机器人中国现状

机器人中国现状（8篇）

1.机器人中国现状 篇一

服务机器人的现状及其发展趋势

嵇鹏程 沈惠平

（江苏工业学院机械与能源工程学院，江苏 常州2130161）

摘要：智能服务机器人技术代表一个国家高科技水平和自动化程度，它具有广阔的发展空间和市场前景。本文介绍了服务机器人的定义和发展前景，分析了国内外服务机器人的研究现状，并阐述了当前服务机器人研究领域的关键技术，最后展示服务机器人的未来发展方向和研究趋势。关键词：服务机器人；人工智能；多传感器信息融合；智能控制 中图法分类号：TP242.6

文献标识码：A

The Current Situation and Development Trend of Service Robot

JI Peng-cheng，SHEN Hui-ping（College of Mechanical and Energy Engineering，Jiangsu Polytechnic University，Changzhou, Jiangsu 213016, China）

Abstract:The technology of the intelligent service robot represents a national high-tech level and the degree of automation, it has a broad development space and market prospects.This article describes the definition and development prospects of service robots, analyses the current situation of service robot research at home and abroad, and introduces the key technologies in the fields of the current service robot research.Finally ,the direction of development and research trends of service robot in the future is showed.Keywords: service robot;artificial intelligence;multi-sensor information fusion;intelligent control 引言

机器人学的进步与应用是二十世纪自动控制最有说服力的成就，是当代最高意义的自动化，尤其在当今的工业制造中，机器人学已取得了最伟大的成功[1]。进入二十一世纪，人们已经愈来愈亲身地感受到机器人深入生产、生活和社会的坚实步伐。一方面随着各个国家老龄化越来越严重，更多的老人需要照顾，社会保障和服务的需求也更加紧迫，老龄化的家庭结构必然使更多的年青家庭压力增大，而且生活节奏的加快和工作的压力，也使得年轻人没有更多时间陪伴自己的孩子，随之酝酿而生的将是广大的家庭服务机器人市场。另一方面服务机器人将更加广泛地代替人从事各种生产作业, 使人类从繁重的、重复单调的、有害健康和危险的生产作业中解放出来[2]。本文对服务机器人技术的研究现状和应用及其未来发展进行了综述。国内外的研究现状

1.1 服务机器人的定义

服务机器人是机器人家族中的一个年轻成员，到目前为止尚没有一个严格的定义，不同国家对服务机器人的认识不同。国际机器人联合会经过几年的搜集整理，给了服务机器人一个初步的定义：服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人，它能完成有益于人类健康的服务工作[3]，即除了手术机器人、诊断机器人、护理机器人、康复机器人等医用机器人外，也包括各种家用机器人、娱乐机器人、体育机器人、玩具机器人、导游机器人、保安机器人、排险机器人、清洁机器人、秘书机器人、建筑机器人、邮---------作者简介：嵇鹏程（1975-），男，硕士，助教，主要研究方向：服务机器人。E-mail:jipengcheng.edu@163.com 拾和送信机器人以及加油机器人等。随着开发研究的进一步开展和价格的大幅度下降，服务机器人将广泛进入医院、家庭、工地、办公室和体育娱乐场馆，直接与人类共处，为人类排忧解难[4]。

1.2 服务机器人的市场现状和前景

服务型机器人可进一步区分为个人和家用机器人与专业服务型机器人。

1.2.1 市场调研与预测

根据国际机器人联盟（IFR）统计部门于2008年10月公佈的最新资料，全球服务型机器人市场概况分述如下：①个人和家用服务型机器人： 至2007年底，个人和家用服务型机器人累计装1.3.1置量已超过340万台，娱乐休闲用机器人已达到200万台。至 2011年底，全球家务用机器人将会达到460万台，娱乐休闲用机器人将会达到735万台，合计约1200多万台，未来四年服务机器人市场总值合计约57亿美元，到2015年，全球个人和家庭机器人市场的规模预计将达到150亿美元，同时，将出现多种类型的个人机器人。②专业服务型机器人：至2007年底，全球已有4.9万台的使用数量，预计到2011年底，将增加5.4万台专业服务型机器人，总价值约91.2亿美元，其中农林矿牧用机器人最多，共将有1.9万台，防御救灾与保全机器人预计将有1.56万台销售量，专业清洁机器人亦约有4000台销售量，医疗用机器人约达3420台，多用途机器人移动平台约2375台，水底作业系统预估将有超过925台销售量。

1.2.2 专家预测

①中国机器人专家、工程院院士徐扬生教授说：“只要10年时间，机器人将在世界范围内，普及到每个人的日常生活之中。这将是一个巨大的市场，预计将比现在的汽车市场还要大。”②韩国科学家预测：到2015年至2020年，每个韩国家庭将拥有一个机器人。③日本专家估计：到2020年日本将有25%的人口年龄超过65岁，护理型机器人将供不应求。④德国科学家预计：将在未来的几十年间，家庭生活中将出现的最大变化就是机器人的普及，家庭服务机器人将在日常家庭生活中扮演越来

越重要的角色，承担越来越多的工作[5]。

1.3 国内外的研究现状

从二十世纪八十年代中期开始，机器人已从工厂的结构化环境进入人的日常生活环境—医院、办公室、家庭和其它杂乱及不可控环境，成为不仅能自主完成工作，而且能与人共同协作完成任务或在人的指导下完成任务的智能服务机器人，特别是最近几年，对会清洁地面、割草或充当导游、保姆和警卫等自主移动机器人技术上的进步，大家都有目共睹[6]。

1.3.1 中国

中国对服务机器人的研究起步很晚，但国家对此非常重视，1986年3月才开始把研究、开发智能机器人的内容已列入国家863高科技发展规划中，从1986年至2009年的20多年中，智能机器人主题在863的旗帜下，团结了近几千人的研究开发队伍，圆满完成各项任务，建成了一批高水平的研究开发基地，造就了一支跨世纪的研究开发队伍，为我国21世纪机器人技术的持续创新发展奠定了基础[7]。①如图1所示，这是我国首台具有国际一流语音交互水平和复杂动作及智能运动控制水平的“美女机器人”,这款“美女机器人”具有仿真的美女外形，服装和发型可以根据应用场合更换。她能够根据工作人员说出的指令，马上完成相应的动作,她能够讲英语、四川方言和唱歌、讲笑话，可以与游客进行语音聊天和知识问答,在移动行走时，她能自动识别途中碰到的障碍物，并做语音提示。②由北京理工大学牵头、中科院沈阳自动化所、兵器工业集团惠丰机械有限公司、中科院自动化所等单位参加，通过三年的奋斗，研制的“汇童”仿人机器人（如图2），取得了重大成果, “汇童”仿人机器人具有视觉、语音对话、力觉、平衡觉等功能的自主知识产权的仿人机器人，功能达到了国际先进水平，研制的“汇童”仿人机器人在国际上首次实现了模仿太极拳、刀术等人类复杂动作。

目前，我国服务机器人研究技术已跨入世界先进行列，但与日本、美国等国家的技术相比还是有差距的，我国科技工作者正在 努力向前，热切地期盼着我们自己水平更高的、功能更强的服务型机器人与大家见面。

图1 美女机器人 图2 “汇童”机器人 Fig.1 Beauty robot

Fig.2 “Huitong”robot

1.3.2 日本 日本将机器人作为一个战略产业，给予了大力支持，而且日本根据目前机器人产业面临的问题，提出了加强机器人研究和推动机器人产业化的具体措施，日本机器人工业之所以领先世界，一方面和他们的机器人文化也有关，在日本，有一种“让机器人成为人”的氛围，在日本，由于人口不多，而且老龄化趋势严重，他们需要机器人来承担劳力的工作，因此培养起浓厚的机器人文化；另一方面，日本政府也希望机器人研发成为本国的支柱产业，所以投入大量资金，为了攻克更关键的服务机器人技术，日本在2006 年至2010 年间，每年投入1000 万美元用于研发服务机器人。日本服务机器人技术的成果例举如下：①日本发明出人形的个性机器人保姆“ar”(如图3)，不仅会洗衣，打扫卫生，还会收拾餐具等诸多家务杂活，它依靠车轮移动，共搭载有5台照相机以便确认家具的位置。在公开展示活动中，“ar”演示了打开洗衣机盖，将需要清洗的衣物放入洗衣机，用托盘端着餐具送到厨房和拖地等工作。②由日本产业技术综合研究所智能系统研究部门仿人研究小组研制的美女机器人HRP-4C(如图4)，以用户为中心的机器人开放架构（Centered Robot Open Architecture）开发而成，该架构采用产综研一直在研发的实时Linux、机器人使用的“RT（Robot Technology）中间件”、可进行机器人仿真的软件“OpenHRP3”、语音识别技术以及产综研开发的人形机器人“HRP系列”所采用的双足行走技术等。

