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机器人:世界因“我”不同

2013-12-09 21:40:57 来源:

机器人:世界因“我”不同

夜晚,厂房。黑暗中闪烁着一个个的“光点”,它们或忙碌地挥舞着“手臂”,或沿着固定路线来回穿梭,按部就班地完成着各种任务。它们是24小时工作制的“工人”,没有额外酬劳,也无任何怨言。未来的工厂车间或许就是这样一幅场景。

商场,展台。一位顾客在机器人展台边驻足良久。“希望有一个机器人帮您打理家务吗?”“那得看花多少钱了,太高了我可雇不起。”他直截了当地回答了记者的询问。

在本世纪的新一轮科技博弈中,机器人技术已成为各国角力的重点之一,进而上升为科技发展的国家战略和经济发展的新引擎,这也推动了发达国家机器人产业的繁荣。

上世纪70年代初,中国机器人技术开始起步。虽历经了技术及产业发展的若干次高潮,却终因产业结构不理想,以及处于世界产业链底端而无用武之地,致使发展进程受限。

如今,中国机器人的发展蓝图已铺展开来。2012年4月,《智能制造科技发展“十二五”重点专项规划》出台,工业和服务机器人被列为未来新兴产业重大发展方向。

“前景光明,而路途难行。”有关专家指出,机器人产业若要获得实质性发展,须激发中小企业的应用诉求。

大争之世

机器人已成为世界各国必争的前沿技术,许多国家都出台了具体支持政策,中国正在追赶

“机器人的定义十分宽泛,但通常而言,它是能够理解环境,有智能性,又有执行能力的一个综合体。”中科院自动化研究所机器人理论与应用团队负责人乔红告诉《中国科学报》记者。

世界首台机器人的诞生可追溯到上世纪。1959年,美国人英格伯格和德沃尔制造出世界首台功能和人手臂相似的工业机器人,取名“尤尼梅逊”,应用于汽车制造。然而,这一发明并未引起美国的足够重视。直到日本走上大力发展工业机器人的道路,如梦初醒的美国人才行动起来,各种工业机器人才在制造业中迅速发展壮大。

“中国机器人技术起步于上世纪70年代初期。”中科院沈阳自动化研究所一位不愿具名的研究员告诉《中国科学报》记者,那时候发展机器人遭到国家反对,因为担心它会抢人的饭碗。“所以,当时首先要面对的不是技术问题,而是观念问题。”

1986年,机器人迎来了春天。在众多科学家力推之下,机器人技术被正式列入国家“863”计划。

“国家当时投入5000万元,在中科院沈阳自动化所建立了机器人管理控制中心,也就是国家机器人学重点实验室和新松公司的前身,我们所有的基础都是在那时打下的。”然而,这位研究人员同时指出,当时机器人技术主要以“跟跑”国外为主,从1985年到2000年基本上都徘徊在这一阶段。

此后,中国逐渐由“跟随”变为基本“与国际同行”,特种机器人、工业机器人相继蓬勃发展起来。而机器人在控制技术与感知系统原理方面的突破,更让仿真、宏微控制、纳米级微驱动控制等多项成果得以涌现,为研发智能机器人奠定了坚实基础。

外科手术机器人、迎宾表演机器人、炒菜机器人、安保机器人、导游机器人……如今,不同类型的机器人产品已越来越多地出现在国防、经济、社会的各个角落,慢慢融入并改变着国人的生活方式。

“机器人已成为世界各国必争的前沿技术,许多国家都出台了具体支持政策。”北京科技大学物联网与电子工程系主任、中国人工智能学会人工心理与人工情感专委会主任王志良向《中国科学报》记者介绍,美国机器人以军用、航天等高端领域为主,欧盟着眼于医疗与服务行业,日本更是将机器人作为支柱产业,其中又以仿人和娱乐机器人为主攻目标。

那么,面对各国咄咄逼人的发展锋芒,中国机器人产业是否作好了准备?

三大“通病”

随着智能服务机器人逐步走入百姓生活,市场、技术和伦理等问题日益凸显出来

近年来,中国工业机器人市场表现强劲。2010年,机器人销量为14980台,2011年达22577台,2012年达26902台,同比增长分别为50.7%和19.2%。有关机构预测,到2014年,中国有望超过日本,成为工业机器人需求量最大的市场。

但相对于中国制造大国的背景,机器人还只是个小产业。据统计,每万名工人中,日本工业机器人数量是400个,欧盟为250个,而中国只有20个。

“这主要是因为产业结构不理想。”一位不便具名的研究员表示,发达国家主要用机器人生产芯片、医疗器械等无法靠人工劳动保证精度的高端产品,而中国处于世界产业链底端,机器人缺少用武之地。同时,我国房地产、电信、银行等传统行业尽管资金充足,却没有机器人的应用诉求;其他行业囿于资金限制,有梦难圆。“如果不大力扶植中小企业,机器人很难获得实质性发展。”

