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全球部署機器人趨勢:智能化+類人形+低成本

2016-01-15 16:12 [大數據] 來源于:人民網
導讀:近年來,不少國家將機器人發展納入國家計劃,美國《先進制造業國家戰略計劃》、歐盟SPARC民用機器人研發計劃、“中國制造2025”、日本《機器人新戰略》、韓國《機器人未來戰略2

  近年來,不少國家將機器人發展納入國家計劃,美國《先進制造業國家戰略計劃》、歐盟SPARC民用機器人研發計劃、“中國制造2025”、日本《機器人新戰略》、韓國《機器人未來戰略2022》等,紛紛將機器人納入國家科技創新和產業發展的重點領域。機器人已成為新一輪科技革命與產業變革背景下世界各國產業競爭的焦點。

  世界正處在新科技革命和產業革命的交匯點上,以機器人科技為代表的智能產業蓬勃興起,成為現時代科技創新的一個重要標志。未來機器人發展將呈何種趨勢?中國作為全球最大的機器人市場,是否已做好摘取這顆“制造業皇冠頂端的明珠”的準備,盡可能多地占領市場?

  自第一臺機器人半個世紀前在美國誕生以來,機器人越來越多地滲入到人類的工作與生活中。有人認為它是影響人類生產和生活的四大技術之一,引領第三次工業革命,也是引領全球經濟變革的顛覆性技術。

  主要趨勢:

  智能化+類人形+低成本

  微電子、大數據、云計算、移動互聯網等信息技術的發展為機器人智能化程度的提高奠定了堅實基礎。通過攝像頭、傳感器感知外部環境變化,通過強大的計算機處理能力和大數據、云計算技術獲得超強的運算處理能力,甚至模擬人類解決問題的能力,機器人正從依賴嵌入程序或輸入指令執行命令向自主學習、自主決策和自主作業的方向發展。近年來,國際商業機器公司(IBM)、谷歌、微軟、亞馬遜等信息技術企業大舉進入機器人產業,帶來強大的信息網絡技術,進一步推動了機器人的智能化。

  機器人成為智能制造的重要組成部分。為實現對用戶需求的快速反應和個性化定制,智能制造需要建立由生產設備—零部件—產品構成的生產系統、企業資源管理系統和供應鏈系統的連接以及生產過程各環節間高效的數據交流。依托工業云、大數據、物聯網、智能傳感器等新一代信息技術,機器人與生產管理、加工制造和供應鏈間信息共享,從獨立個體向互聯網、交互協同方向發展,并能確定自身運行狀態,提高自我學習和決策能力。ABB公司的智能機器人Yumi能夠自己看見、找到并精確定位方位,通過傳感器感知周圍物品,以一流的操作精度完成各種動作。

此外機器人產業發展趨勢還包括:人形機器人快速發展。谷歌旗下波士頓動力公司的阿特拉斯(Atlas)類人機器人身高1.9米,重150公斤,通過4個液壓驅動的四肢、28個液壓關節和頭部的激光測距儀與立體照相機,能夠兩足行走、上肢舉起和搬運重物。日本軟銀公司Pepper人形機器人擁有自己的表情且“健談”。

  機器人概念從傳統的機械臂擴展到更廣泛的范圍。隨著中央處理器(CPU)、傳感器的微型化和產品的智能化、聯網化,多臺機器人間能實現數據共享和協作,汽車、家電、家居、手機、住宅、無人機等產品也具備了機器人的特征。

  人機協作新時代來臨。傳統上工業機器人往往被鐵柵隔離以防止傷及工人,新一代機器人與人在同一個空間內緊密接觸、密切配合,安全地并肩工作。例如庫卡輕型智能工業助手機器人(LBRiiwa)在接觸到人體時,受力傳感器會及時限制機器人的運行力量,自動與人保持安全距離。

  機器人成本持續下降。隨著機器人數字化零部件的增加,兼之技術和工藝日益成熟,其成本比雇傭工人低的拐點正在到來。

  倫理問題:

  超越人類是個漫長過程

  隨著機器人越來越智能化,引發人們對機器人超越人類智慧的“奇點”到來、人類失去對機器控制的擔心。計算機科學和密碼學的先驅圖靈曾提出一種測試機器是否具備人類智能的方法:讓計算機和人類裁判對話,如果能使超過30%的裁判認定它是人類,那么就算通過測試。2014年,來自俄羅斯的聊天程序“尤金·古斯特曼”首次通過了圖靈測試,盡管它模擬的只是一個13歲烏克蘭男孩。著名科學家史蒂芬·霍金、微軟創始人比爾·蓋茨、美國SPACeX首席執行官埃隆·馬斯克等人紛紛警告人們注意人工智能對人類的威脅。但總體上來說,目前機器人主要從事程序化、規定性的工作,人工智能還處于比較初級的階段,對人類智慧的超越將是一個漫長的過程。此外,機器人發展產生一些新的法律、倫理問題有待解決。

廣泛運用:

  如何成為贏家而非輸家

  過去,機器人將人類從危險、繁重和枯燥的勞動中解放出來,現在,機器人將人類從更需智能的工作中取代,這引發人類對機器人替代勞動、造成失業的擔憂。人類發明了機器代替人勞動,并不是要把自己排除在外。