图3 机器人保姆 图4 美女机器人HRP-4C Fig.3 Robot nanny

Fig.4 Beauty robot HRP-4C

1.3.3 韩国 韩国将服务机器人技术列为未来国家发展的10大“发动机”产业，他们已经把服务型机器人作为国家的一个新的经济增长点进行着重发展，对机器人技术给予了重点扶持，通过不断地努力，韩国近几年来也逐渐跻身研究机器人的世界潮流。韩国信息通信部官员表示，虽然韩国的机器人技术起步比美国、日本和欧洲的竞争者要晚，但是有望在未来5～10年内迎头赶上，①韩国科学家成功研制出世界上最聪明的类人机器人“Android”(如图5)，它集众多前沿科技在一身，包括实时数据传输、音像和力觉感应器、高速处理器等，通过它身上装备的音像及力觉感应器可以探测前方物体的运动，能够识别说话声，然后向服务器发送数据，服务器将数据处理后会下达指令给机器人，帮助它与人类以及周围环境进行互动。②“夏娃机器人2号”(如图6)是韩国科学家最新研制的一款娱乐型机器人，这位“女性”机器人不仅能和观众进行对话，还能和人进行眼神接触，并会表达各种情绪和唱歌，唱歌时能对上口形和随着歌曲扭动手臂、臀部和膝盖。

图5 机器人Android

图6 夏娃机器人2号 Fig.5 Robot Android

Fig.6 Eve Robot 2

1.3.4 美国 美国是机器人的发源地，尽管美国在机器人发展史上走过一条重视理论研究，忽视应用开发研究的曲折道路，但是美国的机器人技术在国际上仍一直处于领先地位，其技术全面、先进，适应性也很强。例如：①专治中风的机器人医生(如图7)将在密歇根州圣约瑟夫默西奥克兰医院率先上岗，这种机器人头部是一个显示屏，能显示网络另一端医生的形象和声音，显示屏上方安装了一个摄像头，可以把医院现场的图像和声音传回给医生，有了这种机器人，医生在任何地方只要利用一台笔记本电脑和互联网，就可以远程遥控机器人为病人提供治疗服务。②美国军方为战争中下半身受伤而不能行走的士兵设计出了一款新型助残机器人(如图8)，它可以直接将用户的下半身紧紧围拢起来，以便更好的感知用户臀部或其他位置的运动，从而提供更加灵敏的操控。

图7 机器人医生 图8 助残机器人 Fig.7 Robot doctor

Fig.8 Assistive robot

1.3.5 欧洲 ①德国的社会环境却是有利于机器人工业发展的,因为战争，导致劳动力短缺，以及国民技术水平高，都是实现使用机器人的有利条件。到了70年代中后期，政府采用行政手段为机器人的推广开辟道路,即对于一些有危险、有毒、有害的工作岗位，必须以机器人来代替普通人的劳动，这个计划推动了服务机器人技术的发展。德国经过近十年的努力，其服务机器人的研究和应用方面在世界上处于公认的领先地位：新一代机器人保姆Care-O-Bot3(如图9)遍布全身的不计其数的传感器、立体彩色照相机、激光扫描仪和三维立体摄像头，让它既能识别生活用品也能避免误伤主人；它还具有声控或手势控制有自我学习能力，还能听懂语音命令和看懂手势命令。②法国不仅在机器人拥有量上居于世界前列，而且在机器人应用水平和应用范围上处于世界先进水平，这主要归功于法国政府一开始就比较重视机器人技术，大力支持服务机器人研究计划，并且建立起一个完整的科学技术体系，特别是把重点放在开展机器人的应用研究上。这款名为NAO的两台双足智能机器人(如图10)，是法国阿德巴兰机器人公司研制的，它具有讨人喜欢的外形、温柔的语音和25个灵活的关节,能执行多种动作指令。

图9 机器人Care-O-Bot3

图10 机器人NAO Fig.9 Robot Care-O-Bot3

Fig.10 Robot NAO

③从70年代末开始，英国政府推行并实施

了一系列支持机器人发展的政策和措施，如广泛宣传使用机器人的重要性、在财政上给购买机器人企业以补贴、积极促进机器人研究单位与企业联合等，使英国机器人开始了在生产和服务领域广泛应用及大力研制的兴盛时期。譬如：英国机器人研究公司(RM)开发的霹雳舞机器人MechRC（如图11）既能在课堂上大显身手，会帮助孩子们学数学、几何、物理、设计和工程学，又能跳舞，因为这个机器人身上有着多个灵活的关节，通过计算机设定好的程序，就能做出各种人类的舞蹈动作。④俄罗斯由于没有国家发展服务机器人的统一规划，有限的国家订货和市场需求使得俄罗斯机器人技术的发展以科研和实验为主，以储备技术，便于随时根据市场需要制造出高质量的机器人，当前俄罗斯机器人的技术面临的问题是机器人技术的智能化程度较低，需要不断地增加功能、完善技术和提高质量。今后，俄罗斯将重点发展检查类机器人和室内外清扫和清洁机器人 [8]。近几年来，俄罗斯服务机器人技术上也取得可喜的成绩：俄罗斯首次研制的人形机器人 “阿涅亚”利用了“新纪元”公司许多独特的研究（如图12），这款机器人机械结构和程序保障系统十分先进，它们能用双脚行走，能与人对话。

在服务机器人系统中，自主导航是一项核心技术，是机器人研究领域的重点和难点问题[14]。把人工神经网络控制和多传感器融合技术相结合用于服务机器人的导航定位系统，如图13所示。

图11 霹雳舞机器人 图12 “阿涅亚”机器人 Fig.11 Break dance robot

Fig.12 “Anieya”robot 服务机器人的关键技术

服务机器人技术在本质上与所有其它类型的机器人是相似的,其主要技术包括:

2.1 环境感知传感器和信号处理方法

多传感器信息融合技术的基本原理就像人脑综合处理信息的过程一样，它充分地利用多个传感资源，通过对各种传感器及其观测信息的合理支配与使用，将各种传感器在空间和时间上的互补与冗余信息依据某种优化准则组合起来，产生对观测环境的一致性解释和描述，多传感器信息融合技术按照数据的抽象层次分类可分为数据层融合、特征层融合和决策层融合三种[9]。

2.2 智能控制

智能控制主要包括模糊控制、神经网络、进化计算等，且逐渐成为成熟的控制思想[10]。模糊控制源于模糊数学，或称弗晰数学，是研究如何表现和处理模糊性现象的一个数学分支[11-12]，模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制。人工神经网络控制，从生物学的观点来看，神经网络的功能为信息处理和推理、联想和思维等高级的思想活动[13]，而人工神经网络控制是利用工程技术手段模拟人脑神经网络的结构和功能的一种技术系统，它是一种大规模并行的非线性动力学系统。

2.3 导航与定位

图13 服务机器人导航定位系统

Fig.13 Navigation and positioning systems for service robot

2.4 路径规划

路径规划就是指在服务机器人工作空间中找到一条从起始状态到目标状态、可以避开障碍物的路径。路径规划方法大致可以分为传统方法和智能方法：①传统路径规划方法主要有以下几种：自由空间法、图搜索法、栅格解耦法、人工势场法，在这几种方法中，人工势场法是传统算法中较成熟且高效的规划方法，它通过环境势场模型进行路径规划，但是没有考察路径是否最优[15]。②智能路径规划方法是将遗传算法、模糊逻辑以及神经网络等人工智能方法应用到路径规划中，来提高机器人路径规划的避障精度，加快规划速度，满足实际应用的需要。其中应用较多的算法主要有模糊方法、神经网络、遗传算法、Q学习及混合算法等，这些方法在障碍物环境已知或未知情况下均已取得一定的研究成果[16]。把模糊控制和人工神经网络控制相融合，形成的模糊神经网络控制用于服务机器人的避障，以BP网络作为机体，以基于模糊规则的模糊神经网络，采用CCD摄像机和多个超声波测距传感器，对服务机器人能够避障进行控制，如图14所示。

图14 服务机器人模糊神经网络图

Fig.14 Chart of fuzzy neural network for service robot 服务机器人的未来展望

服务机器人的开发研究取得了举世瞩目的成果，未来智能机器人技术将沿着自主性、智能通信和适应性三个方向发展。

3.1 人与机器人的融合

美国科学家正在研制的独特机械控制假手臂（如图15），可以通过“思维力”进行控制。当患者需要借助于机械手完成某种动作时，他只要简单地想要做什么即可，大脑发出的信号会刺激肌肉，相应的电脉冲会被电极记录，随后信号会转变成控制机械手臂的指令可以完成各种复杂动作，其中包括拿住物体，它不仅能恢复患者的动作效能，而且能感受到触觉。据日本媒体报道，新开发的装置由头盔状的传感器及测量记录器构成（如图16），如果人设想使用左手的动作，脑波及脑血流的变化便会参照事先存储的数据，使机器人举起左手，该技术今后有可能运用于家务机器人，帮助人们从事端菜、给植物浇水等家务和肢体残疾或瘫痪人士。

图15 思维力控制假手臂 图16 意念控制机器人 Fig.15 Fake arm controlled with the power of the thought Fig.16 Robot controlled with the idea

