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機(jī)器人的研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。機(jī)器人主要制造商和國(guó)家紛紛加緊布局，搶占技術(shù)和市場(chǎng)制高點(diǎn)。本文將介紹“機(jī)器人革命”的五個(gè)特征，同時(shí)對(duì)比五國(guó)機(jī)器人轉(zhuǎn)型發(fā)展的特征。

機(jī)器人的研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。機(jī)器人主要制造商和國(guó)家紛紛加緊布局，搶占技術(shù)和市場(chǎng)制高點(diǎn)。今明兩年中國(guó)將成為全球最大的機(jī)器人市場(chǎng)，需要在這一競(jìng)爭(zhēng)中審時(shí)度勢(shì)、全盤考慮、抓緊謀劃、扎實(shí)推進(jìn)。

“機(jī)器人革命”不是一場(chǎng)獨(dú)立的革命，而是以數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化為特征的第三次工業(yè)革命的有機(jī)組成部分。“機(jī)器人革命”從根本上克服了傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)方式下產(chǎn)品成本和產(chǎn)品多樣性之間的沖突，從而推動(dòng)了從線性產(chǎn)品開發(fā)流程向并行產(chǎn)品開發(fā)流程的轉(zhuǎn)變，使工業(yè)產(chǎn)品性能顯著改善、產(chǎn)品功能極大豐富和產(chǎn)品開發(fā)周期大幅縮減。

從整體上看，“機(jī)器人革命”具有如下特征：

第一，智能化成為新一代機(jī)器人的核心特征。裝配傳感器和具備人工智能的機(jī)器人能自動(dòng)識(shí)別環(huán)境變化，從而減少對(duì)人的依賴。未來的無人工廠能根據(jù)訂單要求自動(dòng)規(guī)劃生產(chǎn)流程和工藝，在無人參與的情況下完成生產(chǎn)。

第二，高速網(wǎng)絡(luò)和云存儲(chǔ)使機(jī)器人成為物聯(lián)網(wǎng)的終端和結(jié)點(diǎn)。隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)機(jī)器人將更有效地接入網(wǎng)絡(luò)，組成更大的生產(chǎn)系統(tǒng)，多臺(tái)機(jī)器人協(xié)同實(shí)現(xiàn)一套生產(chǎn)解決方案成為可能；服務(wù)機(jī)器人和家庭機(jī)器人也能通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控；多臺(tái)機(jī)器人之間的協(xié)作能提供流程更多、操作更復(fù)雜的服務(wù)。

第三，機(jī)器人生產(chǎn)成本快速下降。在工業(yè)領(lǐng)域，機(jī)器人的技術(shù)和工藝日益成熟，性價(jià)比不斷提高，機(jī)器人初期投資相對(duì)于傳統(tǒng)專用設(shè)備的價(jià)格差不斷縮小。雖然在功率和速度上與傳統(tǒng)裝備還存在差距，但機(jī)器人在精細(xì)化、柔性化、智能化和信息化方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，因此在個(gè)性化程度較高、工藝和流程繁瑣的產(chǎn)品制造中替代傳統(tǒng)專用設(shè)備具有更高的經(jīng)濟(jì)效率。成本的下降也使得機(jī)器人逐漸步入辦公室和家庭。

第四，機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。機(jī)器人最初應(yīng)用于模塊化程度較高的汽車、電子產(chǎn)業(yè)，隨著智能化水平的提高，以及能完成更多的復(fù)雜動(dòng)作，紡織、化工、食品行業(yè)也大量使用機(jī)器人。隨著技術(shù)的不斷成熟和勞動(dòng)力成本提高，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用將擴(kuò)展至整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。

第五，人機(jī)關(guān)系發(fā)生深刻轉(zhuǎn)變。一方面，計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)和控制系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和平臺(tái)化，未來可以通過包括手機(jī)在內(nèi)的不同端口對(duì)機(jī)器人發(fā)送指令。另一方面，人與機(jī)器人相互協(xié)作完成某一目標(biāo)成為趨勢(shì)。技術(shù)成熟將增強(qiáng)人對(duì)機(jī)器人的信任，人與機(jī)器人之間的協(xié)作關(guān)系將進(jìn)一步增強(qiáng)。

美國(guó)——引領(lǐng)智能化浪潮，明確提出以發(fā)展工業(yè)機(jī)器人提振制造業(yè)

2011年6月，奧巴馬宣布啟動(dòng)《先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃》，明確提出通過發(fā)展工業(yè)機(jī)器人提振美國(guó)制造業(yè)。根據(jù)該計(jì)劃，美國(guó)將投資28億美元，重點(diǎn)開發(fā)基于移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)的第三代智能機(jī)器人。世界技術(shù)評(píng)估中心的數(shù)據(jù)顯示，目前美國(guó)在工業(yè)機(jī)器人體系結(jié)構(gòu)方面處于全球領(lǐng)先地位；其技術(shù)的全面性、精確性、適應(yīng)性均超過他國(guó)，機(jī)器人語言研究水平更高居世界之首。這些技術(shù)與其固有的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢(shì)融合，為機(jī)器人智能化奠定了先進(jìn)、可靠的基礎(chǔ)。

