国内外推动 机器人发展的战略举措

万勇 黄健

“机器人”一词和全球首台工业机器人面世都不过是发生在近几十年的事，然而人类对机器人的幻想与追求却有几千年的历史。特别是在科幻小说中，人们对机器人作出了千奇百怪的各种想象。一般来说，人们普遍认为，机器人是一种靠自身动力和控制能力来实现各种功能的机器。

机器人对制造业和国防安全至关重要，是当代高端智能装备和高技术当中的突出代表。20世纪60年代，以工业机器人为代表的机器人技术成功用于制造业，极大提升了生产效率和制造水平，将人们从一些繁重、重复及危险等工作环境中解放出来，为缔造现代物质文明贡献了重要力量。进入20世纪90年代，随着机械、电子、计算机以及人工智能技术等的发展，机器人的应用领域逐步拓展到军事、医疗等领域。

机器人技术起源于美国，但产业化却在日本得到极大发展。截至2012年底，日本工业机器人保有量达到31万台，约占全世界保有量的30%，是全球最大的工业机器人消费国与应用国。与此同时，日本还是工业机器人的生产和出口大国。当前无论从技术还是应用方面来看，日本制造的工业机器人都处于世界领先地位[1]。

一、国外机器人发展举措

1.国家层面制定战略规划，占领战略布局制高点

近些年来，随着人工智能技术、数字化制造技术与移动互联网之间创新融合步伐的不断加速，发达国家/地区纷纷做出战略部署，抢占机器人发展的有利地位。

日本政府一贯高度重视发展机器人技术，对其给予了积极支持，并鼓励产学研机构开展机器人研发，大力促进机器人推广和应用。2004年，经济产业省《新产业创造战略》指出，国民和社会对机器人技术需求强劲，而且未来需继续深挖潜在需求，因此将机器人技术列为支撑该国未来经济发展的7大战略领域之一。2005年3月，经济产业省制定了重点技术开发领域的战略技术路线图；其中，制造业领域就发布了机器人技术发展路线图，把服务于人类生活的机器人放在大力开发的重要位置上。在2010版的路线图中，对8大领域的31个具体技术方向进行了现状分析和发展前景展望，旨在帮助经产省及其下属的新能源产业技术综合开发机构实现更好的研发管理，促进各个领域和产业的合作、技术融合及创新[2]。2011年8月，日本政府推出《第4期科学技术基本计划（2011-2015）》，强调了科技创新引领大地震及其引发的福岛核事故之后的重建与复兴。为实现总体目标，基本计划提出3方面重点任务，其中“民生创新计划”中就包含了生活援助机器人的研发。2015年1月23日，日本发布《机器人新战略》，提出“世界机器人创新基地”、“世界第一的机器人应用国家”、“迈向世界领先的机器人新时代”3大核心目标，并制定了详细的未来5年行动方案[3]。

美国尽管暂无专门针对机器人发展的战略规划，但是在《先进制造业国家战略计划》（2012）、《确保美国在高端制造业的领先地位》（2012）、《赢得国内先进制造竞争力优势》（2012）等一系列总统科技顾问委员会提交给联邦政府的战略咨询报告中，都提到了机器人的发展。2013年3月，新版的《机器人技术路线图：从互联网到机器人》提出了机器人在制造、医疗、服务、空间、国防5个领域的发展目标和挑战，强调了机器人技术在制造业、卫生保健等领域的重要作用，描绘了在开发新市场和就业岗位以及改善人们生活等方面的潜力。该路线图是对2009年版本的修订，将推动美国机器人技术在各领域的广泛应用，并有助于加强美国在机器人技术方面的领先地位[4]。

英国政府2012年将“机器人和自主系统”确定为八项关键技术之一，并于2014年7月发布了题为《机器人及自主系统2020战略》（RAS 2020）的机器人战略，确定了5个相互交织的行动，作为未来投资和行动的重点[5]。2015年6月，英国工程与自然科学研究理事会正式启动英国机器人与自主系统网络建设，将在全国范围内首次协调汇集机器人创新方面的核心学术能力，鼓励产学合作，加速机器人与自主系统的开发和应用[6]。

法国在2013年发布了机器人发展战略计划，力争在2020年前成为全球服务机器人研发和使用具有国际主导权的5强国家之一。制订了扩大该国机器人产业国际影响力、优化机器人产业结构、加强研发力度、支持中小企业发展等方面的一系列举措。

德国当前施行的“工业4.0”战略，试图通过向智能制造转型，构建“智能工厂”，打造“智能生产”，大力推进制造业服務化。在此战略背景下，德国机器人制造业的重点课题是人与机器、机器与机器之间的交互合作[7]。

韩国产业通商资源部在2014年7月发布了第2期（2014-2018年）智能型机器人基本计划。第1期（2009-2013年）的重点是出台法规、成立机构等基础设施、开发与普及产品，第1期的重点是迎合机器人技术的发展与主力产业融合型、复合型趋势，将“机器人产业扩展”到其他产业的制造及服务领域[8]。

