夜晚,廠(chǎng)房。黑暗中閃爍著(zhù)一個(gè)個(gè)的“光點(diǎn)”,它們或忙碌地揮舞著(zhù)“手臂”,或沿著(zhù)固定路線(xiàn)來(lái)回穿梭,按部就班地完成著(zhù)各種任務(wù)。它們是24小時(shí)工作制的“工人”,沒(méi)有額外酬勞,也無(wú)任何怨言。未來(lái)的工廠(chǎng)車(chē)間或許就是這樣一幅場(chǎng)景。
商場(chǎng),展臺。一位顧客在機器人展臺邊駐足良久?!跋M幸粋€(gè)機器人幫您打理家務(wù)嗎?”“那得看花多少錢(qián)了,太高了我可雇不起?!彼苯亓水數鼗卮鹆擞浾叩脑?xún)問(wèn)。
在本世紀的新一輪科技博弈中,機器人技術(shù)已成為各國角力的重點(diǎn)之一,進(jìn)而上升為科技發(fā)展的國家戰略和經(jīng)濟發(fā)展的新引擎,這也推動(dòng)了發(fā)達國家機器人產(chǎn)業(yè)的繁榮。
上世紀70年代初,中國機器人技術(shù)開(kāi)始起步。雖歷經(jīng)了技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干次高潮,卻終因產(chǎn)業(yè)結構不理想,以及處于世界產(chǎn)業(yè)鏈底端而無(wú)用武之地,致使發(fā)展進(jìn)程受限。
如今,中國機器人的發(fā)展藍圖已鋪展開(kāi)來(lái)。2012年4月,《智能制造科技發(fā)展“十二五”重點(diǎn)專(zhuān)項規劃》出臺,工業(yè)和服務(wù)機器人被列為未來(lái)新興產(chǎn)業(yè)重大發(fā)展方向。
“前景光明,而路途難行?!庇嘘P(guān)專(zhuān)家指出,機器人產(chǎn)業(yè)若要獲得實(shí)質(zhì)性發(fā)展,須激發(fā)中小企業(yè)的應用訴求。
大爭之世
機器人已成為世界各國必爭的前沿技術(shù),許多國家都出臺了具體支持政策,中國正在追趕
“機器人的定義十分寬泛,但通常而言,它是能夠理解環(huán)境,有智能性,又有執行能力的一個(gè)綜合體?!敝锌圃鹤詣?dòng)化研究所機器人理論與應用團隊負責人喬紅告訴《中國科學(xué)報》記者。
世界首臺機器人的誕生可追溯到上世紀。1959年,美國人英格伯格和德沃爾制造出世界首臺功能和人手臂相似的工業(yè)機器人,取名“尤尼梅遜”,應用于汽車(chē)制造。然而,這一發(fā)明并未引起美國的足夠重視。直到日本走上大力發(fā)展工業(yè)機器人的道路,如夢(mèng)初醒的美國人才行動(dòng)起來(lái),各種工業(yè)機器人才在制造業(yè)中迅速發(fā)展壯大。
“中國機器人技術(shù)起步于上世紀70年代初期?!敝锌圃荷蜿?yáng)自動(dòng)化研究所一位不愿具名的研究員告訴《中國科學(xué)報》記者,那時(shí)候發(fā)展機器人遭到國家反對,因為擔心它會(huì )搶人的飯碗?!八?,當時(shí)首先要面對的不是技術(shù)問(wèn)題,而是觀(guān)念問(wèn)題?!?br>
1986年,機器人迎來(lái)了春天。在眾多科學(xué)家力推之下,機器人技術(shù)被正式列入國家“863”計劃。
“國家當時(shí)投入5000萬(wàn)元,在中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所建立了機器人管理控制中心,也就是國家機器人學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗室和新松公司的前身,我們所有的基礎都是在那時(shí)打下的?!比欢?,這位研究人員同時(shí)指出,當時(shí)機器人技術(shù)主要以“跟跑”國外為主,從1985年到2000年基本上都徘徊在這一階段。
此后,中國逐漸由“跟隨”變?yōu)榛尽芭c國際同行”,特種機器人、工業(yè)機器人相繼蓬勃發(fā)展起來(lái)。而機器人在控制技術(shù)與感知系統原理方面的突破,更讓仿真、宏微控制、納米級微驅動(dòng)控制等多項成果得以涌現,為研發(fā)智能機器人奠定了堅實(shí)基礎。
外科手術(shù)機器人、迎賓表演機器人、炒菜機器人、安保機器人、導游機器人……如今,不同類(lèi)型的機器人產(chǎn)品已越來(lái)越多地出現在國防、經(jīng)濟、社會(huì )的各個(gè)角落,慢慢融入并改變著(zhù)國人的生活方式。
“機器人已成為世界各國必爭的前沿技術(shù),許多國家都出臺了具體支持政策?!北本┛萍即髮W(xué)物聯(lián)網(wǎng)與電子工程系主任、中國人工智能學(xué)會(huì )人工心理與人工情感專(zhuān)委會(huì )主任王志良向《中國科學(xué)報》記者介紹,美國機器人以軍用、航天等高端領(lǐng)域為主,歐盟著(zhù)眼于醫療與服務(wù)行業(yè),日本更是將機器人作為支柱產(chǎn)業(yè),其中又以仿人和娛樂(lè )機器人為主攻目標。
那么,面對各國咄咄逼人的發(fā)展鋒芒,中國機器人產(chǎn)業(yè)是否作好了準備?
