機器人時代,來了!

1、機器人時代 ,來了 !近兩年，隨著中國人口紅利下降，勞動力價格上升， 機器人不僅在制造業(yè)正在替代工人，還將在軍事、偵察、服 務、娛樂等領域超越人類。 以 Google 收購的波士頓動力學公 司( Boston Dynamics)設計的一款機器狗 LS3為例，它可以 在 24 小時不進行補給的情況下， 攜帶 181 公斤負載行進 32.2 公里，還能在樹林、巖石地、障礙物和城區(qū)等復雜地形中跟 隨士兵行動。另外，用于偵察的無人飛機、無人汽車，用于 陪護的機器人，用于孩子教育和娛樂的機器人，用于清潔的 家庭機器人“鋼鐵俠”已不僅存在于科幻電影中，機器 人大軍正走入我們的生活。機器人專家從機器人應用環(huán)

2、境出發(fā)，將機器人分為兩大 類，即工業(yè)機器人和服務機器人。 工業(yè)機器人根據(jù)用途不同， 大致可以分為焊接機器人、搬運機器人、噴漆機器人、涂膠 機器人、裝配機器人、碼垛機器人、切割機器人、自動牽引 車( AGV)機器人、凈室機器人等。而服務機器人則是除工 業(yè)機器人之外的、用于非制造業(yè)并服務于人類的各種先進機 器人，主要包括個人 / 家用服務機器人和專業(yè)服務機器人。服務機器人全球 PR( PersonalRobot)時代 根據(jù)國際機器人聯(lián)盟的定義，服務機器人是一種半自主 或全自主工作的機器人，它能完成有益于人類健康的服務工 作，但不包括從事生產(chǎn)的設備。 服務機器人的定位就是服務。服務機器人的應用范圍很

3、廣， 主要從事維護保養(yǎng)、 修理、 運輸、清洗、保安、救援、監(jiān)護等工作。其中，個人/ 家用機器人主要包括：家庭作業(yè)機器人、娛樂休閑機器人、殘障輔 助機器人、住宅安全和監(jiān)視機器人等；專業(yè)服務機器人主要 包括：場地機器人、專業(yè)清潔機器人、醫(yī)用機器人、物流用 途機器人、檢查和維護保養(yǎng)機器人、建筑機器人、水下機器 人，以及國防、營救和安全應用機器人等等。數(shù)據(jù)顯示，目前世界上至少有 48 個國家在發(fā)展機器人， 其中 25 個國家已涉足服務型機器人開發(fā)。在日本、北美和 歐洲，迄今已有 7 種類型計 40 余款服務型機器人進入實驗 和半商業(yè)化應用。目前美國正在致力于將為軍隊傷病員開發(fā) 的機器人假肢和小型無人偵

4、察直升機等技術轉(zhuǎn)為民用，歐盟 最近啟動全球最大民用機器人研發(fā)項目，到 2020 年將投入 28 億歐元研發(fā)用于醫(yī)療、護理、家務、農(nóng)業(yè)和運輸?shù)阮I域的 機器人。在服務機器人領域處于發(fā)展前列的國家中，西方國 家以美國、德國和法國為代表，亞洲以日本和韓國為代表。根據(jù) IFR2013 年世界服務機器人統(tǒng)計報告，服務機器人 2012 年總銷量為 301.6 萬臺，總銷售額為 46.2 億美元。 其中 個人/家用服務機器人銷量為 300 萬臺，環(huán)比上升 20%，總銷 售額為 12 億美元；專業(yè)服務機器人 2012 年總銷量為 16067臺，環(huán)比增長 2%，銷售額為 34.2 億美元IFR報告預期，從 201

5、3 年到 2016 年，全球工業(yè)機器人 市場將以年均 6%的速度增長，中國是這一增長趨勢的領跑 者，年均增長率達 15%。根據(jù) marketsandmarkets 的報告， 2011 年全球服務機器人市場規(guī)模為 183.9 億美元，到 2012 年增長到 207.3 億美元， 20122017 年全球服務機器人市場 規(guī)模復合增速將達到 17.4%，到 2017 年達到 461.8 億美元。 IFR預測 2013 2016 年家用機器人銷量將達 220 萬個。智能服務機器人是未來各國經(jīng)濟發(fā)展的有力支柱之一， 我國國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要 （20062020 年） 把智能服務機器人列為未來

