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助力中國智能制造,機(jī)器人和人融合將成發(fā)展趨勢(shì)

日前，2015世界機(jī)器人大會(huì)在京召開。在大會(huì)主論壇上，來自機(jī)器人產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域最前沿的專家學(xué)者，著重圍繞未來機(jī)器人技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行討論和交流。國際機(jī)器人聯(lián)盟（IFR）主席ArturoBaroncelli、IEEE自動(dòng)化與機(jī)器人學(xué)會(huì)主席RajaChatila、中國工程院院士王天然、日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)（JST）主席顧問MichiharuNakamura等，通過主旨報(bào)告、專題演講等多種方式，共同探討了全球機(jī)器人技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，本版將分三次予以刊發(fā)。

在2015世界機(jī)器人大會(huì)上，中國工程院院士王天然主要就中國對(duì)機(jī)器人的需求，以及目前的狀態(tài)和機(jī)器人發(fā)展提出了建議。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，從2000年到2013年，十三年期間中國進(jìn)口機(jī)器人增長(zhǎng)100萬臺(tái)，最近幾年增長(zhǎng)的發(fā)展勢(shì)頭非常快，切實(shí)的反映出中國對(duì)機(jī)器人的需求。

制造業(yè)轉(zhuǎn)型與升級(jí)的必然選擇

王天然指出，中國需求機(jī)器人是社會(huì)發(fā)展的一個(gè)階段正常的、必然的結(jié)果。當(dāng)前經(jīng)濟(jì)學(xué)的變化是勞動(dòng)者的工資快速上升，勞動(dòng)力短缺。有的地方直截了當(dāng)?shù)靥岢鰜碛脵C(jī)器換人，機(jī)器人是首當(dāng)其沖的。通過這些年快速的發(fā)展，中國制造業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)很高，但是質(zhì)量、效益、水平都比較低，跟發(fā)達(dá)國家還有很大的差距。所以如果中國要想實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型與升級(jí)，提高效率是一個(gè)重要的內(nèi)容，這當(dāng)中最有智能化的、能夠靈活的機(jī)器人設(shè)備會(huì)發(fā)揮巨大的作用。

目前，中國機(jī)器人應(yīng)用也很不平衡。從地域來看，主要是集中在東南沿海地區(qū)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展必然向其他區(qū)域過渡。從應(yīng)用領(lǐng)域來說也很不平衡，首先是汽車和電子行業(yè)，其他領(lǐng)域應(yīng)用的比較少，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)很多其他領(lǐng)域也有需求。另外，我國先進(jìn)制造的發(fā)展方向是智能制造，而機(jī)器人是智能制造當(dāng)中的一個(gè)支撐設(shè)備，我國必然的要借助技術(shù)進(jìn)步的力量來發(fā)展自己的制造業(yè)。最近這些年以來，我國對(duì)服務(wù)機(jī)器人的需求快速增長(zhǎng)。從國家來說，需要科學(xué)考察的機(jī)器人，對(duì)醫(yī)生來講需要醫(yī)療輔助機(jī)器人。在國家鼓勵(lì)政策支持下，會(huì)不斷爆發(fā)新的機(jī)器人，來滿足市場(chǎng)需求。面對(duì)這樣一個(gè)需求的形式，如何把產(chǎn)業(yè)技術(shù)提高上去，使產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)更好的在中國制造大潮當(dāng)中發(fā)揮作用是主要任務(wù)。

機(jī)器人發(fā)展取得一定成果

王天然指出，現(xiàn)在機(jī)器人已經(jīng)取得了一定的成果。中國從上個(gè)世紀(jì)70年代開始進(jìn)行機(jī)器人研究，很多單位參加機(jī)器人的研究，而且取得了不少科研成果，其中有些科研成果已經(jīng)成功的應(yīng)用。比方說，現(xiàn)在科考機(jī)器人到南極進(jìn)行過科學(xué)考察，水下機(jī)器人對(duì)大洋深處的海底觀察，移動(dòng)機(jī)器人在救災(zāi)和反恐防爆的應(yīng)用，旋翼無人機(jī)在國家電網(wǎng)的檢查當(dāng)中也發(fā)揮了作用。

中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所也是最早開展機(jī)器人研究的單位之一。而哈爾濱工業(yè)大學(xué)在國內(nèi)的機(jī)器人研究有悠久的歷史，技術(shù)在很多單位也有應(yīng)用，在航天領(lǐng)域的應(yīng)用是非常成功的。應(yīng)該說，相當(dāng)多的單位都研究出在工業(yè)上應(yīng)用的機(jī)器人，各種各樣的機(jī)器人，很多已經(jīng)在實(shí)踐中應(yīng)用。

國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)對(duì)中國機(jī)器人有一個(gè)分析，指出中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新比較弱，中國的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)相對(duì)比較小，競(jìng)爭(zhēng)力比較差，中國的工業(yè)對(duì)于機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展支持能力比較弱。

王天然指出，通過這些年的努力，中國已經(jīng)基本掌握了工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)技術(shù)并積累了工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在發(fā)展當(dāng)中，迅速成長(zhǎng)出很多機(jī)器人公司。雖然這些公司現(xiàn)在還沒有找清楚自己的發(fā)展方向，但是它為將來中國的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)奠定了基礎(chǔ)。有一些公司已經(jīng)在市場(chǎng)當(dāng)中找到了自己的發(fā)展方向，實(shí)現(xiàn)了良性的循環(huán)。

