未來已來，機器人產業迎來跨越式發展窗口期
發布時間：2021-09-13 16:49
來源：中國電子報、電子信息產業網
9月10日至12日，2021世界機器人大會在北京舉辦。在萬物互聯的今天，機器人已經潤物細無聲地潛入各行各業。隨著新一輪科技革命和產業變革加速演進，機器人產業正在迎來了升級換代、跨越發展的窗口期。
中國成世界機器人產業中堅力量
工業和信息化部黨組成員、副部長辛國斌在開幕致辭中表示：“回望過去五年的發展歷程，全球機器人產業發生了翻天覆地的變化，中國機器人產業也向前邁出了一大步。” 中國已然成為支撐世界機器人產業發展的中堅力量。
中國工程院院士王耀南指出，一方面，制造業轉型升級、技術水平提升推動了機器人產業的發展。另一方面，人類發展到了一定階段，老齡化、招工難等問題需要機器人來解決，尤其是低端的、加工場景或復雜場景的勞動力短缺，這將倒逼機器人產業發展加速。
從產業規模來看，2020年中國機器人產業規模已突破千億元。其中，中國工業機器人市場蓬勃發展，連續八年穩居全球第一。2020年裝機量占全球的44%。國家統計局數據顯示，2016-2020年，中國工業機器人產量從7.2萬套快速增長到21.2萬套，年均增長31%。隨著醫療、養老、教育等行業智能化需求的持續釋放，服務機器人、特種機器人蘊藏巨大的發展潛力。2020年，全國規模以上服務機器人、特種機器人制造企業營業收入529億元，同比增長41%。
可以看到，越來越多的行業企業看好機器人發展前景，積極投身機器人產業創新發展的浪潮中。傳統機器人龍頭企業加速向產業鏈上下游拓展，如ABB收購歐洲最大的移動機器人企業之一阿斯特，開發自動牽引車，解決方案覆蓋生產、物流、消費等多個領域；新型機器人企業憑借技術領先優勢，為行業持續注入新生力量。安迪機器人、羅卡斯、奧博等一批國內外創新企業不斷推陳出新，將新產品、新模式應用到更多細分領域和場景中；科技企業跨界布局，成為機器人產業的新勢力。Google、亞馬遜、小米等企業跨界涉足機器人產業，持續加大機器人相關技術和產品的研發投入。
與此同時，我國機器人產業的基礎能力正在不斷提升。一方面，關鍵技術和核心零部件取得突破。精密減速器、高性能伺服驅動等關鍵產業化能力持續提升，部分創新成果達到國際先進水平。另一方面，共性技術支撐體系建設取得積極進展。機器人高精度在線校準、固件診斷和健康評估，可靠性質量保障，整機性能測試評估等共性技術研究取得系列成果。部分領域機器人性能測試能力達到國際先進水平。
此外，記者從會上獲悉，工業和信息化部正在牽頭制定“十四五”機器人產業發展規劃。相關部門與各參與方將協力共行，致力于將中國建設成為全球機器人技術創新的策源地、高端制造的集聚地和集成應用的新高地。
工業機器人走向“人機共融”
受益于政策和市場雙重驅動，我國工業機器人產業在快車道上持續進擊，發展勢頭迅猛，產品落地廣泛。在與大會同期舉辦的機器人博覽會上，記者在工業機器人展區不僅看到了展示機器人本體的多關節機器人、協作機器人、DETAL機器人、SCARA機器人等，還看到了包括控制器、減速機、伺服電機、傳感器等在內的核心零部件，以及一些熱門的行業應用集成解決方案，物流機器人、AGV、無人倉儲等。
這當中，新松高端服務數字化智能工廠留給記者的印象最為深刻。據沈陽新松機器人項目經理侯彬介紹，這所“濃縮版”的數字化工廠是完全基于中科曙光等用戶現場的實際情況來搭建的，其中部署的新松協作機器人、移動機器人、復合機器人等都具備感知系統，且從軟件、硬件到系統都實現了自主研發。這所數字化智能工廠可以根據用戶需求實現對某個工位、產線，甚至整個工廠的“快速復制”，目前在新能源、半導體、核工業、3C等領域落地較多。
除了高端化步伐加快，工業機器人還在向協作的方向發展。在新松機器人自動化股份有限公司創始人、總裁曲道奎看來，機器人正由過去“在籠子里作業”的系統往“人機共融”的方向發展，協作機器人已經成為工業機器人的一個非常重要的新的分支、趨勢和方向。
“協作機器人的人機融合、安全易用、靈敏精準、靈活通用等特點，正好彌補了工業機器人的缺點和短板，但協作機器人也有自己的弱項和短板，比如一旦負載大了、運行速度快了，安全性就保障不了。所以協作機器人和工業機器人之間不是替代關系，而是一個非常好的互補關系。”
據悉，目前我國協作機器人在負載重量、精度、易用性等方面部分技術指標已達到國際先進水平，得益于整機性能提升，骨干企業已初步實現萬臺工業機器人批量化生產。按照FRR對未來趨勢的判斷，協作機器人可能會在新一代機器人起到越來越大的作用。
進入“人機共融”的新階段，自然感知和學習能力對工業機器人而言至關重要。ABB機器人與離散自動事業部中國研究中心經理張佳帆指出，具備感知理解、技能學習、技能安全等功能的智能機器人將引領新場景下的智能制造。
服務機器人進入“黃金十年”
在工業機器人持續進擊、不斷刷新歷史成績的同時，服務機器人也站在了起飛的風口上。國際機器人聯合會統計數據顯示，新冠肺炎疫情暴發以來，服務機器人實現逆勢增長，預計2020年同比增長20.7%。
