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  • 机器人技术引领全球经济变革 新时代已经来临

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    • 时间:2016-01-12
    • 来源: 人民日报
    • 编译:zrp
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      世界正处在新科技革命和产业革命的交汇点上,以机器人科技为代表的智能产业蓬勃兴起,成为现时代科技创新的一个重要标志。未来机器人发展将呈何种趋势?中国作为全球最大的机器人市场,是否已做好摘取这颗“制造业皇冠顶端的明珠”的准备,尽可能多地占领市场?
     
     
      自第一台机器人半个世纪前在美国诞生以来,机器人越来越多地渗入到人类的工作与生活中。有人认为它是影响人类生产和生活的四大技术之一,引领第三次工业革命,也是引领全球经济变革的颠覆性技术。近年来,不少国家将机器人发展纳入国家计划,美国《先进制造业国家战略计划》、欧盟SPARC民用机器人研发计划、“中国制造2025”、日本《机器人新战略》、韩国《机器人未来战略2022》等,纷纷将机器人纳入国家科技创新和产业发展的重点领域。机器人已成为新一轮科技革命与产业变革背景下世界各国产业竞争的焦点。
     
      主要趋势:

      智能化 类人形 低成本
     
      微电子、大数据、云计算、移动互联网等信息技术的发展为机器人智能化程度的提高奠定了坚实基础。通过摄像头、传感器感知外部环境变化,通过强大的计算机处理能力和大数据、云计算技术获得超强的运算处理能力,甚至模拟人类解决问题的能力,机器人正从依赖嵌入程序或输入指令执行命令向自主学习、自主决策和自主作业的方向发展。近年来,国际商业机器公司(IBM)、谷歌、微软、亚马逊等信息技术企业大举进入机器人产业,带来强大的信息网络技术,进一步推动了机器人的智能化。
     
      机器人成为智能制造的重要组成部分。为实现对用户需求的快速反应和个性化定制,智能制造需要建立由生产设备—零部件—产品构成的生产系统、企业资源管理系统和供应链系统的连接以及生产过程各环节间高效的数据交流。依托工业云、大数据、物联网、智能传感器等新一代信息技术,机器人与生产管理、加工制造和供应链间信息共享,从独立个体向互联网、交互协同方向发展,并能确定自身运行状态,提高自我学习和决策能力。ABB公司的智能机器人Yumi能够自己看见、找到并精确定位方位,通过传感器感知周围物品,以一流的操作精度完成各种动作。
     
      此外机器人产业发展趋势还包括:人形机器人快速发展。谷歌旗下波士顿动力公司的阿特拉斯(Atlas)类人机器人身高1.9米,重150公斤,通过4个液压驱动的四肢、28个液压关节和头部的激光测距仪与立体照相机,能够两足行走、上肢举起和搬运重物。日本软银公司Pepper人形机器人拥有自己的表情且“健谈”。
     
      机器人概念从传统的机械臂扩展到更广泛的范围。随着中央处理器(CPU)、传感器的微型化和产品的智能化、联网化,多台机器人间能实现数据共享和协作,汽车、家电、家居、手机、住宅、无人机等产品也具备了机器人的特征。
     
      人机协作新时代来临。传统上工业机器人往往被铁栅隔离以防止伤及工人,新一代机器人与人在同一个空间内紧密接触、密切配合,安全地并肩工作。例如库卡轻型智能工业助手机器人(LBRiiwa)在接触到人体时,受力传感器会及时限制机器人的运行力量,自动与人保持安全距离。
     
      机器人成本持续下降。随着机器人数字化零部件的增加,兼之技术和工艺日益成熟,其成本比雇佣工人低的拐点正在到来。
     
      伦理问题:

      超越人类是个漫长过程
     
      随着机器人越来越智能化,引发人们对机器人超越人类智慧的“奇点”到来、人类失去对机器控制的担心。计算机科学和密码学的先驱图灵曾提出一种测试机器是否具备人类智能的方法:让计算机和人类裁判对话,如果能使超过30%的裁判认定它是人类,那么就算通过测试。2014年,来自俄罗斯的聊天程序“尤金·古斯特曼”首次通过了图灵测试,尽管它模拟的只是一个13岁乌克兰男孩。著名科学家史蒂芬·霍金、微软创始人比尔·盖茨、美国SpaceX首席执行官埃隆·马斯克等人纷纷警告人们注意人工智能对人类的威胁。但总体上来说,目前机器人主要从事程序化、规定性的工作,人工智能还处于比较初级的阶段,对人类智慧的超越将是一个漫长的过程。此外,机器人发展产生一些新的法律、伦理问题有待解决。
     
      广泛运用:

      如何成为赢家而非输家
     
      过去,机器人将人类从危险、繁重和枯燥的劳动中解放出来,现在,机器人将人类从更需智能的工作中取代,这引发人类对机器人替代劳动、造成失业的担忧。人类发明了机器代替人劳动,并不是要把自己排除在外。
     
