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  • 【观察】除了工业机器人 日本还在研究哪些技术?

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    • 时间:2016-08-11
    • 来源: 南方日报
    • 编译:lx
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       日本筑波市旺客商场里内,“机器人西装”听从使用者的脑电波指令,轻轻扭动,带动着病人正在康复中的肌体;横滨日产自动车工厂博物馆里的机器人“拿起画笔”,轻松完成了一张Hello Kitty的画像。这台六轴机器人已有20多岁了,是位从生产线退休的“老人家”;日本大学内,景山一郎教授率领的无人驾驶汽车研究团队正在尝试让汽车学习人类的驾驶功能,“日本计划2020年东京奥运会时在高速公路上实现大巴无人驾驶”……“机器人新战略政策不仅针对制造行业的机器人,也囊括了养老行业、服务行业。”日本参议院议员、经济产业委员长小见山幸治说。
     
      在日本,跨国调研组看到了一个机器人在生产、生活中得到高度应用的社会。这个从上世纪80年代就开始大规模使用工业机器人的国家,正在更多领域普及机器人、工业自动化、智能化,向一个“机器人国度”走去。尤其是医护、养老服务类机器人的研发、应用,正在这个走进老龄化社会发展阶段的国度掀起新的热潮。
     
      7月底召开的佛山市委全会提出,把发展智能制造作为提升佛山制造核心竞争力的主攻方向,并提出加快智能装备技术引进,对标国际先进水平。在发展智能制造、全力打造“国家制造业创新中心”的道路上,日本是值得佛山重点对标的一个工业强国。

      从车间到博物馆一段长达30年的“时差”
     
      “全世界60%的手机电路板是用我们的机械贴装的,包括世界上最知名的品牌。”在位于日本名古屋县知立市的富士机械总部内,执行董事江崎一指着眼前的机器说,“智能手机电路板上有2000多个电子元器件,我们的主力产品就是电子元器件贴装机器人。”
     

     
      一片电路板从机器一端放入,几分钟后,就完成了加工工序。“以前一条完整的手机电路板生产线需要200人才能完成生产,而我们的生产线现在基本不需要人工操作。”江崎一说,“整条生产线目前售价一亿日元,约合5500万元人民币。”
     
      电子元器件贴装技术直接影响智能手机的整体发展。当移动互联网经济席卷世界,手机厂商的一举一动都成为热点的时候,这家日本企业的自动化技术水平,却以不为人熟知的方式,在产业链上游影响着移动互联网产业的发展。
     
      类似这样超高精度尺寸上的自动化设备,是佛山亟待补上的一块产业拼图。2013年前后,佛山掀起机器人热潮。一批冲压、焊接、码垛、打磨、搬运等用途的机器人,出现在陶瓷、家电等行业的生产线上,代替部分传统人力岗位。从时间上看,工业机器人在佛山的兴起约比日本晚30年。
     
      “佛山推行的机器代人,日本在上世纪80年代初期就开始做这项工作,我们已经实现在不增加人手的前提下,提高生产力。”日本参议院议员、经济产业委员长小见山幸治说。
     
      30多年的领先,让今天其他国家还在使用的一些技术,成为日本企业博物馆中的陈列物。在日产横滨工厂博物馆,讲解员让一台用作展示的工业机器人机械手“抓住”了两支彩色蜡笔,紧接着这台机器人用一分钟时间绘制了一张惟妙惟肖的Hello Kitty头像。
     
      “这台机器人以前用在日产的生产线上,现在退休了。它有20多岁了,是位 老人家 。”博物馆讲解员说。而调研组曾在国内一些企业车间,见过类似结构的多轴机器人。
     
      经过超30年的研究和应用,在日本工业界视野中,工业机器人已无神秘感。“日本工业机器人的研究阶段已经完成,基本没有技术难关。现在是普及的问题,而且大公司都基本完成普及了。”以机器人推广应用为主业的日本新兴技术研究所总经理熊谷行裕告诉调研组。
     
      熊谷行裕概括的“基本没有技术难关”,主要指传统技术体系中的工业机器人。从新技术的角度出发,能应用在工业、服务业各种岗位上的机器人研究,在日本仍然火热。同时,能“模仿人”的高智能机器人也在成为研发热点。
     
      在日本这个提前布局机器人产业的国度,下一个产业热点会是什么?
     