6、 15 年重點發(fā)展的前沿技術，并 于 2012 年制定了服務機器人科技發(fā)展“十二五”專項規(guī) 劃支持行業(yè)發(fā)展。我國的服務機器人市場從 2005 年前后才開始初具規(guī)模， 但我國在服務機器人領域的研發(fā)與日本、美國等國家相比起 步較晚，與發(fā)達國家的絕對差距還比較大，但相對于工業(yè)機 器人而言則差距較小。因為服務一般都要結(jié)合特定市場進行 開發(fā)，本土企業(yè)更容易結(jié)合特定的環(huán)境和文化進行開發(fā)，占 據(jù)良好的市場定位，從而保持一定的競爭優(yōu)勢；另一方面， 外國的服務機器人公司也屬于新興產(chǎn)業(yè)，大部分成立的時間 還比較短，因而我國的服務機器人產(chǎn)業(yè)面臨著比較大的機遇 和可發(fā)展空間。醫(yī)用機器人第三代外科手術時代 醫(yī)用機器人是

7、一種智能型服務機器人，它能獨自編制操 作計劃，依據(jù)實際情況確定動作程序，然后把動作變?yōu)椴僮?機構(gòu)的運動。隨著發(fā)達國家進入老齡化，醫(yī)療、護理和康復 的需求增加，同時由于人們對生活品質(zhì)追求的提高，使得醫(yī) 療不管在質(zhì)上還是在量上都必須滿足更高水準的要求。另一 方面，醫(yī)護人力相對缺乏，醫(yī)用機器人作為新興醫(yī)護手段具 有巨大的發(fā)展?jié)摿?。醫(yī)用機器人是集醫(yī)學、生物力學、機械學、機械力學、 材料學、計算機圖形學、計算機視覺、數(shù)學分析等諸多學科 為一體的新型交叉研究領域，在軍用和民用上有著廣泛的應 用前景，是目前機器人領域的一個研究熱點。根據(jù)IFR 的分類，醫(yī)用機器人歸屬于專業(yè)服務機器人，其自身可以分為四 個類別

8、，診斷機器人、外科手術輔助機器人、康復機器人及 其他。醫(yī)用機器人用途主要為用于傷病員的手術、救援、轉(zhuǎn)運 和康復，是醫(yī)療衛(wèi)生裝備信息化、智能化的重要發(fā)展方向之 一。尤其是外科手術機器人， 醫(yī)生透過它所提供的靈巧操控、 精準定位以及術前規(guī)劃，可以使得病患手術傷口減小、術后 迅速恢復正常生活等，達到精準性和微創(chuàng)性兩大優(yōu)點。目前，全世界已有 33個國家、 800 多家醫(yī)院成功開展了60 多萬例機器人手術，手術種類涵蓋泌尿外科、婦產(chǎn)科、心 臟外科、胸外科、肝膽外科、胃腸外科、耳鼻喉科等學科。根據(jù)國際機器人聯(lián)盟 2013 年的機器人統(tǒng)計報告， 2012 年全球醫(yī)用機器人銷量為 1308 臺，同比增長 20

9、%，占全部 專業(yè)服務機器人銷量的 8%，市場規(guī)模約為 60 億美元。其中 外科手術輔助機器人銷量為 1053 臺，環(huán)比上升 6%，總銷售 額達 14.95 億美元，占醫(yī)用機器人銷售額的 44%。醫(yī)用機器 人是單位價值最高的專業(yè)服務機器人，每臺醫(yī)用機器人（包 括附件和零部件）售價可達 150 萬美元。 雖然當前 醫(yī)用機器人普及率還很低，并且安裝的大部分是發(fā)達國家， 但摩根近期的一個調(diào)查數(shù)據(jù)表明，美國的外科醫(yī)生們認為未 來 35 年里醫(yī)用機器人在手術中的使用率會迅速上升到一 個比較高的層次，約占 50%，醫(yī)用機器人市場潛力巨大。 IFR 預測在未來的 4 年里，醫(yī)療機器人會以每年 19%的速度增長