三大“通病”
隨著(zhù)智能服務(wù)機器人逐步走入百姓生活,市場(chǎng)、技術(shù)和倫理等問(wèn)題日益凸顯出來(lái)
近年來(lái),中國工業(yè)機器人市場(chǎng)表現強勁。2010年,機器人銷(xiāo)量為14980臺,2011年達22577臺,2012年達26902臺,同比增長(cháng)分別為50.7%和19.2%。有關(guān)機構預測,到2014年,中國有望超過(guò)日本,成為工業(yè)機器人需求量最大的市場(chǎng)。
但相對于中國制造大國的背景,機器人還只是個(gè)小產(chǎn)業(yè)。據統計,每萬(wàn)名工人中,日本工業(yè)機器人數量是400個(gè),歐盟為250個(gè),而中國只有20個(gè)。
“這主要是因為產(chǎn)業(yè)結構不理想?!币晃徊槐憔呙难芯繂T表示,發(fā)達國家主要用機器人生產(chǎn)芯片、醫療器械等無(wú)法靠人工勞動(dòng)保證精度的高端產(chǎn)品,而中國處于世界產(chǎn)業(yè)鏈底端,機器人缺少用武之地。同時(shí),我國房地產(chǎn)、電信、銀行等傳統行業(yè)盡管資金充足,卻沒(méi)有機器人的應用訴求;其他行業(yè)囿于資金限制,有夢(mèng)難圓?!叭绻淮罅Ψ鲋仓行∑髽I(yè),機器人很難獲得實(shí)質(zhì)性發(fā)展?!?br>
中科院自動(dòng)化研究所研究員喻俊志闡述了當前工業(yè)機器人的兩個(gè)主要問(wèn)題:首先,工業(yè)機器人價(jià)格不菲,維護成本較高,很多企業(yè)消費不起;其次,如果大范圍使用機器人,為符合機器人操作要求,工人專(zhuān)業(yè)素質(zhì)也須提高。
“會(huì )不會(huì )出現井噴式的增長(cháng),這取決于國家政策?!庇骺≈菊f(shuō),“盡管目前出臺了很多發(fā)展規劃,但還沒(méi)有相應的資金投入,支持力度甚至還不如20年前。與國外相比,我國的重視程度遠遠不夠?!?br>
除此之外,我國工業(yè)機器人企業(yè)還要與國外競爭者爭奪市場(chǎng)份額。2012年年底,工業(yè)機器人行業(yè)四大巨頭(瑞士ABB、日本發(fā)那科及安川電機、德國庫卡)都在中國設立分公司及合資公司,占國內市場(chǎng)比重達70%左右。
“萬(wàn)名工人擁有20個(gè)機器人的數字可以辯證地看,它的確反映出我國機器人的應用現狀,但也預示著(zhù)其應用前景非常廣闊,注定是一個(gè)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)?!鄙蜿?yáng)新松機器人自動(dòng)化股份有限公司品牌與公共關(guān)系部部長(cháng)哈恩晶說(shuō)。
市場(chǎng)同樣困擾著(zhù)智能服務(wù)機器人的發(fā)展。王志良表示,功能強大的服務(wù)機器人和智能機器人售價(jià)動(dòng)輒幾十萬(wàn)元、上百萬(wàn)元,老百姓顯然無(wú)法接受。
“降價(jià)是必由之路?!惫枮I工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院智能機器人研究室主任洪炳熔預測,隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步和成熟,服務(wù)機器人的價(jià)格可能會(huì )在未來(lái)幾年降至2000~5000元。
價(jià)格影響市場(chǎng),而技術(shù)決定價(jià)格。對于工業(yè)機器人而言,與國外相比,“我們的元器件還不過(guò)關(guān),基本都是從日本進(jìn)口?!眴碳t透露,日本出口到中國的產(chǎn)品價(jià)格是其本土產(chǎn)品價(jià)格的4倍,這大大限制了機器人在我國的普及。
“我們現在首先要解決的是減速器問(wèn)題?!惫骶П硎?,減速器的技術(shù)難點(diǎn)非常高,國外一些機器人公司也都在使用日本的減速器?!皣鴥入m然也有專(zhuān)門(mén)做減速器的單位,但基本都用不了?!?br>