      从工厂到日常生活

      服务机器人研发列入日本战略
     
      走进日本筑波市研究学员车站附近的旺客商场,在优衣库、DHC等中国人熟悉的品牌店环绕下,一套宛如科幻电影中未来战士所使用的“动力外骨骼”摆在顾客眼前。
     
      这台极具科幻色彩的“混合辅助肢体”机器人由日本Cybedyne公司研发,是一种用于身体行动机能恢复的服务机器人,通过感应脑电波,即可辅助人类的四肢动作。它有一个通俗形象的名字——“西装机器人”。
     
      使用者凭借“意念”就可以控制这个“西装机器人”,无需抬起手或脚,只需要大脑想象手脚动作,机器人就能接受指令完成动作……Cybedyne公司职员小岛友树说,调研组成员亲身体验的HAL5号机器人,最大可以产生120公斤的力量。
     
      “这台机器人与人体几乎融为一体。”小岛友树说,HAL机器人的关键技术在于筛选人体皮肤表面的脑电波信号。“人体皮肤表面有许多生物电信号,HAL能够分析出哪些是传递给肌肉组织的有效信号,从而接受指令。”
     
      目前,这个机器人已在日本和欧美实现市场应用,日本部分医院使用了共计380个HAL机器人,用于行走训练。另外,日本的建筑和物流行业运用了共计320个供腰部佩戴的HAL机器人,使得工人搬运重物时更加轻松。
     
      在“西装机器人”背后,日本掀起了一次服务机器人的研发、应用热潮。这个热潮与日本日益严重的老龄化和低生育率密切相关。
     
      在日本机器人主产地爱知县,一些企业去年推出了代替人力看护的医疗机器人。此类机器人可以将全瘫的病人移动到另一个位置,现在已经开始销售。
     
      爱知县次世代产业室主任都筑秀典说,当地正在推动服务机器人的研发生产。“爱知县藤田医疗旗下拥有多家医院,使用了很多医护用的机器人,我们会组织企业参观学习,让藤田医疗业对制造方提出宝贵的意见。”都筑秀典说。
     
      服务机器人的范畴远不限于医疗、搬运。在日本,很多看似完全与机器人无关的行业,也在发挥想象力。
     
      “如果机器人代替了人力搭建脚手架,可以给我们带来很大商机,所以我们要主动去做这件事。”在日本大阪,在以生产、出租脚手架为主营业务的上市企业SRG公司,该公司社长高宫一雅介绍。
     
      “让机器人爬上高楼、搭建脚手架”是高宫一雅一直思考的问题。他说,该公司已研发出一种可安装在楼体外、能像电梯一样上下移动的机械,用来帮助安装脚手架。
     
      对于机器人在服务领域的应用,日本政府也在大力推动。“去年2月,政府制定了机器人新战略的政策方针,对从事机器人的民间企业会有更大支持。机器人新战略政策不仅针对制造行业的机器人,更扩大了机器人使用的范围,囊括了养老行业、服务行业等。”小见山幸治说。
     
      他说,在该领域,政府部门收集了很多数据,其中就包括生活领域的机器人需求,“包括服务行业、养老行业需要什么机器人,在开发费用中政府会有政策倾斜”。
     
      从红海到蓝海佛山机器人产业的新空间
     
      在先进技术支持下,到2020年日本将有更多机器人参与到社会生活中。这样的场景看似“科幻”,但已非遥不可及。
     
      目前国际上热门的无人驾驶汽车也可归入机器人范畴。“日本计划在东京奥运会举办的2020年,实现无人驾驶巴士在高速公路上行驶。我们也参与了这个项目。”在日本大学生产工学部,机械工学科教授、工学博士景山一郎说。
     
      现在他所在的团队,正在让无人驾驶汽车向人学习,使其拥有与人一致的驾驶习惯,“我们要让系统学习不同驾驶者的性格,不同的驾驶者怎样转弯、怎样刹车,遇到行人作出什么样的反应。”
     
      与日本相比,在佛山,机器人产业、与机器人应用的热潮方兴未艾。近两年来,不少机器人企业在佛山成立,广东省智能制造示范基地、广东省机器人产业发展示范区也分别在佛山的南海、顺德挂牌。
     
      与此同时,机器人产业也成为国内资本的聚集地。从上海、重庆、成都、长沙、苏州,到广州、东莞,都在大力发展机器人制造业。
     
      但另一方面,包括佛山企业在内,大量机器人核心技术还掌握在日本、德国等机器人强国手中,国内企业主要依赖进口。
     
      在今年4月由省政府发展研究中心与南方日报社联合举办的座谈会上,省经信委技术创新与质量处调研员李新星曾表示,广东省机器人产业发展面临一些短板,比如缺乏核心技术和高端技术人才,缺乏龙头企业带动,企业和行业竞争力不强。
     