3.2 人工智能技术的全面应用

各种机器学习算法的出现推动了人工智能的发展，强化学习、蚁群算法、免疫算法等可以用到服务机器人系统中，使其具有类似人的学习能力，以适应日益复杂的、不确定和非结构化的环境。例如：①英国科学家研发出首名“机器人科学家”（如图17），这款机器人能独立推理、把理论公式化乃至探索科学知识，堪称人工智能领域一大突破。“机器人科学家”将来可以投身于解开生物学谜题、研发新药、了解宇宙等研究领域。②英国的一种具有语言学习能力的类人型机器人（如图18）即将问世，研究者的目标是：机器人将来能够对语言进行自我学习，以及在社会化环境中向他人学习，并且把这种语言能力转化为自主化学习和处理问题的能力，并且与周围环境互动，将来有可能使机器人掌握更多的自主性能力。

3.4 服务机器人的人性化

技术进步将允许在未来几年克服当前这些技术（开放空间的导航、学习能力和智力行为、多传感器融合和允许对所有不同类型任务进行高效处理的处理器等）的限制，设计和使用功能日益强大的机器人，集成技

术将允许超越由于材料、技术等形成的目前图17 机器人科学家 图18机器人iCub 限制边缘，日本专家预测，在2013年到2027Fig.17 Robot scientist

Fig.18 Robot iCub 年之间，智能机器人系统的发展将允许机器 人会保留和重复使用以前已获得的技能和3.3 传感器技术的发展 技术，如表1所示，人和机器人的交流将变未来机器人传感器技术的研究，除不断得更加的简单化了[18]。改善传感器的精度和可靠性外，对传感信息 的高速处理、自适应多传感器融合和完善的 结论 静、动态标定测试技术也将成为机器人传感器研究和发展的关键技术。未来机器人传感随着服务机器人技术不断发展和开发器研究包括多智能传感器技术、网络传感器成本的不断下降，服务机器人将会走进千家技术、虚拟传感器技术和临场感技术[17]。万户，将成为人们生活、工作和学习上的好 帮手，相信这一天将很快到来的。表日本专家对服务机器人技术的预测

Tab.1

Japanese experts predicted the technology of service robot 时间 事件

2013年 智能系统的发展能够将在与流程、技能、知识和经验相关的人类决策方面帮助人类作出决定。2014年

在人机界面的实际使用中，设置在人机界面中带有对话与理解功能的虚拟用户可通过与人类的对话借助信息处理设备执行任务或程序。

2023年

随着与生物体隔膜相似功能的人工膜的发展，人脑可以通过计算机控制电机的技术使得对假肢进行直接和自主控制而不依赖于脊柱或周围神经系统。

2027年

随着具有视觉功能、听觉功能、能执行其它感官功能智能机器人的发展，机器人将类

似于人类，能够思考，作出决定和采取行动。

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2.机器人中国现状 篇二

今年7月底, 台湾第一届智动化与机器人展在台北市南港世贸馆举办, 这项展览过去规模小到只能与其他产业展一起合并展出, 而这次总共有200家产学研机构参展, 摊位达1000多个, 为历年最多。

台湾智动化与机器人协会理事长卓永财将2014年称为“台湾智动化与机器人元年”, 正式开启黄金10年序幕。去年台湾机器人产值为526亿元新台币, 今年将达550亿元, 若计算智动化机器人总产值, 也会从去年的9000多亿元攀升至今年的1.1万亿元, 成为另一个兆元产业。

研华宝元数控公司总经理郭伦毓也表示, 2014年确实是转折点, 以前客户都只谈论, 现在则开始购买。

其实, 机器人30年前就被运用于汽车制造业, 最近因为大陆以及欧美发达国家制造业转型的迫切需求, 才启动第二波工业机器人增长动力。

台湾刚好搭上快车。当2010年富士康深圳厂频发员工跳楼死亡事件时, 让不少业者感受到急迫性, 富士康董事长郭台铭在2011年喊出2014年打造百万机器人的口号。

今年5月, 越南发生多起大规模排华事件, 众多台商损失惨重。7月初, 又发生大陆昆山台商中荣金属工厂爆炸, 造成71人死亡的安全事故。一位台商感慨地说, 逐水草而居的生活, 何时是尽头?要担心薪资上涨、罢工及安全事故, 算盘打一打, 用机器人最划算。

技术成熟加上需求崛起, 全球逐渐涌现机器换人风潮。除工业机器人迎来增长动力, 服务型机器人也有明显进展, 服务型涵盖智能住宅、智能家电、无人车、看护、导览、扫地、教育机器人等。

台大副教授康仲仕指出, 服务型机器人具有想象空间, 吸引企业纷纷瞄准。一般推估服务型机器人商机至少是工业机器人的4倍以上。

台湾在这波机器人浪潮中也掌握到三大发展机会, 分别是中小企业机器手臂商机、3C产业的机器人商机, 以及服务机器人自创品牌与代工机会。

台湾机器人产业实力高居全球第四

众所周知, 全球机器人产业实力最强的当数美国、德国、日本, 台湾能排第几呢?

如果参考美国ROBO-STOX LLC公司所创立的、2013年10月在纳斯达克交易的全球机器人与自动化指数股票型基金 (简称ROBO-STOX基金) , 或许可找到一些答案。该基金代表美国金融市场开始关注全球机器人产业, 也让投资人享有自动化带来产业增长动能而衍生的获利机会。ROBO-STOX基金集合了全球81档机器人公司上市企业概念股, 可以发现多数为美、德、日的重量级企业, 但其中也收进了台湾的5家公司, 数量排名世界第四位, 由此可见台湾机器人产业的实力地位。

这5家台湾企业分别是上银科技、台达电子、鸿准精密、亚德客与东元电机公司。其中上银科技是台湾最早投入机器人产业的代表, 也是唯一有工业机器人出口的上市公司。该公司研发的由马达驱动的工业机器人, 整合滚珠螺杆与线性滑轨, 具有体积小、重量轻、高负荷、长寿命等特性, 适用于面板、半导体制程设备、医疗自动化、机械手臂、光学量测仪器、晶圆运送设备或无尘室环境。

同在榜单之内的台达电子公司, 低调研发工业机器人多年后, 将在今年11月到上海举办发布大会。一名科技业者指出, 台达电子去年就四处探询CT业者有无机器手臂的需求, 积极布局。

台达电子积极研制的是电子组装线的工业机器人零部件和控制系统, 其优势是电控零部件, 解决方案包括自制的交流马达驱动器、交流伺服驱动器、人机界面等。

鸿准精密是鸿海 (富士康) 集团的子公司。鸿海集团多年前曾研制“Pleo小恐龙”, 虽然销售成绩不如预期, 但“小恐龙”所采用的传感器技术, 宣告鸿海早已掌握机器人某些关键核心技术。

今年6月初, 鸿海集团为日本软银公司代工生产全球第一台具有情感的机器人Pepper, 从售价19.8万日元 (约台币5.7万元) 看来, 鸿海的制造能力就如同软银总裁孙正义所说:是目前世界上生产与成本控管能力最卓越的企业。

鸿海集团已宣布要在大陆生产100万台工业用机器人 (包括机械手臂) , 而这还只是自动化的一环, 未来将会进一步延伸到商店、家庭、办公室的自动化领域, 最终要走向结合物联网的自动化。

从代工生产i M a c电脑、i Phone手机、i Pad平板到目前为日本软银公司代工生产“Pepper机器人”, 样样都能量产的鸿海 (富士康) 集团, 全世界没人敢轻忽其“产品平价化、普及化”的制造能力。据了解, 鸿海自行研制的工业机器人目前已进入商品化阶段, 命名为“福匠”, 几个月前业务员已拿着目录在大陆各地工厂推销。

另外, 以生产马达起家的东元电机公司也入选其中。今年7月底在南港台湾智能自动化与机器人展上, 东元以一层楼高的4米暖色系“TECO”字样, 打造宽敞舒适的展示区, 吸引目光。

东元在台湾率先发表全系列云端智能家电。东元集团董事长刘兆凯表示, 东元以云端机器人全新概念, 通过App将家电控制整合到指尖, 提供无处不在的便利智能生活。

第五档入选的是大众知名度相对低的亚德客 (Air Tac) 公司, 这是家生产机器人控制元件、气动元件的企业, 超过90%零件自制, 已占大陆气动元件10%至15%市场。

这也是堪称从大陆红回岛内的企业, 2010年在台湾上市后, 就被视为机器人概念股。近几年气动元件占营收比均达40%左右, 预计5年后将增加3倍, 挑战60亿元人民币 (约290亿台币) 。

掌握关键零部件、机器人主体、系统整合

美国ROBO-STOX基金挑上的台湾机器人概念股, 大都是市值较大的企业, 但除了这些, 台湾还有不少与智能自动化 (简称智动化) 及机器人沾上边的概念股, 近来也逐渐受到人们关注。

台湾机器人相关企业可大致分三类, 分别是机器人主体、关键零部件及系统整合。机器人主体又分成工业机器人与服务型机器人。不过, 该市场相对竞争激烈, 欧美日主要业者已占七成以上市场。

根据台湾工研院IEK汇整的数据, 全球工业型机器人产值将由2012年的87亿美元增长到2016年的105亿美元。其中若以四轴以上机器人台数来区分, 又以亚洲为最主要市场, 大陆与日本合计就占有市场约四成的比重。尤其是, 大陆将是未来一至两年增长最为快速的地区, 预估安装量由2012年的2.3万台, 增长至2016年的3.8万台, 增长幅度约65%,