伴隨市場需求爆發，商用機器人、家用機器人、醫用機器人、消殺機器人、配送機器人、養老助殘機器人等各種不同類型的服務機器人快速滲透入我們的生活或工作場景中，扮演起導引、迎賓、配送、政務服務、健康護理、情感陪護、家庭清潔、娛樂等各種角色。
博覽會上，京東物流帶來了最新一代六關節機械臂，它可以精準判斷抓取上萬種品類的產品，大幅提高了揀選效率和準確率，以保證商品可以準確、快速地送到人們手中。清智圖靈展示了便攜式咽拭子采樣機器人。使用者以自助檢測的方式，根據機器人的語音提示及視頻教學，簡單快捷地完成咽拭子采樣。中電科技白虹系列下肢外骨骼機器人能夠為使用者提供髖部助力，可廣泛用于物資搬運、快遞配送、消防救災、軍事裝備、養老助殘、醫療康復等諸多領域。優必選的熊貓機器人為迪拜世博會中國館專屬定制，除了傳統仿人機器人的基礎功能還可以展示中國傳統的書寫、畫畫、太極等技能。
新興技術也助推了服務機器人市場進一步爆發。目前場景高頻需求帶動最成熟的家用機器人和教育機器人，發展需求推動最迅速的是醫用機器人和養老機器人。“服務機器人更多在于追求人機交互，多傳感器融合、智能仿生技術的發展促進了機器人能力的不斷提升。”哈工大機器人集團股份有限公司執行總裁王洪波表示，“各種各樣的傳感器幫助服務機器人更多地感知和理解人類的意圖，也能夠幫助我們做更多的事情，尤其是仿生機器人的出現幫助人類更好地塑造機器人的外形，更加符合我們的期待。”
“今年是服務機器人發展的黃金十年的元年。”優必選科技首席品牌官譚旻表示，“無接觸的服務能夠變成剛需一方面是疫情的原因，另一方面也是人和病毒共存的可能性越來越變成一個現實，服務機器人也隨之真正變成了我們的需求。”
特種機器人自主學習能力大幅提高
特種機器人應用于專業領域，是近年來得到快速發展和廣泛應用的一類機器人。例如在建筑領域，越來越多的工地逐步智能化，逐漸向人機協作、少人化、無人化方向轉變。河北工業大學副校長李鐵軍教授指出，建筑機器人正讓“用工荒”成為過去。
在安保巡檢排爆領域，無論是城市小區的巡檢安保，還是公安相關服務的證件辦理、數據排查，甚至是風險排除，都已經有大量的人工智能和特種機器人在提供服務。
在農業領域，從耕地，到育種，到施肥，到灌溉，到噴藥，到采收，到烘干，到倉儲，到銷售，基本上所有環節，都能夠實現由智能裝備或特種機器人來全面提供協作服務。據車載信息服務產業應用聯盟秘書長龐春霖透露，在東北、華北這樣的大面積農業帶，農業全過程無人作業正在成為現實。
博雅工道業務總監李喬指出：“現在，機器人自主學習的能力已經有了很大突破，仿生機器人的形態和運動姿勢更像了，仿生類比如魚尾擺動形式、撲翼式運動推進方式，形態和推進方式更仿生，這會讓產品的仿生推進效率更高”。
以博雅工道此次展出的智能仿生金龍魚機器人為例，它可以像真魚一樣在水中自如地游動，自行躲避障礙，幾乎可以達到以假亂真的效果。據李喬介紹，這種新一代水下仿生機器人配備了視覺傳感器、聲吶傳感器、壓力傳感器，智能化程度更高，可以很好地融入周圍的生態環境，識別、躲避海底礁石和生物，調節潛水深度，制定返回路線等。
京東物流X研究部特種機器人部總負責人姚秀軍表示，人工智能技術是一個分水嶺，人工智能技術和機器人結合以前，更多的機器人解決的是自動化的問題，通過流水線和自動化手段解決產品標準化的問題，包括產能的問題和方方面面的場景，但在人工智能和機器人技術結合以后，真正引領機器人進入2.0時代，即智能化時代。
“過去我們做人工智能主要是靠知識、算法和算力，進入數據驅動時代以后主要靠的是數據、算法和算力。”中國科學院院士、清華大學人工智能研究院院長張鈸談到。未來，邊緣計算、量子計算、電子計算，5G、腦機技術等的發展將為機器人產業帶來更多可能。
機器人關鍵核心技術有待進一步突破
從最簡單的人機交互開始，到人機協作，以及人機共融、共存、共生，機器人的形態、功能和能力已經遠遠超出了我們最初對于機器人世界的認知和想象。
隨著人工智能、大數據、5G、智能傳感等技術的快速發展與深度應用，機器人智能化發展正在從單一感知向全域感知提升、從感知智能向認知智能升級、從單機智能向集群智能演進、從圍欄操作向人機協作躍進，呈現出多維升級的新特點。
與此同時，機器人技術正廣泛應用于生產裝備和生活工具，使其具備全域感知、智能決策、準確執行的能力，機器人化的智能裝備已無處不在。整體來看，中國機器人產業實力持續增強，基礎能力不斷提升，產品質量日益優化，集成應用深化拓展，總體呈現出良好的發展勢頭。
然而，挑戰依然存在。中國機器人產業總體尚處于發展的初期階段，很多關鍵核心技術仍然有待進一步突破，高端供給仍然不足，行業應用水平有待進一步提高。下一步，應該積極開放合作，匯聚各方力量，著力提升產業創新能力、夯實產業發展基礎、增加高端產品供給、拓展應用深度廣度，攜手全球機器人同行，共享發展機遇，共促持續發展。