2.开展一系列大型研发项目，重视应用研究

机器人的研发及应用是衡量一个国家高端装备制造水平的重要标志之一，世界主要发达国家均加紧布局，抢占技术制高点。

（1）日本

经济产业省、文部科学省、总务省和国土交通省等是日本支持机器人技术研发的主要政府部门（表1）[9]，在积极布局机器人领域的研发项目之余，还举办一系列的机器人大赛、研讨会等，有力推动了相关技术的进步和产业发展。日本十分重视制造业与市场相结合，尤其是先进制造业与服务业，机器人就是典型。

2013年7月，国交省与经产省合作设立了“新一代社会基础设施用机器人开发与引进研讨会”，围绕社会基础设施的“维护管理”、“抗灾措施（调查）”、“抗灾措施（施工）”3个方面，就机器人实用化的方法进行了探讨。

（2）美国

20世纪70年代，面对大量采用工业机器人的日本车企对美国造成的威胁，美国开始取消先前对工业机器人的限制，加快推动机器人相关技术的研发和应用。当前，美国机器人技术与信息网络技术优势相融合，在全面性、精确性、适应性方面均处于世界领先地位。

2011年3月，美国国防部高级研究计划局启动“机动性与操纵能力最大化”项目，以波士顿动力公司领衔的联合团队拟开发“阿特拉斯”仿人机器人（直立行走、转动身躯通过狭窄通道、在复杂地形上用手臂提供外部支撑并保持平衡等）和“猎豹”仿生机器人（迅速加/减速、实现奔跑中急转弯、Z字形运动等）。

2011年6月，美国总统奥巴马宣布启动“先进制造业伙伴计划”，其中之一就是推行“国家机器人计划”（National Robotics Initiative，NRI），旨在加速开发和普及机器人的使用。该计划得到联邦政府部门机构支持，包括国家科学基金会（NSF）、国家航空航天局（NASA）、国立卫生研究院（NIH）和农业部（USDA）等。2015年12月，上述联邦部门联合国防部、国防部先进研究计划局以及新加入的能源部等宣布，将投资3 700万美元用于推动协作机器人（co-robots）的开发与使用，这是“国家机器人计划”的第4轮资助[12]。

2012年9月，美国国家航空航天局确定了8项可获资助的先进机器人项目，每个项目资助金额从15万～100万美元不等，总计约为270万美元。这些项目涉及从改进行星探测机器人到仿人机器人系统的技术，将支持美国开发应用于太空探索、制造业和商业企业中的机器人。这些机器人将单独工作或与人类合作，提升人类在太空及地球上的能力、执行力和安全度[13]。

2013年10月，美国国家科学基金会、国家卫生研究院、国家航空航天局和农业部等4个联邦部门共同宣布，将向NRI投入总共约3 800万美元，支持能与人类合作工作并提升人类能力、效率和安全性的新1代机器人的开发和应用。这标志着美国对NRI的第2轮资助拉开了序幕。此轮研发资助的合作型机器人主要应用领域包括先进制造、民用及环境基础设施、卫生保健康复、军用及国家安全、空间及海洋探索、食品生产加工及物流、自理能力及生活质量提升、安全驾驶等[14]。

值得注意的是，以谷歌为代表的美国互联网公司也开始涉足机器人领域，试图融合虚拟网络能力和现实运动能力，推动机器人的智能化。2013年，谷歌收购了多家科技企业，既有小型初创公司，也有像波士顿动力（Boston Dynamics）这样的机器人工程领域的翘楚，已初步实现在视觉系统、强度与结构、关节与手臂、人机交互、滚轮与移动装置等多个智能机器人关键领域的业务部署。

（3）歐盟及其成员国

机器人技术的研发是欧盟数字议程、第七科技框架计划（FP7）和“地平线2020”等资助支持的重点优先领域之一。FP7投入机器人的研究经费为6亿欧元，认为智能机器人是欧洲未来保持竞争力的战略发展项目之一。表2列举了欧盟部分机器人研究项目的概况。

2011年，欧盟委员会评选出对未来影响最大的6项未来与新兴技术，并将从中选出1～2项重点支持。其中一项为“伴侣型机器人”开发，将利用先进的人工智能技术，研制具有一定感知、交流和情感表达能力的仿真机器人，并开发出新的材料，使机器人看起来、摸起来都酷似真人。这6项技术各得到欧盟委员会一年期、150万欧元的

资助[15]。

同时，以德国、法国、英国等为代表的欧盟成员国也不断加大机器人的研发投入，解决机器人研发过程中出现的重点与难点问题。如2011年，法国启动“投资未来”项目，计划在未来几年内投资200万欧元，资助15个实验室的机器人研究开发工作。

3.搭建合作平台，打通技术与产业链条

组建由高校、研究机构、企业等组成的创新联盟平台，形成多元参与的技术创新体系，重视企业的潜在重要力量，打通从“基础研究-应用-产业化”的各个环节。

欧洲机器人技术平台组织（European Robotics Technology Platform，EUROP）的目标是把大中型企业和研究中心结合在一起，强化欧洲国家在机器人科技研发与市场方面的竞争力，提高欧洲人民的生活品质。覆盖工业、家庭服务、专业服务、安全及太空等产业领域。欧洲机器人研究网络（European Robotics Research Network，EURON）由超过200个欧洲学界与业界团体组成，开展提升机器人性能的前瞻研究。2012年9月17日，EUROP与EURON合并成euRobotics AISBLl[21]。