如今全球工业机器人供应已形成寡占市场, 少数厂商占有约三分之二的市占率。目前岛内能够生产工业机器人的企业有上银科技、台达电子、鸿海集团, 2013年台湾工业机器人产值约526亿元新台币。超过一半为来自零组件与整合服务的贡献, 在市场能见度较低下, 单纯机器人主体仅有78亿元新台币, 占比不到二成。

岛内生产服务型机器人的代表企业是松腾、微星与华硕。

松腾公司成立于1986年, 扫地机器人产量在全球市场占有率第二, 仅次美国i Robot, 位居亚洲第一, 2013年销售量50万台。

原本从事主机板制造的微星科技公司2003年就开始研发机器人, 初期就锁定全球代工市场, 第一年订单满载, 获利可观, 近几年业绩稳定发展, 在2010年自创FUNROBOT品牌扫地机器人, 专注家用智慧机器人的研制与销售, 销售市场遍及亚 (包括日本) 、欧、美等地区。目前全球前五大吸尘器家电品牌厂商中, 有三家委托微星公司代工制造, 去年全球销售量超过260万台。

百万元新台币

微星科技公司研发本部副总经理邓褀宏表示, 目前看好空气清净机以及割草机等机器人商品, 大陆、欧美需求庞大。

华硕集团旗下子公司凌海科技以自行研制的AGAi T扫地机器人品牌营销, 现在加入云端服务功能, 新增监控功能, 能够130度广角自动拍摄, 可在户外远端监控。

另外, 以台湾看护机器人研发鼻祖新光保全公司为例。11年前, 新保董事长林伯峰 (当时为总经理) 观察到日本机器人的发展趋势, 2004年就与当时的中正大学校长罗仁权开发完成“新保1号”机器人, 是台湾首台保安专用机器人, 今年已推出7号。

新光保全公司技术研发中心协理郑泽芳说:“7号全靠自己研制, 材料都来自台湾, 成本降一大半。7号将人为不确定因素转为标准化作业模式, 当儿童过马路时, 会移动到警戒位置, 亮起警示灯、发出警报声, 做出阻挡手势, 提醒驾驶停止前进。”

今年8月, 兼具用药提醒、远端监控、视讯等服务功能的“新保6号”还进驻花博公园的悠活村展览, 今年底要开始量产“6S机器人” (6号迷你版) , 售价压低到1万元新台币 (约合2000元人民币) 以下, 具有居家侦测、照顾老人、陪伴小孩功能。

新保公司总经理洪国超说, 11年来已投入数亿元经费, 还专设机器人小组、成立台湾智能机器人科技公司, 展现新光集团发展机器人产业的决心。

第二类是关键零部件, 包括伺服马达与控制系统, 代表厂商为台达电、鸿海旗下的赐福科技, 及上银科技、勤堃机械、盟立、瑞颖、亚德、以及研华旗下末上市公司研华宝元数控等企业。而目前世界主要智慧型机器人制造厂家所使用的工业主机板, 有一部分是来自台湾的威盛公司所生产。

其中, 盟立自动化公司推出点焊机器人、超音波切割机器人、焊接机器人等数款机器手臂产品与设备, 可以应用在汽车制造与周边配件生产线, 以大陆为机器人主要市场, 约占整体营收比重一成。客户以汽车、食品、液晶面板产业为大宗。凭借着性价比优于日、韩大厂, 目前已打入上汽及东风日产供应链。而今年在大陆自动化仓储订单可望增长一倍, 面板厂设备需求回升, 再加上机器人业务持续增长下, 营收可望大幅增长。

瑞颖公司主要以生产轴承为主, 产品七成用在机器人及自动仓储设备相关部件, 主要销售市场近九成在美洲地区。由于去年开始受惠美国制造业回流复苏, 带动机器人及自动仓储设备需求增加, 再加上产品结构调整, 拉升该公司赢利能力。

而亚德客公司所生产的气动元件, 广泛运用于机器人、汽车、机械制造、食品包装等自动化工业领域, 约九成营收来自于大陆, 因而受惠于大陆经济快速发展, 去年营收也缴出年增长率28.4%的好成绩。同时, 在大陆经销据点持续扩增, 也投入直线机器人的研发生产, 随着自动化生产蔚为趋势, 展望乐观。

再以研华宝元数控公司为例, 其原先为宝成集团子公司宝元数控公司, 研制机床控制器已有10多年, 2013年8月被研发生产工业计算机的研华集团并购, 改名研华宝元数控公司, 现为台湾控制器第一大生产企业。

研华宝元数控总经理郭伦毓指出, 该公司在既有机床控制器生产基础上, 于4年前开始研制机器人控制器及伺服马达, 外销大陆、土耳其、印度, 关节型、滑轨式机器人控制器每月出货100至200套, 一年约销售2000套。鉴于大陆深具市场潜力, 郭伦毓认为, 为客户量身订制控制器, 更能符合企业需求, 差异化服务是研华宝元的优势。

第三类是系统整合商, 这是台湾的优势, 例如盟立、均豪、和椿、阳程、东台等企业, 都在各自擅长领域开拓市场。订制化系统整合能力的高低, 是机器人系统整合商获利高低的关键。

与机器人相关的自动化设备也为台湾厂商持续耕耘的领域之一。川宝、致茂、志圣、阳程等皆为其中有名的企业。阳程公司在去年接获新普、鸿海生产线自动化订单下, 获利大幅跃进;今年在客户需求持续下, 整体营运依然看俏, 股价持续走强。

而在印刷电路板等高劳力密集产业, 自动化设备也将是不可避免的趋势, 相关设备商如川宝、志圣可望受惠。其他如系统设备整合的广运、帆宣等企业, 营运或有机会搭上这一波自动化浪潮向前快速发展, 皆可持续关注。

台湾优势:产业链完整、技术佳

机器人浪潮席卷全球, 世界各国和地区均看好机器人产业的未来, 企业加码投资, 台湾产业是否具备竞争优势?

其实, 过去数十年所累积的制造能力, 以及金属机械、资讯电子与化工业等完整产业链, 已为台湾机器人产业装上起飞的翅膀。

例如淡江大学机器人研究所教授翁庆昌指导的硕、博士生作品, 从零件到研发都不假他人, 只要走一趟台北光华商场, 就能买齐材料, 让一位加拿大短期研修回来的淡江硕士生叹为观止:想在温哥华买耗材, 要跑好几个地方。

台大电机系终身特聘教授罗仁权说, 一台机器人约有36%至40%的电子零部件, 台湾有晶圆代工、集成电路设计等完整又密集的ICT产业, 是发展机器人的优势。

机器人的研发技术也明显进步, 例如制鞋涂胶, 由于鞋子尺码不一, 都要靠人工上胶, 最近已突破瓶颈, 完成自动化上胶。

台湾完整的产业链及少量多样的制造能力, 外商都看在眼里。日本软银公司找鸿海代工机器人就是实例。

台湾劣势:市场小、缺关键零部件

不过, 有优势也有劣势。全球工业用机器人已臻成熟, 八成市场被少数国际企业把持, 核心关键零部件也掌控在外人手里, 台湾必须尽速落实机器人零部件国产化, 降低成本, 才有机会胜出。

另一个挑战则是市场, 台湾内需规模小, 同文同种的大陆是最佳机会。以2012年每万人工业机器人持有数来看, 全球平均58台, 台湾排名11, 有124台, 大陆排名28, 仅23台, 潜在需求大。

不过, 研华宝元数控公司总经理郭伦毓提醒, 大陆既是主要市场, 也是竞争者, 尤其当地机器人产业供应链发展迅速, 台商必须加以注意。

台湾机会:发展服务型机器人

相对于工业型机器人, 服务型机器人市场倒是台湾的新机会。罗仁权建议从“必须拥有”角度出发, 做消费者真正需要的商品, 再降低成本, 达到买得起、容易安装又方便维修, 做到这三点就能成功。

机器人浪潮来袭, 台湾已有不少企业蓄势抢占市场, 如上银、鸿海、研华等, 但也有企业犹豫不决。智能自动化与机器人协会副秘书长陈文贞说, 大家都知道智动化是趋势, 但多数中小企业考量成本后, 还是迟疑不敢投入。

少子化与高龄化让智动化势在必行, 企业如无法理解, 就像温水煮青蛙, 等到同业都自动化, 品质稳定、成本下降后, 就会失去竞争力。

其实就投入经费来看, 台湾跟邻近的日、韩, 乃至于大陆都遥遥落后。

根据韩国机器人协会 (KAR) 的统计, 2013年韩国投入机器人产业金额达1.6亿美元 (约台币48亿元) , 2010年就已喊出2030年将仁川打造成“东亚机器人总部”的口号, 预计2014年至2018年, 还要投入27.3亿美元。台湾5年才预计投入82亿元台币, 等于一年预算只有韩国的1/10。