中科院自动化研究所研究员喻俊志阐述了当前工业机器人的两个主要问题:首先,工业机器人价格不菲,维护成本较高,很多企业消费不起;其次,如果大范围使用机器人,为符合机器人操作要求,工人专业素质也须提高。

“会不会出现井喷式的增长,这取决于国家政策。”喻俊志说,“尽管目前出台了很多发展规划,但还没有相应的资金投入,支持力度甚至还不如20年前。与国外相比,我国的重视程度远远不够。”

除此之外,我国工业机器人企业还要与国外竞争者争夺市场份额。2012年年底,工业机器人行业四大巨头(瑞士ABB、日本发那科及安川电机、德国库卡)都在中国设立分公司及合资公司,占国内市场比重达70%左右。

“万名工人拥有20个机器人的数字可以辩证地看,它的确反映出我国机器人的应用现状,但也预示着其应用前景非常广阔,注定是一个朝阳产业。”沈阳新松机器人自动化股份有限公司品牌与公共关系部部长哈恩晶说。

市场同样困扰着智能服务机器人的发展。王志良表示,功能强大的服务机器人和智能机器人售价动辄几十万元、上百万元,老百姓显然无法接受。

“降价是必由之路。”哈尔滨工业大学计算机学院智能机器人研究室主任洪炳熔预测,随着技术进步和成熟,服务机器人的价格可能会在未来几年降至2000~5000元。

价格影响市场,而技术决定价格。对于工业机器人而言,与国外相比,“我们的元器件还不过关,基本都是从日本进口。”乔红透露,日本出口到中国的产品价格是其本土产品价格的4倍,这大大限制了机器人在我国的普及。

“我们现在首先要解决的是减速器问题。”哈恩晶表示,减速器的技术难点非常高,国外一些机器人公司也都在使用日本的减速器。“国内虽然也有专门做减速器的单位,但基本都用不了。”

对于服务机器人来说,技术问题在于智能化。哈恩晶表示,当前服务机器人的智能程度远无法满足用户需求。“比如说语音系统,目前机器人只能满足基本对话,如果想让它的思维能力提高,就必须投入研发成本,控制、传感等技术都要改进。而一旦生产成本上升,那离用户的需求就又远了。所以到目前为止,我们还没有找到一个最佳的切入点。”

人机交互技术是智能技术的关键。喻俊志认为,要让机器人有眼神、有表情、能说话,达到人机和谐的状态。但今天的技术还无法达到这种水平。

“智能还应该是一种学习能力,它不仅能理解环境,还有自主发展的可能。”乔红告诉记者,智能机器人的发展会涉及交叉学科的内容,其团队已在机器人与人类神经系统结合方面做了很多研究工作。

与此同时,伦理也成为发展的牵绊。“机器人和人类会不会永远是朋友?”令乔红不安的是,高度智能化可能意味着机器人的思维有一天会不受控制。

“日本已经放缓了机器人研究的步伐,因为深入研究也是一件非常可怕的事情。”哈恩晶说。

“破局”之策

机器人产业若想成大器,须理性分析机器人产业前景并合理布局

“现在,不少地方也在大力投资兴建机器人产业园,这就像搞房地产一样完全是炒作行为。”前述不便具名的研究员说。

哈恩晶认为,乱象的原因在于很多企业未对机器人行业形成理性认知,觉得高科技意味着高利润,“机器人行业是个‘怪胎’,需要长期的科研与资金投入才能实现盈利”。

“发展机器人必须走政府扶持与市场牵引相结合的道路。”王志良强调,不要在技术上搞大而全,要追求低成本,完成单一功能,建立多元化的销售模式,“最根本的还是机器人服务商要努力呈现其产品为客户带来的增值效益”。

“企业需要的就是实用的产品。国际上大的机器人公司都在研究企业需要机器人来做什么,然后把这些功能拆分为各个方向,引导科学家作有针对性的研究。”乔红说。

哈恩晶介绍,现在很多企业都在着手打造数字化、无人化生产车间,而这里面最核心的环节就是机器人。“提供整体解决方案对用户非常重要,因为在突破工艺瓶颈的时候,靠的不是机器人先进与否,而是机器人和生产工艺的结合程度,这就需要机器人生产商具有强大的工艺系统解决能力。”

那么,对于智能服务机器人来说,未来又该如何布局呢?

“物联网在提出的时候就反复强调,未来最主要的产品是机器人,因为机器人把物体智能化了。”王志良指出,国家将在信息消费领域开展电网、医疗、社区、家居、养老等十大工程,智能服务机器人将成为这一系列环节中的重要节点。所以,只有将服务机器人置于社会发展的大环境中,才能带动它的健康成长。(李瑜倪思洁)

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