      无独有偶。国家工信部副部长辛国斌今年6月也曾表示,我国机器人产业已出现了“高端产业低端化”的趋势,并有投资过剩的隐忧。
     
      相比竞争激烈的工业机器人市场,国内服务机器人的市场还是一片蓝海。今年3月,工信部等部委印发的《机器人产业发展规划》认为,我国老龄化社会服务、医疗康复、救灾救援、公共安全、教育娱乐、重大科学研究等领域对服务机器人的需求呈现出快速发展的趋势。该规划预计,到2020年,我国服务机器人年销售收入超过300亿元,在助老助残、医疗康复等领域实现小批量生产及应用。
     
      从佛山在家电、汽车等领域的产业基础来看,研发、生产服务机器人并非没有产业基础。而与日本合作,或为佛企在该领域的发展带来帮助。
     
      这方面已有企业率先探路。去年,美的与日本安川电机宣布合作成立两家机器人合资公司,其中之一就是广东美的安川服务机器人有限公司。
     
      该服务机器人合资公司将以康复机器人、助老助残辅助类机器人、导购机器人的研发、制造、销售为主。美的集团董事长方洪波此前表示,美的将集中精力研究如何将人的行为、情感和思考延伸到机器。
     
      未来,随着更多佛山机器人企业对接国际技术和市场,也许将有更多来自服务机器人领域技术,在佛山开花结果。

      对话

      日本新兴技术研究所CEO熊谷行裕:实施自动化人远比机器人重要
     
      “在日本,传统工业机器人已没有技术难关,大企业已基本普及机器人,现在是中小企业的普及阶段。”在调研中,日本新兴技术研究所CEO熊谷行裕告诉记者。
     
      围绕自动化、智能化生产,日本制造业的经验、模式已高度成熟,并形成了丰富的配套服务。但熊谷行裕表示,即便如此,很多中小企业也仍需专门培养人才。在企业实施自动化的过程中,人仍然是重要的一环。
     
      记者:目前,日本工业机器人的研发和推广到了哪个阶段?
     
      熊谷行裕:很多工业机器人的研究阶段已接近完成,工业机器人已经没有太多技术难关。现在还存在的难点,是所谓机器人普及应用的问题。而且大公司都基本普及了,现在要普及中小企业,中小企业占全日本企业的90%。
     
      记者:在传统工业机器人之外,日本都在关注哪些新兴的机器人技术?
     
      熊谷行裕:最先进的是可以替代人的机器人。目前工业机器人常见的是5轴、6轴的机器人,而人类的手臂就有36个轴,日本企业现在研究3D立体的类人机器人。如果能研发出类人机器人,排在一起就是工业4.0的状况。
     
      我们不仅要模仿人,也要模仿动物。比如说蚊子,能靠人血里面的碳水化合物感知人体,从空中轻轻地降落。而我们打它的时候飞走,是因为它能感受到手带来的风压。如果机器人能模仿它们,那将是很了不起的技术。
     
      记者:在日本企业的经验中,企业实施自动化要注意哪些问题?
     
      熊谷行裕:要做一个自动化生产线,关键是谁来做这个生产线,如果没有做自动化的人,怎么做自动化。对于我们来说,培养会实施自动化的人,才是最重要的。
     
      现在全世界都在说机器人,但工业机器人只是自动化生产线上的一个部分而已,目的是要为企业带来利益。另外,我曾跟不少中国企业交流时提到过,如果要做好自动化,要有计划性,平衡要把握好,计划性要做得好,买什么机器人,在什么位置用,要做好计划。
     
      记者:专门帮助企业实施自动化、培养自动化人才的机构,在日本多吗?
     
      熊谷行裕:像我们这样的机构日本有很多。日本也有机器人公司为企业培养人,但机器人公司目的是销售机器人。客户的生产线是否适合用机器人,他们并不真正关心,能不能卖出机器人才是他们最关注的问题,所以这可能造成不平等的商务关系。
     
      像我们买保险一样,保险公司会为顾客积极推荐,但产品不一定适合顾客,所以日本企业对于第三方机构,是非常有需求的,我们站在公平角度考虑问题,给企业提供方向,而不会站在机器人公司的角度。
     
      记者:企业最需要的是哪方面的自动化人才?
     
      熊谷行裕:在日本国内,如果企业实施自动化,需要能为自己工厂设计自动化生产线,或者是有修理或掌握自动化生产线能力的人,并且是要符合企业现实状况,我们是为公司培养这样的人才。
     
      简单来说,这类人才要懂得公司的情况,还要有一定的技术基础。此前有一个国家的政府委托我们一个自动化项目,为期一年,培养人才大约花费了3—6个月。
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