台大机械系终身特聘教授黄汉邦直言, 台当局若没有决心, 预算无法持续, 学术界就缺乏支撑研究的力道, 光靠企业有限, 台当局必须起带头作用, 才能发挥力量。

智能自动化与机器人协会副秘书长陈文贞汇聚业界心声指出, 台当局机器人产业政策不够明确, 预算不足, 且产学落差大, 许多毕业生无法为企业所用。

除了对企业与政府带来冲击外, 机器人时代对低阶劳工的影响最深远, 工作者必须要行转型的心理准备。

3.中国机器人“闯关” 篇三

到2020年，自主品牌工业机器人年产量达到10万台，六轴及以上工业机器人年产量达到5万台以上；服务机器人年销售收入超过300亿元；培育3家以上具有国际竞争力的龙头企业，打造5个以上机器人配套产业集群……

日前，工信部、发改委、财政部联合印发《机器人产业发展规划（2016—2020年）》，为中国机器人产业今后的发展描绘了蓝图，指明了方向。

站在风口，迎来关口。眼下，机器人产业俨然已成为政府、资本、企业竞相追逐的宠儿。但是，在跨国巨头环伺的市场上，中国机器人要想站得住走得稳，还需跨过几道坎。

市场：既要看得见，更要摸得着

“机器换人”不是天方夜谭，也非夸大其词，而是很多行业和领域正在变为现实的新趋势。

由于全球新一轮产业转移、经济结构调整、人口红利消失和国家政策大力扶持等因素驱动，中国机器人产业在行业需求、景气度上不断攀升，这使得曾经是世界工厂的中国，如今成为全球机器人市场的最大买家。

数据显示，2014年中国购买了57096台工业机器人，同比增长56%，占全球销量的1/4，连续两年成为全球第一大工业机器人市场。工业机器人保有量由2009年的3.73万台涨至2014年的19.06万台，保有量增加近5倍。预计2015年中国工业机器人市场有望突破10万台，保有量有望突破30万台。

同时，中国也是全球增长最快的机器人市场。从2010年到2014年，中国工业机器人的总供给量年均增长约40%。这种快速的增长在工业机器人的发展史上是独一无二的。在短时间内从来没有任何一个市场能达到如此的增长速度，众多行业越来越多地投资于自动化改造。

此外，中国制造业目前有4500万工人，机器人有庞大的替代空间。目前，中国工业机器人密度只有36台/万人，与全球平均66台/万人还有很大的差距，而韩国、日本和德国在这一领域的数字分别为478台、323台、282台，分别约是中国的13.3倍、9倍和7.8倍。

未来10年，中国工业机器人市场将达到6000亿元人民币，继续把持世界机器人市场的“头把交椅”。与韩国、日本、德国这样的高端制造强国相比，中国工业机器人市场潜力巨大。

不过，在众多从业者看来，这既是机遇，也是挑战。大市场当然是大好事。市场是中国机器人产业最大的优势，这个最少会持续8年到10年的高速增长的工业机器人市场，将为中国机器人企业发展提供最好的支撑。但是，光伏产业的惨痛教训、国内钢企目前的大面积亏损现实，自主品牌轿车的市场份额跌落20%以下……一幕幕辉煌过后的酸楚现实一再说明：在机器人的这场全球竞争中，中国最亮眼的不能只是市场。如果不能审时度势，通过科学发展自主创新实现超越，国产机器人行业也有可能在大机遇的激流中黯然伤退。

现实：跨国巨头强势抢滩

目前，中国机器人市场，这块正在增长曲线上的巨型蛋糕，已经引来了全球分食者的激烈竞争。2014年中国工业机器人市场高达5.6万台的销量中，本土供应商的销量仅为1.6万台，7成以上蛋糕被海外供应商分去。ABB、发那科、安川、库卡，仅机器人行业的这四大外资家族就占据了超过50%的国内市场。而在中高端市场上，进口机器人更是垄断了90%以上的市场。

“ABB在1984年开始进入中国，2005年开始在上海进行生产。目前，在中国，我们共有18个办事处，总共卖出了4万多台机器人。”瑞士ABB亚太机器人包装行业经理Mats Halen日前接受媒体采访时表示，ABB在很多应用方面都是中国市场的领头羊，包括机器人硬件、软件、标准等。

当然，同时他也没忘记额外强调，ABB（中国）现在已经是一家本土化的公司，“包括研发、生产、销售、设计、系统等方面，ABB全部进行了中国的本地化。”在Mats Halen看来，在中国的机器人市场中，外资企业和国内企业都会找到自己的位置。

不过，作为世界机器人行业的巨头，在争夺中国市场这个迅速膨胀的大蛋糕时，无论ABB还是其他外企，都远没有表态上的如此“温和”。尤其是在近年，多地地方政府陆续出台产业发展政策的不断刺激下，外资巨头攻城掠池的速度正在不断加快。

3月1日，美的安川服务机器人公司与安川美的工业机器人公司在顺德美的创新中心揭牌，由美的控股60.1%服务机器人公司以及由安川控股51%工业机器人公司双双投入运营；

3月7日，安川（中国）机器人有限公司第10000台机器人在武进国家高新区下线；

3月28日，就工业机器人在智能制造和工业4.0中的应用、YOUBOT机器人开发和培训项目，库卡与中国哈工大机器人集团签订战略合作协议；

4月5日，库卡机器人（上海）有限公司与洛阳市人民政府签订合作备忘录；

4月28日，ABB与国内优秀的系统集成商拓斯达签订战略合作协议，共同开拓国内3C、注塑、压铸等领域；

同一天，ABB与青岛双星集团签署战略合作伙伴协议，联合开发适合中国轮胎行业升级改造和建立智能制造工厂的专业机器人。

……

ABB、库卡等世界机器人公司，都经历了数十年的发展，一个值得关注的现象是，它们大多随着全球工业机械的快速增长而迅速成长为巨头。因此，它们的产品主要应用在汽车、电子等行业。而在中国，无论是规模上，还是种类上，所需要的机器人产品都比发达国家要多要全。

中国的机器人企业已经意识到了这个问题。新松机器人中央研究院院长徐方表示，“现在，在中国，不管是‘机器换人’，还是产业升级，所需要的机器人种类，和发达国家都不太一样。而这恰恰是国内企业的一个机会。”

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还有一个问题需要关注。国外高端工业机器人拥有规模化产量化优势，在保持产品成熟化优势的同时，也在不断降价，这对国产工业机器人发展带来的挑战非常大。

据多位从业者介绍，从2013年年底开始，四大家族的机器人本体开始大幅降价，降幅普遍在40%左右。“它们这么做的目的，就是以价格优势来打压国内机器人制造业发展。”

机器人核心部件和机器人本体制造都控制在国外厂商手中，而这部分产品利润占到行业总利润的80%左右。其实，留给国内机器人企业的市场空间一直不多。

顽疾：核心技术

国产机器人的发展要更进一步，就不得不正视核心技术的自主创新问题。

工信部赛迪研究院日前发布了2016年版《中国机器人产业发展白皮书》（下文简称《白皮书》），其中罗列了目前国产机器人的五大难题，分别是自主创新能力不强、产品以中低端为主、自主品牌认可度不高和行业标准有待进一步规范。

在五大难题之中，自主创新能力是“难中之难”，因为品牌认可度和产品质量都可以追溯到企业的技术水平。

在《白皮书》机器人技术水平14个小项评估中，中国仅有2个小项被评估为“先进”，其余皆是“落后”。而日本、美国、欧洲的评估结果大部分都是“先进”和“非常先进”。

机器人的核心技术包括程序技术、控制技术、应用作业技术等。关键部件有驱动器、伺服系统、高精度的减速器等。目前中国的大部分企业在核心技术、核心部件、感知系统等关键方面都是欠缺的，不少国内企业只是购买进口零部件后集成组装机器人。业内人士担忧，长此以往，“核心零部件之短”将导致本土企业生存空间被挤压，“国退洋进”风险放大。

一些企业开始寻找突破口。“格力未来的发展就是要机器人生产，用自动化设备生产自动化设备。”随着“中国制造2025”的提出，工厂自动化、无人化生产成为制造业发展的潮流趋势，在董明珠的强势助推下，格力电器已经明确了自主创新的重要方向——2016年，格力自动化设备制造部将继续紧密围绕工业机器人和高档数控机床两大研究领域布局发展。

风险投资界对机器人领域也一直保持着极大的兴趣和热情，那些市场应用广泛的机器人技术获得了众多投资人的青睐。但对于投入巨大的原始研发，投资人则会因为更多考虑风险而不敢投，这方面的投入还需依靠政府。

显然，政府也已经意识到了这个问题，工信部、发改委、财政部联合印发的《机器人产业发展规划（2016—2020年）》一大亮点就是，加强共性关键技术研究，整合现有科技资源和研发力量，组建国家级的机器人创新平台，提早布局新一代机器人技术，希望通过共性研发平台这样一个创新机制打通产学研，尤其是从实验室到产业化中间的薄弱环节，真正推动产业发展。

机会：服务机器人

目前，全球机器人市场主要以工业机器人为主，占市场份额的80%。中国工业机器人开始新的发展，带来了新的空间和机会，但与国外还有五到十年的差距。

和国际巨头有这么大差距，中国的工业机器人是否还有赶超的机会？北京航空航天大学机器人研究所所长王田苗给出了肯定的答案，“市场就是我们最大的优势，我们发展工业机器人，主要是占领中国的应用，然后再走向世界。”