  回溯機器出現以來的人類歷史可以發現,機器在取代一些工作的同時,也創造出新的工作崗位。例如企業采用機器人后,增加了對機器人研發設計、應用開發、操作、維護保養等工作的需求,事實上,機器人仍難以替代那些創造性工作。當然,機器人的廣泛應用也會產生贏家和輸家。一些地區如果傳統產業被替代又沒有培育出新的接續產業,就會造成經濟的衰退。被機器人替代的員工往往需要通過就業再培訓,學習新技能和轉移至新崗位,一些不能適應新工作的人將會徹底失去工作。由于各國的人口結構、產業結構、經濟發展水平和技術能力不同,機器人產業的發展和應用對不同國家的影響也存在很大差異。發達國家人工成本高,機器人的采用特別是機器人成本的下降,可以抵消與發展中國家的成本差距,自動化和智能化工廠設在終端消費者周圍,在降低運輸成本的同時,還能提高對用戶需求的響應速度,因此造成發達國家與發展中國家競爭力的此消彼長,美國制造業的回流在很大程度上就得益于此。

  隨著我國進入老齡化社會、人口紅利消退和勞動力成本提高,以廉價勞動力為基礎的成本優勢正受到挑戰。工業機器人應用帶來的勞動生產率提高能部分抵消成本上漲,是應對勞動力等生產要素價格快速上漲的重要手段。工業機器人本身屬于高端裝備制造業,機器人產業的成長能推動我國高端裝備制造業及其配套生產性服務業的發展,進而促進產業結構的優化,使我國工業特別是制造業的整體素質提升到一個新的水平,增強我國高端產品的供給能力,解決制造業供給側與需求側的不匹配及由此造成的產能過剩。

  中國市場:

  核心技術仍有待突破

  經過多年努力,中國已掌握工業機器人的設計技術,并在實際應用中取得成果。中國科學院沈陽自動化研究所研制的工業機器人和AGV自動導引車,拉開了中國機器人產業化的序幕,而求援與反恐移動機器人、旋翼飛行機器人、五自由度高壓水切割機器人、激光加工機器人,以及面向深海、極地等極端環境科學探索和資源開發需求研制出的長航程自治水下機器人、從水下觀測北極冰蓋的北極科考機器人、南極極地科考機器人和6000米無人無纜深潛器“潛龍一號”等多項成果,不僅發揮了不可替代的作用,也創造了我國機器人事業的多項第一。

與此同時,我國的工業機器人產品也填補了多項國內空白,潔凈(真空)機器人多次打破國外技術壟斷與封鎖,大量替代進口。移動機器人產品被眾多國際知名企業列為重點采購目標,特種機器人在國防重點領域得到批量應用。值得一提的是,深圳市大疆創新科技有限公司是全球領先的無人飛行器控制系統及無人機解決方案的研發和生產商,占全球民用無人機最大市場份額,客戶遍布全球100多個國家,取得了耀眼的業績。

  自2013年開始,中國已成為世界最大的工業機器人市場。2014年中國市場共銷售工業機器人5.7萬臺,約占全球市場的1/4,增速達到28%,遠高于全世界平均增速。國際機器人聯盟(IFR)預測,到2017年,中國生產的工業機器人保有量將達到40萬臺,超過歐盟和北美。但中國機器人市場存在兩個問題:一是工業機器人人均保有量低,2014年我國每萬名工人僅擁有機器人36臺,低于66臺的世界平均水平,更低于韓國478臺、日本314臺、德國292臺和美國164臺的水平。二是國內市場主要為ABB、發那科(Fanuc)、安川電機和庫卡等國際機器人巨頭所占據,國內機器人企業的市場份額很小,尤其在高端機器人領域的表現更為明顯。

  從機器人技術水平上看,我國機器人研發仍與世界存在相當大的差距。促進我國機器人產業的發展,首先要加大對產業基礎理論、共性技術的研究與實驗發展投入,針對我國機器人的薄弱環節進行重點攻關,突破控制器、伺服電機和減速器等關鍵零部件的核心技術,設立靈活的制造系統,大幅度縮短生產線變更所需時間,滿足用戶個性化需求。第二,建設一批機器人共性技術研發平臺和公共服務平臺,為企業提供原理驗證、原型機測試、產品檢測認證等技術服務。第三,優先選擇重點領域進行重點突破,通過為機器人本體企業進行系統集成開發逐漸向價值鏈高端攀升。第四,將工業機器人納入重大技術裝備的首臺(套)支持范圍,對訂購、使用擁有自主知識產權和品牌并在品種、規格或技術參數等方面有重大突破的首臺(套)國產工業機器人的企業,由財政出資按照設備價格或保費的一定比例對使用過程中可能出現的風險給予補償。第五,針對我國機器人專門人才缺乏的現狀,擴大高等院校的機器人相關專業的招生規模,在職業教育體系中增設機器人操作、軟件開發、維修等相關專業,組織學界、業界專家對機器人企業的開發設計人員、應用工業機器人工廠的工人進行多層次的在職培訓。

(編輯:admin)

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