夜晚,廠房。黑暗中閃爍著一個個的“光點”,它們或忙碌地揮舞著“手臂”,或沿著固定路線來回穿梭,按部就班地完成著各種任務。它們是24小時工作制的“工人”,沒有額外酬勞,也無任何怨言。未來的工廠車間或許就是這樣一幅場景。
商場,展臺。一位顧客在機器人展臺邊駐足良久。“希望有一個機器人幫您打理家務嗎?”“那得看花多少錢了,太高了我可雇不起。”他直截了當?shù)鼗卮鹆擞浾叩脑儐枴?br/>
在本世紀的新一輪科技博弈中,機器人技術已成為各國角力的重點之一,進而上升為科技發(fā)展的國家戰(zhàn)略和經(jīng)濟發(fā)展的新引擎,這也推動了發(fā)達國家機器人產(chǎn)業(yè)的繁榮。
上世紀70年代初,中國機器人技術開始起步。雖歷經(jīng)了技術及產(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)鏈底端而無用武之地,致使發(fā)展進程受限。
如今,中國機器人的發(fā)展藍圖已鋪展開來。2012年4月,《智能制造科技發(fā)展“十二五”重點專項規(guī)劃》出臺,工業(yè)和服務機器人被列為未來新興產(chǎn)業(yè)重大發(fā)展方向。
“前景光明,而路途難行?!庇嘘P專家指出,機器人產(chǎn)業(yè)若要獲得實質性發(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,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(zhí)行能力的一個綜合體?!敝锌圃鹤詣踊芯克鶛C器人理論與應用團隊負責人喬紅告訴《中國科學報》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,如夢初醒的美國人才行動起來,各種工業(yè)機器人才在制造業(yè)中迅速發(fā)展壯大。
“中國機器人技術起步于上世紀70年代初期?!敝锌圃荷蜿栕詣踊芯克晃徊辉妇呙难芯繂T告訴《中國科學報》記者,那時候發(fā)展機器人遭到國家反對,因為擔心它會搶人的飯碗?!八?,當時首先要面對的不是技術問題,而是觀念問題。”
1986年,機器人迎來了春天。在眾多科學家力推之下,機器人技術被正式列入國家“863”計劃。
“國家當時投入5000萬元,在中科院沈陽自動化所建立了機器人管理控制中心,也就是國家機器人學重點實驗室和新松公司的前身,我們所有的基礎都是在那時打下的?!比欢?,這位研究人員同時指出,當時機器人技術主要以“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。而機器人在控制技術與感知系統(tǒng)原理方面的突破,更讓仿真、宏微控制、納米級微驅動控制等多項成果得以涌現(xiàn),為研發(fā)智能機器人奠定了堅實基礎。
外科手術機器人、迎賓表演機器人、炒菜機器人、安保機器人、導游機器人……如今,不同類型的機器人產(chǎn)品已越來越多地出現(xiàn)在國防、經(jīng)濟、社會的各個角落,慢慢融入并改變著國人的生活方式。
“機器人已成為世界各國必爭的前沿技術,許多國家都出臺了具體支持政策。”北京科技大學物聯(lián)網(wǎng)與電子工程系主任、中國人工智能學會人工心理與人工情感專委會主任王志良向《中國科學報》記者介紹,美國機器人以軍用、航天等高端領域為主,歐盟著眼于醫(yī)療與服務行業(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”
隨著智能服務機器人逐步走入百姓生活,市場、技術和倫理等問題日益凸顯出來
近年來,中國工業(yè)機器人市場表現(xiàn)強勁。2010年,機器人銷量為14980臺,2011年達22577臺,2012年達26902臺,同比增長分別為50.7%和19.2%。有關機構預測,到2014年,中國有望超過日本,成為工業(yè)機器人需求量最大的市場。
但相對于中國制造大國的背景,機器人還只是個小產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計,每萬名工人中,日本工業(yè)機器人數(shù)量是400個,歐盟為250個,而中國只有20個。
“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(yī)療器械等無法靠人工勞動保證精度的高端產(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,我國房地產(chǎn)、電信、銀行等傳統(tǒng)行業(yè)盡管資金充足,卻沒有機器人的應用訴求;其他行業(yè)囿于資金限制,有夢難圓?!叭绻淮罅Ψ鲋仓行∑髽I(yè),機器人很難獲得實質性發(fā)展?!?br/>