王田苗表示，“中国机器人的发展真的还是有机会的，只是做工业机器人的人性子不能太急，它是一个长周期的东西，不能太急于赚钱，必须是先苦后甜。”

此外，随着互联网技术、人工智能技术以及新材料的技术发展，服务机器人突然进入到人们的视野，进入了人们的家庭。于是，业界开始思考，会不会今天的产业是工业机器人，明天的产业是服务机器人呢？

“未来，服务机器人的行业规模或将超过工业机器人，成为新蓝海。”这是平安证券分析师给出的判断。

“一旦它进入了家庭，庞大的人口需求，广泛的应用领域，都会推动服务机器人出现爆发性增长。”王田苗也相信，未来三到五年，服务机器人市场将超过工业机器人市场。

服务机器人刚刚开始，软件和硬件平台方面都还没有出现超级巨无霸企业，这是中国机器人企业的机会。不过，发展服务机器人，王田苗强调需要特别关注两件事情：第一，一定要有技术上的突破，第二，一定要有需求上的突破。

医疗、教育、娱乐、安防、救灾……服务机器人已经打开了新世界的大门。用户的痛点，就是市场的爆点。我们期待着中国成为这一市场的一个重量级玩家。

4.机器人中国现状 篇四

扫地机器人为近两年快速发展起来的一个新兴的智能家电产品，因其在使用时无需电源线辅助，自动回充，预约清扫等功能从真正意义上减轻了人工清扫的负担。在行业大发展的同时，国内涌现出一大批的贴牌加工厂家，行业质量的参差不齐，让使用者对这个产品褒贬不一。

扫地机器人这个设计概念最先出自台湾及美国市场，台湾一直是国际IC市场的生产制造基地，其单片机，我们通常讲的MCU是扫地机器人控制单元的核心部件.伊莱克斯推出了第一款扫地机器人，随后美国irobot及台湾Proscenic及时跟进，分别在推出自有品牌机器人产品。

在行业发展的初期阶段，这个产品并不被大众所接受，很多人看了机器后认为，与其让机器去打扫还不如自已随便的拿扫把几次搞定。同时单片机业态的不成熟以及高成本，成为阻碍产品在市场发展的绊脚石。

进入后期，扫地机器人所使用的单片机，由256进制升级到512进制，成本也逐步降低，同时也意味着，储存容量更大，可充许更多的程序算法。这时最早介入该产业的伊莱克斯，因为前期的大力投入未获取市场的相应回报，逐步的放弃智能型的机器，主攻其它家电。而irobot及Proscenic相反在前期投入不大，在逐步的市场试测试中看准了这类产品今后将在市场大卖，持续的研发投入。Proscenic借着台湾市场IC产业的优势与台湾工研院合作开发在~间迅速的打开亚州及北美市场。Irobot则在美国，及欧州市场占据优势。

20~扫地机市场一直有这两大品牌在市场上占据主导地位，两家不同的专利设计为行业设定的较高的进入门槛。两家分别在销量最大的日本及美国市场雄踞一方。Proscenic日本市场占据销售宝座，irobot在美国市场无人撼动。

后随着中国大陆市场经济的.快速发展，扫地机器人开始进入国内市场。国内业者快速跟进，20~间国内涌现出几十个品牌。以底价策略迅速换得市场追捧，同时也为扫地机器人市场埋下了严重的后患，大部分的国产品牌在使用一段时间后故障不断。重新再次引发了人们关于扫地机器人实用实用的大讨论。

5.机器人中国现状 篇五

大学组特等奖 北京理工大学珠海学院 飞虎队

一等奖 北京理工大学珠海学院 旋风队

广东白云学院1队

广东白云学院2队

佛山科学技术学院 黑虎战队

高职组一等奖佛山职业技术学院 亚普队

佛山职业技术学院 机电1队

佛山职业技术学院 猛虎队

佛山职业技术学院 机电2队

中职组一等奖珠海技师学院技师2队

教育机器人搬运码垛比赛

一等奖佛山科学技术学院 黑虎战队

教育机器人搬运码垛比赛—挑战赛

一等奖佛山科学技术学院 黑虎战队

教育机器人擂台对抗赛——个人赛

大学组一等奖广东白云学院1队

教育机器人擂台对抗赛——团体赛

大学组一等奖 西南石油大学

高职组一等奖 深圳职业技术学院

教育机器人游中国比赛

大学组一等奖 北京理工大学珠海学院 北理1号队

西南石油大学 勇气先锋1队

高职组一等奖 佛山职业技术学院 机电1队

佛山职业技术学院 机电2队

中职组一等奖 珠海技师学院 技师2队

教育机器人灭火比赛

中职组一等奖 珠海技师学院 技师2队

教育机器人创意设计与制作

大学组一等奖 北京理工大学珠海学院 迅狮队

6.机器人中国现状 篇六

洪建文解释，上述数据并非省政府简单估算，而是根据企业上报的采购需求加总得出。其中，企业技改投资5000亿元、装备购置3000亿元、电子产品及软件采购700亿元。工业机器人能够极大提高生产力、创造新的工作并在短期内提高工人工作的安全性。由于工业机器人优势明显，在智能制造时代下的必需品。2013年12月《工信部关于推进工业机器人产业发展的指导意见》提出到2020年，形成较为完善的工业机器人产业体系，工业机器人行业和企业的技术创新能力和国际竞争能力明显增强。富士康从2012年启动用机器人代替人的项目，计划在2013-2015年内投运100万台机器人，即使项目在实施过程中打点折扣，其三年内新安装的机器人数量应该会超过50万台。我国工业机器人产业即将爆发。前瞻产业研究院发布的《2014-2018年中国工业机器人行业产销需求预测与转型升级分析报告》显示，我国工业机器人市场规模不断增长，已成为世界上增长最快的市场。2003年我国工业机器人的需求仅约为1500台，到了2013年需求量达到了28200台，在10年的时间内增长了13倍左右。据预测，2014年我国工业机器人的市场规模有望达到2.8万台左右，与日本并驾齐驱；2015年的需求量将达到3.4万台，将超过日本3000台左右；2016年我国将成为全球最大的工业机器人市场。

我国的工业机器人的使用密度远低于全球平均水平，与日本、韩国、德国等发达国家相比差距更加明显。例如韩国是全球工业机器人使用密度最高的国家，每10000名工人中拥有机器人数量396台；日本的万人拥有量也达到了339台；德国则以267台的万人拥有量位居第三。而中国的万人工业机器人拥有量则仅为23台，不及国际平均水平58台的一半。目前工业机器人的应用在我国比例为6.4%，日本26.6%，美国13.8%，德国13.6%，韩国10.8%。由此来看，与发达国家的巨大差距意味着我国工业机器人市场发展潜力巨大。

2013年12月《工信部关于推进工业机器人产业发展的指导意见》提到2020年，形成较为完善的工业机器人产业体系，培育3-5家具有国际竞争力的龙头企业和8-10个配套产业集群；工业机器人行业和企业的技术创新能力和国际竞争能力明显增强，高端产品市场占有率提高到45%以上，机器人密度（每万名员工使用机器人台数）达到100以上，基本满

足国防建设、国民经济和社会发展需要。提出未来国产机器人应用的重点领域是：汽车及零部件、纺织、物流、国防军工、制药、半导体、食品等行业。以下是相关人士从机器人密度、产业升级和人工替代、市场渗透率三个不同角度来对未来我国工业机器人的市场前景进行预测。

以机器人密度来看，2013年底中国制造业工人数量约是2.207亿，保守估计需要用到机器人的汽车、配件、3C、化工和食品等行业人员1.1亿。如果在2020年后中国机器人密度按计划达到100以上，则至少需要110万套；而中国目前机器人保有量约15万，则至少还有85万台的缺口。按照均价每套15万估计，则共有1275亿的市场。

从产业升级和人工替代来看，有社会学家预计我国2015-2016年将迎来人口拐点，2013开始劳动力供给每年至少减少100万，至2020年总计至少减少1000万。按现在制造业就业人口占非农就业人口的比例63%来估计，则未来6年制造业就业人口总供给减少630万。一般中低端制造业机器人的人工替代效应是5-6人，不考虑产业升级因素，仅此一项就需要105-126万台机器人。再考虑推动产业转型升级推动的效应，预计需要50万台左右在高端机器人应用领域；合计155-176万台。

本文作者：蒋平

7.人形机器人技术的发展与现状 篇七

人形机器人是具备人类的外形特征和行动能力的智能机器人, 可以采用双腿行走方式, 通过手臂和身体的协调完成一些简单的功能, 以及通过简单的语言和人类交流。与传统的机器人相比, 人形机器人具有显著的优势。

人形机器人的出现是控制科学、传感器技术、人工智能、材料科学等学科的技术进步, 以及机器人使用范围的扩大和人类日常生活需要的产物。人形机器人以与人近似的形态出现, 对人类来说就不会感到特别的陌生, 也不会产生排斥心理, 更容易被人类所接受, 所以人形机器人将是未来的日常应用中最重要的智能机器人。