對于服務(wù)機器人來(lái)說(shuō),技術(shù)問(wèn)題在于智能化。哈恩晶表示,當前服務(wù)機器人的智能程度遠無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)需求?!氨热缯f(shuō)語(yǔ)音系統,目前機器人只能滿(mǎn)足基本對話(huà),如果想讓它的思維能力提高,就必須投入研發(fā)成本,控制、傳感等技術(shù)都要改進(jìn)。而一旦生產(chǎn)成本上升,那離用戶(hù)的需求就又遠了。所以到目前為止,我們還沒(méi)有找到一個(gè)最佳的切入點(diǎn)?!?br>人機交互技術(shù)是智能技術(shù)的關(guān)鍵。喻俊志認為,要讓機器人有眼神、有表情、能說(shuō)話(huà),達到人機和諧的狀態(tài)。但今天的技術(shù)還無(wú)法達到這種水平。
“智能還應該是一種學(xué)習能力,它不僅能理解環(huán)境,還有自主發(fā)展的可能?!眴碳t告訴記者,智能機器人的發(fā)展會(huì )涉及交叉學(xué)科的內容,其團隊已在機器人與人類(lèi)神經(jīng)系統結合方面做了很多研究工作。
與此同時(shí),倫理也成為發(fā)展的牽絆?!皺C器人和人類(lèi)會(huì )不會(huì )永遠是朋友?”令喬紅不安的是,高度智能化可能意味著(zhù)機器人的思維有一天會(huì )不受控制。
“日本已經(jīng)放緩了機器人研究的步伐,因為深入研究也是一件非??膳碌氖虑??!惫骶дf(shuō)。
“破局”之策
機器人產(chǎn)業(yè)若想成大器,須理性分析機器人產(chǎn)業(yè)前景并合理布局
“現在,不少地方也在大力投資興建機器人產(chǎn)業(yè)園,這就像搞房地產(chǎn)一樣完全是炒作行為?!鼻笆霾槐憔呙难芯繂T說(shuō)。
哈恩晶認為,亂象的原因在于很多企業(yè)未對機器人行業(yè)形成理性認知,覺(jué)得高科技意味著(zhù)高利潤,“機器人行業(yè)是個(gè)"怪胎",需要長(cháng)期的科研與資金投入才能實(shí)現盈利”。
“發(fā)展機器人必須走政府扶持與市場(chǎng)牽引相結合的道路?!蓖踔玖紡娬{,不要在技術(shù)上搞大而全,要追求低成本,完成單一功能,建立多元化的銷(xiāo)售模式,“最根本的還是機器人服務(wù)商要努力呈現其產(chǎn)品為客戶(hù)帶來(lái)的增值效益”。
“企業(yè)需要的就是實(shí)用的產(chǎn)品。國際上大的機器人公司都在研究企業(yè)需要機器人來(lái)做什么,然后把這些功能拆分為各個(gè)方向,引導科學(xué)家作有針對性的研究?!眴碳t說(shuō)。
哈恩晶介紹,現在很多企業(yè)都在著(zhù)手打造數字化、無(wú)人化生產(chǎn)車(chē)間,而這里面最核心的環(huán)節就是機器人?!疤峁┱w解決方案對用戶(hù)非常重要,因為在突破工藝瓶頸的時(shí)候,靠的不是機器人先進(jìn)與否,而是機器人和生產(chǎn)工藝的結合程度,這就需要機器人生產(chǎn)商具有強大的工藝系統解決能力?!?br>
那么,對于智能服務(wù)機器人來(lái)說(shuō),未來(lái)又該如何布局呢?
“物聯(lián)網(wǎng)在提出的時(shí)候就反復強調,未來(lái)最主要的產(chǎn)品是機器人,因為機器人把物體智能化了?!蓖踔玖贾赋?,國家將在信息消費領(lǐng)域開(kāi)展電網(wǎng)、醫療、社區、家居、養老等十大工程,智能服務(wù)機器人將成為這一系列環(huán)節中的重要節點(diǎn)。所以,只有將服務(wù)機器人置于社會(huì )發(fā)展的大環(huán)境中,才能帶動(dòng)它的健康成長(cháng)。
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