器人、安全机器人、导游机器人...如今，不同类型的机器人产品越来越多地出现在国防、经济和社会的各个角落，慢慢地融入和改变着中国人的生活方式。

“机器人已经成为世界各国必须争夺的前沿技术。许多国家发布了具体的支持政策。”北京科技大学物联网与电子工程系主任、中国人工智能学会人工心理与人工情感委员会主任王志亮告诉《中国科学日报》，美国机器人主要应用于高端领域，如军事和航空航天。欧盟专注于医疗和服务行业，而日本以机器人为支柱产业，人形机器人和娱乐机器人为主要目标。

那么，面对各国的积极发展，中国的机器人产业准备好了吗？

三种“常见病”

随着智能服务机器人逐渐进入人们的生活，市场、技术、伦理等问题日益突出。

近年来，中国工业机器人市场表现强劲。2010年，机器人的销量为14，980台，2011年为22，577台，2012年为26，902台，分别增长了50.7%和19.2%。相关机构预测，到2014年，中国有望超过日本，成为工业机器人需求最大的市场。

然而，与中国这个制造业大国的背景相比，机器人仍然只是一个小行业。据统计，日本每万名工人中有400个工业机器人，欧盟有250个，中国只有20个。

"这主要是因为产业结构不理想."一位未透露姓名的研究人员表示，发达国家主要使用机器人来生产芯片和医疗设备等高端产品，这些产品无法通过人工来保证精度，而中国处于世界产业链的底部，机器人供应不足。与此同时，尽管资金充足，中国的房地产、电信、银行和其他传统行业对机器人没有应用需求。其他行业受到资金的限制，梦想无法实现。“如果我们不大力扶持中小企业，机器人将难以实现实质性发展。”

中国科学院自动化研究所研究员于俊智阐述了目前工业机器人的两个主要问题。首先，工业机器人价格昂贵，维护费用也很高，这是许多企业负担不起的。其次，如果大规模使用机器人，为了满足机器人操作的要求，还必须提高工人的专业素质。

"是否会出现高速增长取决于国家政策."于俊之说，“虽然有很多发展规划，但没有相应的资金投入，支持力度甚至还不到20年前。与国外相比，我们国家不太重视。”

此外，中国的工业机器人企业不得不与外国竞争对手争夺市场份额。2012年底，工业机器人行业的四大巨头(瑞士的ABB、日本的Fanuc、日本的Yaskawa Electric和德国的Kuka)都在中国设立了分支机构和合资企业，约占国内市场的70%。

“拥有20个机器人的10，000名工人的数量可以辩证地看待。它反映了机器人在我国的应用现状，但也表明其应用前景非常广阔，必将成为朝阳产业。”沈阳宋新机器人自动化有限公司品牌公关部长哈恩京说。

市场也困扰着智能服务机器人的发展。王志亮说，强大的服务机器人和智能机器人要花费数十万美元和数百万美元，这显然是普通人无法接受的。

"降价是唯一的办法。"哈尔滨工业大学计算机研究所智能机器人研究室主任洪预测，随着技术的进步和成熟，服务机器人的价格在未来几年可能会下降到2000-5000元。

价格影响市场，而技术决定价格。就工业机器人而言，与国外相比，“我们的部件仍然不符合标准，基本上是从日本进口的。”乔红透露，日本产品出口到中国的价格是其本土产品的4倍，这大大限制了机器人在中国的普及。

"我们现在需要解决的第一件事是减速器的问题."韩晶说，减速机的技术难度很高，一些国外机器人公司也在使用日本减速机。"虽然中国也有专门生产减速器的单位，但它们基本上是无用的."

对于服务机器人来说，技术问题在于智能。韩晶表示，目前服务机器人的智能水平远远不能满足用户的需求。“例如，语音系统，目前机器人只能满足基本的对话，如果你想提高它的思维能力，你必须在研发成本上投资，控制、传感等技术应该得到改进。然而，一旦生产成本上升，它将远离用户的需求。到目前为止，我们还没有找到最佳切入点。”

人机交互技术是智能技术的关键。于俊之认为机器人应该有眼睛、表情和说话能力，从而达到人与机器之间的和谐状态。但是今天的技术无法达到这个水平。

“智力也应该是一种学习能力。它不仅能了解环境，而且有独立发展的可能性。”乔宏告诉记者，智能机器人的发展将涉及跨学科的内容，他的团队在机器人与人类神经系统的结合方面做了大量的研究工作。

与此同时，道德也成为发展的障碍。"机器人和人类会永远是朋友吗？"令乔虹不安的是，高度的智能可能意味着机器人的思维有一天会失控。

“日本已经放慢了机器人研究的步伐，因为深入研究也是一件非常可怕的事情。”韩静说。

“破局”政策

机器人产业要想成为一个大设备，就必须合理分析机器人产业的前景，合理布局。

“目前，许多地方也在大举投资建设机器人工业园，这就像房地产投机一样。”这位不能透露姓名的研究员说。

哈恩京认为，混乱的原因在于许多企业没有对机器人行业形成理性认识，认为高科技意味着高利润。“机器人行业是一个‘怪胎’，需要长期的科学研究和资本投资来实现利润。”

"机器人的发展必须走*支持和市场牵引相结合的道路."王志亮强调，与其制造大而全的技术，不如追求低成本，完成单一功能，建立多样化的销售模式。“最根本的是，机器人服务提供商应该努力向客户展示他们的产品带来的增值效益”。

“企业需要的是实用的产品。主要的国际机器人公司正在研究企业需要机器人做什么，然后将这些功能分成不同的方向来指导科学家进行有针对性的研究。乔虹说道。

韩晶说，现在很多企业都在建设数字化和无人化的生产车间，其中最核心的环节就是机器人。“为用户提供全面的解决方案非常重要，因为当突破流程瓶颈时，关键不是机器人是否先进，而是机器人与生产流程之间的集成程度，这就要求机器人制造商具备解决流程系统的强大能力。”

那么，未来智能服务机器人应该如何布局呢？

“当物联网被提出时，人们反复强调机器人将是未来最重要的产品，因为机器人使物体变得智能。”王志亮指出，国家将在信息消费领域开展电网、医疗保健、社区、家庭和养老等十大项目。智能服务机器人将成为这一系列环节中的重要节点。因此，只有将服务机器人置于社会发展的大环境中，才能促进其健康成长。

中国科学新闻(2013-12-05，第一版集锦)