2 人形机器人技术的发展

人形机器人的研究起步于1960年代后期, 目标是解决人形机器人的双足行走问题。如日本早稻田大学加藤一郎教授在1969年研制出WAP-1平面自由度步行机。研究的内容包括行走机构的设计以及相应的控制方法。

1973年, 加藤等人在WL-5的基础上配置机械手及人工视觉、听觉装置组成自主式机器人WAROT-1, 此时研究者才开始逐步研究人形机器人的自主控制和运动, 人形机器人研究也逐步扩展到人工智能方面。

在此后很长的一段时间里, 人形机器人的研究重点是行走机构的研究, 如采取新的驱动方式和步行方式的控制方法, 提高人形机器人的行走速度, 近期的技术发展使得人形机器人具备奔跑能力 (索尼的SDR-3X) 。

进入1990年代, 人形机器人在控制方法和人工智能等方面的研究成果不断出现, 从而推动了人形机器人技术的快速发展, 此后机器人的行走能力、智能化和功能都越来越强大, 最著名的人形机器人就是本田公司的ASIMO (图1) 。

如今, 人形机器人向这两个不同的方面发展, 一个是外形上与真实人类的细部特征相同的发展;另一个是功能上接近真实人类, 具备和人类一样的运动能力和灵活性及对环境的判断能力。在2005年的日本爱知博览会上, 就出现了多种与真人外观一样的机器人, 在北京第19届智能机器人与系统国际会议上, 我国同样也出现了这类人形机器人 (图2) 。这些机器人具有丰富的面部表情, 能模仿人类的一般表情, 但目前的表现形式还比较呆板和机械, 不如人类自然。

3 人形机器人的关键技术

人形机器人作为一个复杂的机电系统, 它的发展和机构学、控制技术、传感器技术、人工智能这些技术的发展息息相关。这四种技术的发展与进步直接影响着人形机器人技术的发展。

3.1 机构学

人形机器人的各种机构是构成机器人的基本框架, 也是机器人各项功能实现的载体。从最早的WAP-1到最先进的2007版的ASIMO, 研究人员一直致力于机器人机构的研究与优化。即使如此, 人形机器人的机构仍有很多缺陷。比如, 现有的机器人在行走时带有一些机器味, 没有人类的流畅和优雅, 即使增加了臀部的自由度, 效果也不是很明显。而且随着机器人自由度的增加, 伺服电机的数量也增加, 这样机器人的结构就不能像人类一样匀称合理。当然研究人员也在尝试各种新方法来解决该问题, 也取得了不少成就。麻省理工学院的一项研究"被动动力学理论设计"就能有效地减少机构的尺寸, 因为运用该理论, 机器人的腿部部分关节没有电动机和控制器, 却能实现类人运动。

3.2 控制技术

人形机器人是一个机电复合体, 先进的机构离开了控制技术, 只能是机器框架。所以, 从人形机器人诞生开始, 研究人员一直都在寻求更先进的控制技术, 表1即为各个时期研究人员研究的一些控制方法。我们可以看到研究者的主要工作集中在行走机构的控制方法上。这是因为, 人形机器人的最大特点就是和人类一样双足行走, 但是双足行走方式虽是最高效的行走方式, 但同时也是最复杂的方式, 因此, 要使机器人贴近人类的行走姿态还需大量的研究工作。

3.3 传感器技术

如同人的眼睛、耳朵一样, 传感器对于机器人也是同等的重要, 人形机器人的外界信息的获取都得依靠各种不同的传感器。这些传感器包括视觉传感器、听觉传感器、触觉传感器、力传感器、陀螺仪等。除了上述的几种常用传感器外, 部分人形机器人还具备嗅觉传感器和味觉传感器, 这些不同功能的传感器构成了人形机器人的感知系统和控制系统。随着人形机器人技术和功能的不断强大, 将会有更多的传感器运用到机器人身上。同时人形机器人作为面向复杂应用环境的智能个体, 所面临的是一个多模式信息呈现的世界, 因此开发研究新型的外部传感器, 使其具有更高的性能指标和更宽的应用范围, 才能使机器人根据环境的变化做出对应的决策。

3.4 人工智能

人形机器人的最终用途是和人类协同工作或代替人类独立工作, 这需要机器人能像人类那样具有一定的判断能力, 因此机器人需要具备高度的人工智能。只有具备了人工智能, 机器人才能具备对陌生环境的判断和处置能力, 以提高人类协同工作的能力。人工智能实现的方法是先编制相应软件, 再由计算机进行计算, 机器人接受指令产生相应的操作。这些高度智能化的操作必须有高度发展的智能技术及计算机软件实现技术作为基础。

4 人形机器人的应用前景

目前人口老龄化问题在世界范围内出现, 研究显示, 2020年以后, 我国65岁以上人口将达到17139万, 占总人口的11.8%, 由此可见, 老龄化问题将在以后的几十年里影响社会的发展。人形机器人的出现能缓解老龄化带来的部分危机, 而且一些危险的工作场所和恶劣的工作条件, 机器人替代人类工作也能带来直接的好处。

4.1 日本人形机器人的当前运用

由于现有技术的限制, 目前的人形机器人主要以服务机器人、娱乐机器人以及医疗机器人的角色服务于人类。娱乐机器人以索尼公司QRIO为代表 (如图3) , QRIO是一款集科技与娱乐于一身的机器人, 身高580mm, 体重7kg, 在多达38个可转动关节下, 不仅可跳舞、唱歌、踢足球, 更可即时调整姿势来适应各种环境;透过纪录声音与脸部特征, 具有辨识的功能, 可与人进行即时互动。

服务机器人以本田公司的ASIMO为代表 (如图4) 。ASIMO可以和人手拉手走路等, 强化了与人配合的行动能力, 而且增加了利用手推车搬运物品的功能。此外, 新开发出的对这些功能进行统一控制的综合控制系统, 使ASIMO可以自行从事接待、向导、递送等服务。并且极大地提高了移动能力, 实现了时速6km的奔跑及迂回行走。运用视觉传感器和手腕力度传感器, ASIMO可根据实际情况交接实物。比如, ASIMO可通过手腕接触放置托盘的桌子, 从而判断高度和负荷大小。另外, 还可协调全身动作来放置托盘, 无论桌子高低, 都可灵活应对。运用手腕的传感器, ASIMO可调整左右手腕的推力, 保持与推车之间的合适距离, 一边前进一边推车。当推车遇到障碍时, ASIMO还会自行减速并改变行进方向, 直线或者转弯推车。

医疗服务机器人以日本早稻田大学的TwendyOne为代表 (如图5) 。TwendyOne主要针对老年人和残障人士等行动不便者设计, 可以为他们提供很细致的照顾, 别看它外型有些笨重, 但是手指却非常灵活。它一只手轻松地拿起了桌上的一根吸管, 然后另一只手稳稳地端起了一个杯子。“Twendy-One”可以完成如此高难度动作, 就在于这灵活的关节设计, 而且柔软的触感, 和人互动时, 也不用担心会伤到人, 早稻田的机器人研究人员指出:“人手可以做的动作, 这个机器人都可以, 因此机器人手部的触感和人的手几乎一模一样”。

4.2 其他国家的人形机器人研究

日本在人形机器人方面做出了重要尝试, 而其他技术强国也在机器人上做了大量的工作, 但侧重点和运用环境和日本有较大的不同。以美国为例, 美国一直注重智能机器人和军用机器人的研究, 研发出多种功能强大的智能机器人和军用机器人, 虽然这些智能机器人功能很强大, 智能化程度也更高, 以美国最新的智能军用机器人“大狗”为例, 图6这个形似机械狗的四足机器人由波士顿动力学工程公司专门为美国军队研究设计。长度为1m, 高0.7m, 重量为75kg, 从外形上看, 它基本上相当于一条真正的大狗。它不仅仅可以爬山涉水, 还可以帮助士兵承载较重负荷。“大狗”的四条腿完全模仿动物的四肢设计, 内部安装有特制的减震装置, 行进速度可达到7kg/h。“大狗”机器人的内部安装有一台计算机, 可根据环境的变化调整行进姿态。而大量的传感器则能够保障操作人员实时地跟踪"大狗"的位置并监测其系统状况。“大狗”既可以自行沿着预先设定的简单路线行进, 也可以进行远程控制。最近, 美国计划将这种“大狗”军用机器人, 作为美国增兵计划的一部分将被派往阿富汗, 和美军作战人员一同参加军事任务。

由于美国的机器人运用偏重于军事应用, 重点强调的是机器人的功能, 所以美国的机器人在外形上趋向于机器结构, 而在外形上并不做过多的研究。这也是美国的机器人研究区别于日本的主要特点。