      回溯机器出现以来的人类历史可以发现,机器在取代一些工作的同时,也创造出新的工作岗位。例如企业采用机器人后,增加了对机器人研发设计、应用开发、操作、维护保养等工作的需求,事实上,机器人仍难以替代那些创造性工作。当然,机器人的广泛应用也会产生赢家和输家。一些地区如果传统产业被替代又没有培育出新的接续产业,就会造成经济的衰退。被机器人替代的员工往往需要通过就业再培训,学习新技能和转移至新岗位,一些不能适应新工作的人将会彻底失去工作。由于各国的人口结构、产业结构、经济发展水平和技术能力不同,机器人产业的发展和应用对不同国家的影响也存在很大差异。发达国家人工成本高,机器人的采用特别是机器人成本的下降,可以抵消与发展中国家的成本差距,自动化和智能化工厂设在终端消费者周围,在降低运输成本的同时,还能提高对用户需求的响应速度,因此造成发达国家与发展中国家竞争力的此消彼长,美国制造业的回流在很大程度上就得益于此。
     
      随着我国进入老龄化社会、人口红利消退和劳动力成本提高,以廉价劳动力为基础的成本优势正受到挑战。工业机器人应用带来的劳动生产率提高能部分抵消成本上涨,是应对劳动力等生产要素价格快速上涨的重要手段。工业机器人本身属于高端装备制造业,机器人产业的成长能推动我国高端装备制造业及其配套生产性服务业的发展,进而促进产业结构的优化,使我国工业特别是制造业的整体素质提升到一个新的水平,增强我国高端产品的供给能力,解决制造业供给侧与需求侧的不匹配及由此造成的产能过剩。
     
      中国市场:

      核心技术仍有待突破
     
      经过多年努力,中国已掌握工业机器人的设计技术,并在实际应用中取得成果。中国科学院沈阳自动化研究所研制的工业机器人和AGV自动导引车,拉开了中国机器人产业化的序幕,而求援与反恐移动机器人、旋翼飞行机器人、五自由度高压水切割机器人、激光加工机器人,以及面向深海、极地等极端环境科学探索和资源开发需求研制出的长航程自治水下机器人、从水下观测北极冰盖的北极科考机器人、南极极地科考机器人和6000米无人无缆深潜器“潜龙一号”等多项成果,不仅发挥了不可替代的作用,也创造了我国机器人事业的多项第一。与此同时,我国的工业机器人产品也填补了多项国内空白,洁净(真空)机器人多次打破国外技术垄断与封锁,大量替代进口。移动机器人产品被众多国际知名企业列为重点采购目标,特种机器人在国防重点领域得到批量应用。值得一提的是,深圳市大疆创新科技有限公司是全球领先的无人飞行器控制系统及无人机解决方案的研发和生产商,占全球民用无人机最大市场份额,客户遍布全球100多个国家,取得了耀眼的业绩。
     
      自2013年开始,中国已成为世界最大的工业机器人市场。2014年中国市场共销售工业机器人5.7万台,约占全球市场的1/4,增速达到28%,远高于全世界平均增速。国际机器人联盟(IFR)预测,到2017年,中国生产的工业机器人保有量将达到40万台,超过欧盟和北美。但中国机器人市场存在两个问题:一是工业机器人人均保有量低,2014年我国每万名工人仅拥有机器人36台,低于66台的世界平均水平,更低于韩国478台、日本314台、德国292台和美国164台的水平。二是国内市场主要为ABB、发那科(Fanuc)、安川电机和库卡等国际机器人巨头所占据,国内机器人企业的市场份额很小,尤其在高端机器人领域的表现更为明显。
     
      从机器人技术水平上看,我国机器人研发仍与世界存在相当大的差距。促进我国机器人产业的发展,首先要加大对产业基础理论、共性技术的研究与实验发展投入,针对我国机器人的薄弱环节进行重点攻关,突破控制器、伺服电机和减速器等关键零部件的核心技术,设立灵活的制造系统,大幅度缩短生产线变更所需时间,满足用户个性化需求。第二,建设一批机器人共性技术研发平台和公共服务平台,为企业提供原理验证、原型机测试、产品检测认证等技术服务。第三,优先选择重点领域进行重点突破,通过为机器人本体企业进行系统集成开发逐渐向价值链高端攀升。第四,将工业机器人纳入重大技术装备的首台(套)支持范围,对订购、使用拥有自主知识产权和品牌并在品种、规格或技术参数等方面有重大突破的首台(套)国产工业机器人的企业,由财政出资按照设备价格或保费的一定比例对使用过程中可能出现的风险给予补偿。第五,针对我国机器人专门人才缺乏的现状,扩大高等院校的机器人相关专业的招生规模,在职业教育体系中增设机器人操作、软件开发、维修等相关专业,组织学界、业界专家对机器人企业的开发设计人员、应用工业机器人工厂的工人进行多层次的在职培训。
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