在“Horizon 2020”计划中，欧盟将致力于强化机器人的技术基础，并且透过学术研究快速转换成新产品与新服务，通过公-私合作伙伴关系（Public-Private Partnerships，PPP），强化欧洲在此领域的竞争力。

二、我国的发展情况

我国“863”计划在自动化技术领域，部署了“智能机器人”主题，发展方针是特种机器人与工业机器人及其应用工程并重、以应用带动关键技术和基础研究，并取得了丰硕的成果。此外，先进制造技术领域在现代服务业方面，部署了面向社会未来发展的生物制造技术和仿人、仿生机器人技术，面向老龄化社会的助老助残机器人等项目。

《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》立足于国际科学技术发展态势和我国的具体实际，为未来20年甚至更长的科学技术发展制定了规划。纵观这份对我国未来很长一段时间科学技术发展具有重大影响的规划纲要，可以发现，“智能感知技术”、“智能服务机器人”属于若干前沿技术之列，并提出“以服务机器人和危险作业机器人应用需求为重点，研究设计方法、制造工艺、智能控制和应用系统集成等共性基础技术”[22]。

2012年4月，科技部《服务机器人科技发展“十二五”专项规划》提出，以国家安全、民生科技与技术引领等重大需求为牵引，实施服务机器人重点专项计划，开展高端仿生科技引领平台前沿技术研究，攻克机器人标准化、模块化核心部件关键技术，研发公共安全机器人、医疗康复机器人以及仿人机器人等典型产品和系统，推进区域经济产业应用试点，形成国际化高水平研发人才基地，建设自主技术创新体系，培育服务机器人新兴产业[23]。在《高端装备制造业“十二五”发展规划》、《智能制造科技发展“十二五”专项规划》、《国家自然科学基金“十二五”发展规划》和《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》中，也有对机器人发展的专门表述。

2013年12月，工业和信息化部（以下简称“工信部”）出台《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》，各地也纷纷制定了鼓励和支持相关产业发展的政策措施。2015年5月发布的《中国制造2025》将“机器人”列为重点发展的10大领域之一。2016年3月，工信部、发展改革委和财政部联合印发《机器人产业发展规划（2016-2020年）》，将引导我国机器人产业快速健康可持续发展。

三、对我国的启示与建议

1.国家级层面重视机器人发展战略

美国、日本、韩国及欧洲一些国家和地区都非常重视机器人技术的开发，并将机器人产业视为战略产业，纷纷出台了国家机器人发展战略规划。我国机器人研究于20世纪70年代起步，也非常重视先进机器人技术与产业的发展，在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》、《国家“十二五”科学技术发展规划》、《“十二五”863计划先进制造技术领域发展战略》等国家战略中均有所体现。在工业需求方面，工业机器人的制造及应用可用来衡量一个国家的制造业水平，因此需从国家高度认识发展工业机器人产业的重要性，这也是我国实现制造大国向制造强国转变的重要手段和途径。在国防安全领域，机器人是美国入境访问受限制的敏感学科之一，其对国防安全的重要性可见一斑。在社会需求方面，随着我国步入老年社会，人口形势也为机器人的发展提供了空间。

需要特别提到的是仿生机器人，它将生命的各种生理功能作用到机器人上，把生命系统的优点与机电系统相结合。当前，我国缺乏针对仿生机器人发展战略的明晰规划，与国外的相关政策仍有较大的差距，因此需要在上述规划基础上出台更加明确的仿生机器人中长期发展策略。

2.开展前瞻布局，构建体系标准

机器人研究具有高风险性，但同时也具有很强的技术辐射性和带动性。开展机器人研究的尖端布局，使机器人在感知、驱动和智能等方面的功能和性能发生质的改变，推动机器人学科以全新的角度审视目前机电系统的原理、技术和方法。需要形成合理分工，成立协同创新中心，分工协作开展相关材料研究、驱动系统、控制系统、感知系统等的布局研究。

此外，我國机器人研发工作存在低水平重复现象，制约了研究工作的开展。因此，在标准体系的指导下，由政产学研用各方共同推进各标准的实施，创新性变革传统的机器人研发、生产和集成模式，从而缩短开发周期，降低开发难度，提高研发效率。

3.带动多学科发展，培育高素质跨学科机器人交叉研发团队

通过部署大型综合研究项目，建立以研究机构及重点高校为核心的机器人集成创新科研平台，有效带动机械、电子、信息、材料、生命科学、认知科学等的加速发展及交叉融合，凝聚和培养一支高素质、稳定的从事机器人学科基础和交叉研究的创新科研团队。此外，注重发挥企业的创新活力，激励其开展机器人技术研发，实现产学研相结合的研发模式，在机器人技术创新体系中发挥更大作用，也是推动机器人技术和产业发展的关键。

参考文献

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