4.3 人形机器人的工业化发展

工业机器人的应用是现代化工厂的标志, 但现有的工业机器人的局限性限制了它更广泛的发展, 现有的工业机器人的工作方式单一、灵活性很差, 工作区域固定。企业生产的改变就必须对机器人重新布置, 或采购新类型的机器人, 这必然造成资源的浪费, 增加企业的生产成本。随着技术的发展, 人形机器人将演变为一个通用操作平台, 有以实现对不同设备操作, 如工程机械的操作、交通工具的驾驶。那样的话, 我们就不需要将每台设备都高度智能化, 而只需要一个智能化的人形机器人来实现对这些不同设备的操作, 就能使现有的机械实现智能化作业。而如果将这些设备全部实现高度智能化, 将是一项巨大和艰难的工作, 还将花费大量的金钱。在2009国际机器人展中, 日本川田工业就展示了两款工业机器人HIRO (图7) 和NEXTAGE (图8) 。HIRO本身也具备惊人的色彩、形状, 与人脸影像辨别处理能力。HIRO的研发者指出现在日产汽车的工厂几乎已经全部采用机器人, 只有在某些精密动作上需要人来辅助执行。最终目标就是要取代汽车的工厂最后留下的那个人类。

5 我国的人形机器人发展

我国的人形机器人研究起步于1986年启动的国家高技术计划 (863计划) , 经过二十多年的研究, 同样取得了丰硕的成果。如北京理工大学研制的机器人“汇童”有32个自由度, 能打太极拳, 会腾空行走, 并能根据自身的平衡状态和地面高度变化, 实现未知路面的稳定行走。国防科技大学也是我国人形机器人研究的佼佼者, 从1987年至今已经完成了四代机器人样机的研制。

尽管如何, 我国的研究和日本等技术强国相比, 还是存在不小的差距, 比如, 发达国家的人形机器人在2003前后已经初步具备了跑步的能力, 而我国目前还停留在跑步状态下的步态分析与研究阶段。而且, 我国的机器人在实用性方面和国外也有差距, 如日本的ASIMO和QRIO已处于商用阶段, 而我国人形机器人目前还处于技术展示阶段。

6 结论与展望

目前, 人形机器人向着两个方向发展, 一是外形上向着与人类的细部特征相同的方向发展;另一个是功能上接近真实人类, 具备和人类一样的运动能力和灵活性, 对环境的判断能力。目前这两个方面都取得了显著的成果, 但两方面的结合似乎还存在着一些难题, 比如, 如何提高机器人的关节灵活性与减少和简化机器人关节结构的矛盾, 以及如何提高行走效率的问题等等。但随着技术的进步以及各种新型工程材料的运用, 这些矛盾会在不远的将来得到解决。

但是, 一个功能和外观上与人类完全一样的机器人是否人形机器人发展的终极目标, 这也还是一个值得思索的问题。

摘要：人形机器人是一类能双足行走的智能机器人, 与传统机器人相比有很大的优势, 但人形机器人也远比传统机器人复杂。文中主要就人形机器人的相关技术对人形机器人的发展与现状做了相关的综述。

关键词：人形机器人,智能,结构,功能

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8.我国工业机器人发展现状浅谈 篇八

【关键词】工业机器人;应用;发展

1.我国研究开发现状

工业机器人是一种集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。我国工业机器人研究开始于20世纪80年代中期，在国家的支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，已经基本实现了实验、引进到自主开发的转变，促进了我国制造业、勘探业等行业的发展。

但随着我国门户的逐渐开放，国内的工业机器人产业面临着越来越大的竞争与冲击。虽然我国机器人的需求量逐年增加，但目前生产的机器人还很难达到所要求的质量，很多机器人的关键部件还需要进口。所以目前来说，我国还处在一个机器人消费型的国家。

我国现有的机器人研究开发和应用的工程单位超过200家，其中从事工业机器人研究和应用的超过80家。基本掌握了操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，开发出弧焊、点焊、装配、搬运等机器人，目前生产的各类工业机器人中有90%以上用于生产中。

来自中科院沈阳自动化所专家课题组的预测表明，今年，我国机器人市场保有量将增至48600台，年销售额约90多亿元。根据发达国家产业发展与升级的历程和工业机器人产业化发展趋势预测，到2015年，我国机器人市场容量将达十几万台套。

2.工业机器人的应用

随着工业机器人发展的深度和广度，以及机器人智能水平的提高，工业机器人已在众多领域得到了应用。自从20世纪60年代初人类创造了第一台工业机器人以后，工业机器人就显示出它极大的生命力，在短短50年的时间中，工业机器人技术得到了迅速的发展。目前，工业机器人已广泛应用于汽车及汽车零部件制造业、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等领域中。在工业生产中，弧焊机器人、点焊机器人、分配机器人、装配机器人、喷漆机器人及搬运机器人等工业机器人都已被大量采用。其标准化、模块化、网络化和智能化的程度越来越高，功能也越来越强，正在向着成套技术和装备的方向发展。

随着科学与技术的发展，工业机器人的应用领域也不断扩大。目前也已开始扩大到核能、航空、航天、医药、生化等高科技领域以及家庭清洁、医疗康复等服务业领域中。如，水下机器人、抛光机器人、打毛刺机器人、擦玻璃机器人、高压线作业机器人。即工业机器人的应用向大、异、薄、软、窄、厚等难加工领域深化扩展。随着人们生活水平的提高及文化生活的日益丰富多彩，未来的机器人将为提高人类的生活质量发挥越来越重要的作用。

3.工业机器人发展动力

在国内，工业机器人产业势头十分强劲。首先是我国汽车工业的高速发展，对汽车制造装配提出了大量的需求。2000年开始，受国家宏观调控及居民消费水平提高的影响，我国汽车工业发展进入了一个历史性的高速增长期。针对这种局面，国内汽车自主品牌生产厂家纷纷加大研发和投资力度。工业机器人是汽车生产中的一种主要的自动化设备，在整车及零部件生产的弧焊、点焊、喷漆、搬运、涂胶等工艺中有大量应用，整个行业的增产扩能增加了对工业机器人的需求。除了汽车行业，IT行业、材料处理等行业的发展也给工业机器人发展提供者巨大的动力。

其次是我国的劳动力成本的变化。随着我国经济持续的增强，劳动力供应格局已经开始发生变化。劳动力由供远大于求向供求平衡发展，工人对薪资和工作条件提出了更高的要求。这种转变促使企业认识到必须通过改进机器设备，提高技术和资金的密集度以尽量减少用工量，其中工业机器人成为应对这一转变的主要手段。

最后是提高产品质量的需求。持续的经济强劲增长，尤其是对外出口以及国内外资企业对质量的严格要求，逼迫产业界开始重视工业机器人在提高生产效率同时提高产品质量中所起的巨大作用。所以近年来许多企业越来越重视生产中工业机器人的使用，从而提高了企业的竞争力。

4.工业机器人發展趋势

4.1技术发展趋势

随着计算机技术不断向智能化发展，机器人应用领域的不断扩展和深化以及在系统中的群体应用，工业机器人在不断向着智能化方向发展，以满足多样化、个性化的需求，并适应多变的非结构环境作业，向非制造领域进军。

工业机器人向智能化、模块化和系统化的方向发展，其发展趋势主要为：结构的模块化的可重构化、控制技术的开放化、PC化和网络化、伺服驱动技术的数字化和分散化、多传感器融合技术的实用化、工作环境设计的优化和作业的柔性化以及系统的网络化和智能化等方面。

4.2产业发展趋势

受到全球经济危机的影响，近两年全球机器人的需求量急剧减少的，机器人技术引发新工业革命的梦想也被覆上了浓重的阴影。最近，日本机器人协会指出，2008年第四季度工业机器人的销售量降低了33%，2009年第一季度又降低了59%。英国自动化与机器人协会的数据则表明，从2009年以来，英国工业机器人的年组装数已从约2000台降至800台不到。

但这种销量减退的现象有它特定的原因，随着全球金融危机阴影的消失，全球工业机器人的销量已经有了明显的回升，并处在加速阶段。现实迹象表明随着全球经济的逐步复苏，全球工业机器人的销量会有一个短暂的回升期，进而会达到一个新的阶段。

5.工业机器人发展目标

工业机器人技术主体的发展目标是：瞄准国际前沿高科技发展方向，创新性地研究和开发工业机器人技术领域的基础技术、产品技术和系统技术。通过发展工业机器人技术，提高我国制造业乃至整个工业的装备技术水平，促进装备制造业的结构调整与产品的升级换代，带动全行业的科技进步与产业提升，扩大非制造领域机器人技术的应用，增强我国的国家安全与综合国力。实现跨越式发展，建立若干机器人技术工程研究开发中心，提高技术和产品开发与自主创新能力，形成我国机器人技术产业化发展的技术源头。

结合我国的国情，加强我国工业机器人应用工程的开发，使之与国民经济的发展密切相结合。经过近十年的努力，我国在工业机器人应用工程的开发方面已具有相当的实力，已有一支了解企业的需求，能开发出符合实际使用条件应用工程，成本低，服务及时，具备与国外公司的竞争能力，因此加强工业机器人应用工程的开发，并围绕应用工程的需要进行工业机器人新产品的开发，使之具有一定的规模化生产能力，这样可以促进我国企业的技术进步和提高竞争力，同时工业机器人的应用也可形成具有一定规模的产业。

利用国家863计划在工业机器人技术和自动化装备研究开发所形成的技术优势，尽快变技术和单元产品优势为系统优势，全面掌握工业机器人及机器人大型自动化成套装备设计、开发和制造技术。■

【参考文献】

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