10、， 2016 年全球市場規(guī)模估計會增長到 119 億美元。醫(yī)用機器人在我國還處于整體技術水平低下發(fā)展緩慢 的階段，與發(fā)達國家差距巨大，缺乏研究醫(yī)用機器人的人才 和技術，我國目前還沒有成型的規(guī)?；t(yī)用機器人產(chǎn)品。而 另一方面，我國醫(yī)生和護士人數(shù)相對于人口基數(shù)比例較小， 每千人的護士僅為世界人均量的 0.46，僅為日本的 0.4，美 國的 0.15；我國每千人的醫(yī)生人數(shù)僅為日本的0.79，德國的一半。因而醫(yī)護人員的不足引起的供需矛盾使得醫(yī)用機器人 的發(fā)展具有更多的動力。在這些驅(qū)動因素的促進下，我國未來的醫(yī)用機器人發(fā)展市場巨大，根據(jù) IFR預測， 2013 至 2016 年 4 年里醫(yī)療機器 人會以

11、每年 19%的速度增長， 2016 年全球市場規(guī)模估計會增 長到 119 億美元。而中國會達到 0.97 億美元的市場規(guī)模。家庭智能機器人智能物聯(lián)網(wǎng)時代家庭的核心終端 家庭智能機器人是指為人類服務的智能機器人，主要從 事家庭服務，包括維護、保養(yǎng)、修理、運輸、清洗、監(jiān)護等 工作，家庭智能機器人被定位為智能物聯(lián)網(wǎng)時代中家庭物聯(lián) 網(wǎng)的核心信息中樞，具有人性化交互、運動化控制和組件化 成長的特性。按照應用范圍和用途的不同，家庭智能機器人 分為電器機器人、娛樂機器人、廚師機器人、搬運機器人、 不動機器人、移動助理機器人和類人機器人。家用智能機器人被認為是未來最具發(fā)展?jié)摿Φ男屡d產(chǎn) 業(yè)之一，美國研究公司(

12、ABIResearch)統(tǒng)計， 2012 年全球消 費的智能家庭機器人產(chǎn)品總額已經(jīng)達到16 億美元。 IFR預測20132016 年智能家庭機器人銷量將達到 2200 萬臺。其中 家用機器人銷量估計為 155 萬臺，銷售額達 56 億美元；娛 樂機器人為 350 萬臺；教育類機器人 300 萬臺。隨著相互學 習與共享知識云機器人技術獲得重大突破，小型家庭用輔助 機器人大幅度降低生產(chǎn)成本，將在 2020 年之前形成至少累 計 416 億美元的新興市場。 世界經(jīng)濟增長引擎即將由 IT 進入 RT( Robotics technology )時代。日本是世界上機器人開發(fā)和研究最發(fā)達的國家之一，201

13、0 年家庭智能機器人產(chǎn)量為 4 萬臺，約占全世界 50%；韓 國也在積極開發(fā)家用機器人， 2010 年個人服務用機器人產(chǎn)值 為 1717 億韓元，韓國政府計劃到 2020 年讓每個韓國家庭都 擁有一個能做家務的機器人。而中國家用智能機器人產(chǎn)業(yè)規(guī) 模尚未形成，缺乏大型支柱企業(yè)，也沒有形成有影響力的品 牌，僅占全球機器人市場的 4.5%。目前的狀況是，中國家用 智能機器人的電機、 驅(qū)動器、 減速器等關鍵部件主要靠進口， 國產(chǎn)性能較差。家庭清潔機器人是指能夠進行家庭家務自動智能清潔 的機器人，是集機械學、電子技術、傳感器技術、計算機技 術、控制技術、機器人技術、人工智能等諸多學科為一體的 機器人。目