中科院自動化研究所研究員喻俊志闡述了當前工業(yè)機器人的兩個主要問題:首先,工業(yè)機器人價格不菲,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,工人專業(yè)素質也須提高。
“會不會出現(xiàn)井噴式的增長,這取決于國家政策?!庇骺≈菊f,“盡管目前出臺了很多發(fā)展規(guī)劃,但還沒有相應的資金投入,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。”
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,占國內市場比重達70%左右。
“萬名工人擁有20個機器人的數(shù)字可以辯證地看,它的確反映出我國機器人的應用現(xiàn)狀,但也預示著其應用前景非常廣闊,注定是一個朝陽產(chǎn)業(yè)?!鄙蜿栃滤蓹C器人自動化股份有限公司品牌與公共關系部部長哈恩晶說。
市場同樣困擾著智能服務機器人的發(fā)展。王志良表示,功能強大的服務機器人和智能機器人售價動輒幾十萬元、上百萬元,老百姓顯然無法接受。
“降價是必由之路?!惫枮I工業(yè)大學計算機學院智能機器人研究室主任洪炳熔預測,隨著技術進步和成熟,服務機器人的價格可能會在未來幾年降至2000~5000元。
價格影響市場,而技術決定價格。對于工業(yè)機器人而言,與國外相比,“我們的元器件還不過關,基本都是從日本進口?!眴碳t透露,日本出口到中國的產(chǎn)品價格是其本土產(chǎn)品價格的4倍,這大大限制了機器人在我國的普及。
“我們現(xiàn)在首先要解決的是減速器問題?!惫骶П硎?,減速器的技術難點非常高,國外一些機器人公司也都在使用日本的減速器。“國內雖然也有專門做減速器的單位,但基本都用不了?!?br/>
對于服務機器人來說,技術問題在于智能化。哈恩晶表示,當前服務機器人的智能程度遠無法滿足用戶需求?!氨热缯f語音系統(tǒng),目前機器人只能滿足基本對話,如果想讓它的思維能力提高,就必須投入研發(fā)成本,控制、傳感等技術都要改進。而一旦生產(chǎn)成本上升,那離用戶的需求就又遠了。所以到目前為止,我們還沒有找到一個最佳的切入點?!?br/>人機交互技術是智能技術的關鍵。喻俊志認為,要讓機器人有眼神、有表情、能說話,達到人機和諧的狀態(tài)。但今天的技術還無法達到這種水平。
“智能還應該是一種學習能力,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)展會涉及交叉學科的內容,其團隊已在機器人與人類神經(jīng)系統(tǒng)結合方面做了很多研究工作。
與此同時,倫理也成為發(fā)展的牽絆?!皺C器人和人類會不會永遠是朋友?”令喬紅不安的是,高度智能化可能意味著機器人的思維有一天會不受控制。
“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常可怕的事情。”哈恩晶說。
“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(xiàn)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。”前述不便具名的研究員說。
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,覺得高科技意味著高利潤,“機器人行業(yè)是個"怪胎",需要長期的科研與資金投入才能實現(xiàn)盈利”。
“發(fā)展機器人必須走政府扶持與市場牽引相結合的道路?!蓖踔玖紡娬{,不要在技術上搞大而全,要追求低成本,完成單一功能,建立多元化的銷售模式,“最根本的還是機器人服務商要努力呈現(xiàn)其產(chǎn)品為客戶帶來的增值效益”。
“企業(yè)需要的就是實用的產(chǎn)品。國際上大的機器人公司都在研究企業(yè)需要機器人來做什么,然后把這些功能拆分為各個方向,引導科學家作有針對性的研究?!眴碳t說。
哈恩晶介紹,現(xiàn)在很多企業(yè)都在著手打造數(shù)字化、無人化生產(chǎn)車間,而這里面最核心的環(huán)節(jié)就是機器人?!疤峁┱w解決方案對用戶非常重要,因為在突破工藝瓶頸的時候,靠的不是機器人先進與否,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(tǒng)解決能力?!?br/>
那么,對于智能服務機器人來說,未來又該如何布局呢?
“物聯(lián)網(wǎng)在提出的時候就反復強調,未來最主要的產(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域開展電網(wǎng)、醫(yī)療、社區(qū)、家居、養(yǎng)老等十大工程,智能服務機器人將成為這一系列環(huán)節(jié)中的重要節(jié)點。所以,只有將服務機器人置于社會發(fā)展的大環(huán)境中,才能帶動它的健康成長。