最近幾年，中國機(jī)器人的自給產(chǎn)能無論數(shù)量還是產(chǎn)值都有所增長(zhǎng)，但是所占份額很小。而且我國的應(yīng)用領(lǐng)域雖然開拓了許多新領(lǐng)域，但是所做的工作技術(shù)上來看多數(shù)都是做搬運(yùn)的，所以還有很大的發(fā)展和提升空間。

智能制造對(duì)機(jī)器人發(fā)展的新要求

為了使中國的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，國家發(fā)改委、工信部、科技部、標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)、國家產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督與檢測(cè)檢疫總局，都支持這項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展。行業(yè)方面也相繼成立了一些組織，包括中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等等。

在這種形勢(shì)下，我國企業(yè)要努力壯大自己，傳統(tǒng)的就是要擴(kuò)展新的應(yīng)用領(lǐng)域和提高自己的產(chǎn)品水平。另外。企業(yè)應(yīng)看清新發(fā)展方向，增加創(chuàng)新，抓住機(jī)遇，發(fā)展自己，因?yàn)樾滦枨髸?huì)產(chǎn)生新的技術(shù)與生新的機(jī)器人。

王天然指出，制造業(yè)向智能制造發(fā)展已經(jīng)是共識(shí)，智能制造向現(xiàn)有機(jī)器人提出了新要求，并不是現(xiàn)在的機(jī)器人就能夠滿足現(xiàn)代的智能制造要求，更不能滿足往前看的智能制造要求。另外，技術(shù)進(jìn)步特別是信息技術(shù)進(jìn)步，為機(jī)器人進(jìn)步提供了支持和保證。同時(shí)，學(xué)科交叉也給機(jī)器人發(fā)展提供了機(jī)會(huì)。

當(dāng)前，由于產(chǎn)品的生命周期越來越短，用戶的個(gè)性化制造要求越來越強(qiáng)烈，給機(jī)器人提出了新要求?，F(xiàn)在電子產(chǎn)品的生命周期只有兩年，為了生產(chǎn)新產(chǎn)品更換生產(chǎn)線要100天、200天是不能忍受的。汽車生命周期已經(jīng)由五年縮短至三年。為適應(yīng)新產(chǎn)品的生產(chǎn)，更換生產(chǎn)線，希望能以天計(jì)，最好能在幾天之內(nèi)完成，這樣就需要靈活、快速的生產(chǎn)單元，這對(duì)機(jī)器人提出了新要求?，F(xiàn)在的機(jī)器人要改變現(xiàn)有的生產(chǎn)方式，要能夠迅速進(jìn)入新的生產(chǎn)當(dāng)中。

機(jī)器人進(jìn)入新的移動(dòng)系統(tǒng)中，不僅和機(jī)器相聯(lián)系，不僅是和控制系統(tǒng)相結(jié)合，現(xiàn)在信息系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不斷地影響和進(jìn)入到機(jī)器人生產(chǎn)系統(tǒng)中，如何將這些系統(tǒng)迅速連接在一起也是當(dāng)前要解決的一個(gè)問題。

機(jī)器人和人融合將成發(fā)展趨勢(shì)

王天然指出，智能制造的發(fā)展要求機(jī)器人和人的關(guān)系要發(fā)生改變。現(xiàn)在的機(jī)器人和在汽車行業(yè)上的應(yīng)用順風(fēng)順?biāo)?，用的很成功。即使是現(xiàn)在造船、飛機(jī)行業(yè)，這些企業(yè)的零部件都是用高精度的生產(chǎn)系統(tǒng)加工出來的，但是在裝配的時(shí)候，相當(dāng)多的情況下需要人類親歷親為。所以十分需要機(jī)器人，但目前機(jī)器人仍不能滿足需求。此外，勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)也希望用機(jī)器替換這些人，替換結(jié)果發(fā)現(xiàn)并不是所有的勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)在的機(jī)器人就能簡(jiǎn)單替代的?，F(xiàn)在的機(jī)器人在很多場(chǎng)合并不能滿足于要求。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨著一種選擇，要么做全自動(dòng)化的生產(chǎn)線，要么就設(shè)計(jì)一個(gè)手工作坊。人和機(jī)器人合在一起，有人提出混合自動(dòng)化，可能是很合理、很高效的生產(chǎn)方式，這就要求機(jī)器人和人融合。所謂的與人共融，就是能在同一自然空間里工作，能夠緊密地協(xié)調(diào)，能夠自主的提高自己的技能，能夠自然的交互，同時(shí)要保證安全。實(shí)現(xiàn)這樣的與人共融的機(jī)器人，人與機(jī)器人的關(guān)系就會(huì)改變，是一種朋友關(guān)系，可以相互理解、相互感知、相互幫助。

要做與人共融的機(jī)器人就把人的符號(hào)化能力、學(xué)習(xí)能力、預(yù)見能力、自我調(diào)節(jié)能力、邏輯推理能力與機(jī)器的精準(zhǔn)、力量、重復(fù)能力、作業(yè)時(shí)間、環(huán)境耐受力結(jié)合在一起。將來可能在生物電信號(hào)的解析，生物反饋控制人機(jī)協(xié)調(diào)和本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在更遠(yuǎn)的未來在分子尺度上人與機(jī)器人共融。

他指出，機(jī)器人是智能制造的支撐設(shè)備，必將助力中國的智能制造發(fā)展，滿足中國的民生需求。與人共融是下一代機(jī)器人的本質(zhì)特征。各個(gè)學(xué)科的交叉結(jié)合將為機(jī)器人帶來新的發(fā)展機(jī)會(huì)。所以我們應(yīng)該關(guān)心它、抓住它為我們服務(wù)。