14、前主要分為兩個分類，一種是掃地機器人，一種 是拖地機器人（包括干洗和濕洗） 。隨著國內(nèi)生活水平的提高，掃地機器人逐步進入中國。 但掃地機器人在我國滲透率低下，有部分企業(yè)已經(jīng)涉足掃地 機器人的研發(fā)設計和銷售，但生產(chǎn)規(guī)模小，市場潛力還未得 到開發(fā)。我國目前家庭服務機器人年銷售額已經(jīng)近10 億，但產(chǎn)品滲透率較低，沿海城市剛達到 5%，內(nèi)地城市為 0.4%，而 美國家庭已經(jīng)達到 16%。掃地機器人滲透率低下的一大原因 是價格相對而言比較昂貴，農(nóng)村家庭和許多城市家庭還消費 不起，但可估計，隨著生活水平的繼續(xù)提高，掃地機器人的 滲透率會慢慢提高。 iRobot2013 年在中國市場的家用清潔機 器人銷售額

15、增幅大于 3 倍，剛公布的 2014 年上半年年報顯 示，受中國需求的強勁拉動 iRobot 在亞太地區(qū)清潔機器人銷 售增幅高達 18%。在中國這個高速發(fā)展的人口大國， 可預計， 未來家用智能機器人的市場規(guī)模巨大。軍用機器人 21世紀戰(zhàn)爭的核心武器軍事機器人 ( militaryrobot )是一種用于完成以往由人員 承擔軍事任務的自主式、半自主式或人工遙控的機械電子裝 置。它是以完成預定的戰(zhàn)術或戰(zhàn)略任務為目標，以智能化信 息處理技術和通信技術為核心的智能化武器裝備，為了軍事 目的而研制出來的自動機器人。軍事機器人相比傳統(tǒng)的軍人有著以下優(yōu)點： 軍事機器人可以在毒氣、沖擊波、熱輻射襲擊等極為惡

16、劣的環(huán)境下繼續(xù)工作，而人類有著明顯承受上限；軍事機器 人不會感覺到疼痛，具有很強的戰(zhàn)場生存能力；軍事機器人 沒有人類所特有的恐懼等心理，可以嚴格地服從命令聽從指 揮，有利于對武力的掌控。軍事機器人從 60 年代開始研制，至今已經(jīng)有了三代的 演進。第一代的機器人是“遙控操作器” ，第二代機器人是 按事先編好的程序，自動重復完成某種操作，第三代機器人是智能機器人，它能利用各種傳感器獲取環(huán)境信息，然后利用智能技術進行識別、理解、推理并最后做出規(guī)劃決策，是 一種能通過自主行動實現(xiàn)預定目標的高級機器人。目前世界各國軍用機器人已達上百種之多，主要應用于 偵察、排雷、防化、進攻、防御以及保障等各個領域。無人

17、 化、機器人兵器是高技術領域中多學科交叉的技術結(jié)晶，包 括微電子、光電子、納米、微機電、計算機、新材料、新動 力及航天等高新技術，集中了當今科學技術的許多尖端成果。 在未來戰(zhàn)爭中，自動機器人士兵可能會成為對敵作戰(zhàn)的軍事 行動的絕對主力。軍用機器人的研制涉及國家軍事安全，屬于軍用設備的 高端產(chǎn)品。軍用機器人強國包括美德英法意以日韓，這些國 家不僅在技術上處于研究的前列，而且其產(chǎn)品已經(jīng)在軍事上 有了實際運用。美國目前在軍用機器人技術上，無論是在基礎技術、系 統(tǒng)開發(fā)、生產(chǎn)配套方面，還是在技術轉(zhuǎn)化和實戰(zhàn)應用經(jīng)驗上 都處于絕對領先地位。美國軍用機器人開發(fā)與應用涵蓋陸、海、空、天等各兵 種，是世界唯一具有綜合開發(fā)、 試驗和實戰(zhàn)應用能力的國家我國在機器人核心及關鍵技術的原創(chuàng)性研究、高可靠性 基