以智能化為主要方向，美國(guó)企業(yè)一方面加大對(duì)新材料的研發(fā)力度，力爭(zhēng)大幅降低機(jī)器人自重與負(fù)載比，一方面加快發(fā)展視覺、觸覺等人工智能技術(shù)，如視覺裝配的控制和導(dǎo)航。隨著智能制造時(shí)代的到來，美國(guó)有足夠的潛力反超日本和歐洲。值得注意的是，以谷歌為代表的美國(guó)互聯(lián)網(wǎng)公司也開始進(jìn)軍機(jī)器人領(lǐng)域，試圖融合虛擬網(wǎng)絡(luò)能力和現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)能力，推動(dòng)機(jī)器人的智能化。谷歌在2013年強(qiáng)勢(shì)收購(gòu)多家科技公司，已初步實(shí)現(xiàn)在視覺系統(tǒng)、強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)、關(guān)節(jié)與手臂、人機(jī)交互、滾輪與移動(dòng)裝置等多個(gè)智能機(jī)器人關(guān)鍵領(lǐng)域的業(yè)務(wù)部署。若其機(jī)器人部門能按照“組織全球信息”的目標(biāo)持續(xù)成長(zhǎng)，未來谷歌既可以進(jìn)入迅速成長(zhǎng)的智能工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)，又能從機(jī)器人應(yīng)用中獲取巨量信息來反哺其數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

日本——產(chǎn)業(yè)體系配套完備，政府大力推動(dòng)應(yīng)用普及和技術(shù)突破

目前，發(fā)那科、安川為代表的日系工業(yè)機(jī)器人與歐美系工業(yè)機(jī)器人可以分庭抗禮。2012年，受益于下游汽車產(chǎn)業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求大幅增長(zhǎng)，日本再次成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)，工業(yè)機(jī)器人密度高達(dá)332臺(tái)/萬人，為全球最高。日本工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)在于完備的配套產(chǎn)業(yè)體系，在控制器、傳感器、減速機(jī)、伺服電機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)等關(guān)鍵零部件方面，均具備較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，有力推動(dòng)工業(yè)機(jī)器人朝著微型化、輕量化、網(wǎng)絡(luò)化、仿人化和廉價(jià)化的方向發(fā)展。近年來，還呈現(xiàn)出以工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)帶動(dòng)服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，并重點(diǎn)發(fā)展醫(yī)療/護(hù)理機(jī)器人和救災(zāi)機(jī)器人來應(yīng)對(duì)人口老齡化和自然災(zāi)害等問題。

日本政府在其中發(fā)揮著重要作用。正式成立于1972年的日本機(jī)器人工業(yè)會(huì)也發(fā)揮著重要作用。該組織以鼓勵(lì)研究與開發(fā)、爭(zhēng)取政府政策支持、主辦博覽會(huì)等方式推廣普及工業(yè)機(jī)器人。進(jìn)入新世紀(jì)以來，日本政府更加重視對(duì)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2002年，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省開始實(shí)施“21世紀(jì)機(jī)器人挑戰(zhàn)計(jì)劃”，將機(jī)器人產(chǎn)業(yè)作為高端產(chǎn)業(yè)加以扶持。2004年，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省推行的“面向新的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)報(bào)告”將機(jī)器人列為重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，2005年的“新興產(chǎn)業(yè)促進(jìn)戰(zhàn)略”再次將機(jī)器人列為七大新興產(chǎn)業(yè)之一。此后，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省借助各類產(chǎn)業(yè)政策扶持機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展成為常態(tài)。日本總務(wù)省、文部科學(xué)省、國(guó)土交通省等部門積極實(shí)施機(jī)器人相關(guān)項(xiàng)目，并通過舉辦“機(jī)器人獎(jiǎng)”“機(jī)器人競(jìng)賽”等社會(huì)活動(dòng)，推動(dòng)機(jī)器人技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

德國(guó)——帶動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級(jí)，政府資助人機(jī)交互技術(shù)及軟件開發(fā)

雖然德國(guó)稍晚于日本引進(jìn)工業(yè)機(jī)器人，但與日本類似，二戰(zhàn)后勞動(dòng)力短缺和提升制造業(yè)工藝技術(shù)水平的要求，極大地促進(jìn)了德國(guó)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展。除了應(yīng)用于汽車、電子等技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)外，德國(guó)工業(yè)機(jī)器人還廣泛裝備于包括塑料、橡膠、冶金、食品、包裝、木材、家具和紡織在內(nèi)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，積極帶動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級(jí)。2011年，德國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷量創(chuàng)歷史新高，并保持歐洲最大多用途工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)的地位，工業(yè)機(jī)器人密度達(dá)147臺(tái)/萬人。