机器人产业：科技创新和智能制造的“比武场”

文 陈 鹏

在2018年韩国平昌冬奥会的圣火传递中，曾获机器人挑战赛冠军的DRC-HUBO担任火炬手。

在一个工厂里，平均1个小时生产出10万个水饺，同时包装分销到全世界各地。在这个占地几千平米的厂房中，空无一人，有的只是繁忙有序的机器人，从和面、放馅再到捏水饺，从塑封、计件、分拣再到码垛，整个流程完全由分工不同而协作有序的机器人来完成。气动抓手犹如“妈妈的手”那般温柔，可以准确地抓住外皮柔软的饺子，不会对饺子造成丝毫损坏，且抓取与安放都准确无误。X光和检测仪犹如“火眼金睛”那般犀利，可以把形状或者质量不合格的饺子剔除。这些机器人团队可以耐住-50℃的速冻线，可以24小时不停工作。

上述的场景并非出现在科幻电影中，也不是文学作品里，它只不过是中国北部城市一隅中的真实场景，更是全球轰轰烈烈的机器人革命中的冰山之一角、全豹之一斑。

全球机器人产业发展的现状

智能机器人是当今高新科技的一个“集大成者”，集材料、机械、电子、生物、控制、传感、软件、人工智能等多学科先进技术于一身。机器人的研发、制造与应用已经成为各国比拼综合科技创新与智能制造的“比武场”。

在全球机器人技术与产业版图中，传统上存在着日、美、欧三足鼎立的格局。日本在机器人方面有着深厚的工业基础，尤其在控制机器人精密动作的伺服电机技术和产业方面，日本的松下、三菱等企业都是其中的佼佼者。此外，日本在仿生机器人，尤其是人形机器人的研究和开发方面下足了功夫。美国在机器人产业方面，更注重人工智能技术的结合，其优势在于“软”的方面，依托IBM、微软、谷歌、苹果、脸书等众多软件与互联网巨头，美国在机器人产业方面有着不可撼动的地位。欧盟中的德国、英国、法国、瑞士等国家都是老牌的工业强国，基于它们在机械与电子领域的扎实基础，欧盟国家的机器人产业底蕴极深。

伴随着智能革命时代的到来，智能机器人吹响了第四次工业革命的号角。在这个波澜壮阔、群雄逐鹿的历史转折时期，涌现了许多机器人产业的新贵，新技术与新应用也在驱动着机器人产业格局发生巨变。丹麦的“UniversalRobots”和美国的“RethinkRobotics”融入更多的协作与智能，波士顿动力完美融合动力学与结构力学，这些机器人新贵正在向传统工业机器人四大家族（德国库卡、瑞士ABB和日本发那科和安川）发起挑战。美国“IntuitiveSurgical”的达·芬奇手术机器人、索尼Aibo等极大地拓展了医疗机器人和服务机器人的市场空间，从而使得服务机器人和医疗、军事等特种机器人已经和传统工业机器人平分秋色，占据全球机器人产值的一半。最新研发成功的可用于多种形状变形的3D打印液晶弹性体致动器和通过尖端生长可以导航的新型材料将提升与推动软体机器人的发展。肌肉模拟自我修复和液压放大致动器能够提升其重量200倍以上的物体，进一步增强机器人的“肌肉”能力。来自DNA的自组装纳米级机器人、DelFly仿生机器人和柔软的可穿戴式机器人推动了新型机器人的研发与应用，重新界定了机器人市场疆域。

产业格局的重塑，势必引发产业转移与产业重组，这为世界各国都带来了新的契机。以韩国为例，在全球机器人产业发展浪潮中，韩国政府发起猛烈攻势，打出一套以“重点技术突破、横向产业扩散、强化国际标准、构筑生态网络”为重点的组合拳，意图角逐全球机器人产业之鹿。在2018年韩国平昌举办的冬奥会，韩国大秀了一下其“机器人”科技的“肌肉”，机器人不仅担任了安保、负责了解说，更是担当了全球首个机器人火炬手，还参加了“机器人滑雪大赛”。经过十数年不懈努力，韩国的机器人产业跨越式发展，根据国际机器人联合会的统计数据，韩国在全球各国的机器人密度（每10000名员工拥有工业机器人的数量）排名中已经连续蝉联第一。可以说，韩国已经成为能和日、美、欧抗衡的一股新兴势力。

在全球机器人产业格局重构中，作为全球第二大经济体的中国势必在这个过程中发挥不可替代的角色。中国巨大的开放市场吸引着全球所有顶尖的机器人巨头。德国库卡在上海布局其新工厂，瑞士ABB更是直接将其机器人业务总部搬迁到中国上海，日本发那科和安川积极与中国本土企业合资，设立机器人公司，发展中国市场业务。美国iRobot将其特定高端扫地机器人推向中国，日本软银集团和法国AldebaranRobotics研发的Pepper机器人借助阿里巴巴、海尔等国内企业的力量也正在积极走入中国。这些全球机器人巨头公司走入中国，对于中国而言，既是重大契机，又面临巨大挑战。

机器人产业所需要的技术沉淀非常之深厚，而我国目前无论是在传统的机械和电子，或者是在新兴的生物和人工智能技术方面，还存在着比较明显的短板。2019年《科学》杂志所评选的十大酷炫机器人技术离我们都非常之遥远，无论是从可能改变机器人技术未来的原创研究，还是支持基础科学和推动工业和医疗创新的商业产品，我国的机器人产业还有很长的一段路要走。

中国机器人市场与应用前景广阔

2016年，工业和信息化部、发展改革委和财政部三部委联合发布《机器人产业发展规划（2016—2020年）》，对我国机器人产业所面临的形势做了清晰而准确的判断，同时明确了我国机器人产业到2020年的发展目标。在国家的大力支持下，我国机器人技术与产业都迅猛提升，产业总体态势良好。

“产业规模持续攀升，市场潜力巨大”。从2013年至2017年，我国机器人产业平均规模增速超过15%，平均增长率高达30%。据2018年《中国机器人产业发展报告》显示，我国机器人市场规模已经接近90亿美元，占全球机器人市场份额的30%左右。

“产业链初具规模，集聚效应初显”。我国已经初步形成涵盖精密减速器、伺服系统、智能传感器、本体加工与系统集成解决方案等机器人上下游产业体系。国内几个特色产业集聚区已经初具规模，长三角地区起步较早、优势凸显，珠三角地区数控产业一枝独秀，华中和华北正在大力引进外部资源、后发制人，环渤海地区科研人才济济、蓄势待发，中国机器人产业发展呈现良好态势。

“知识产权积累丰厚，核心技术不断突破”。在知识产权方面，我国在相关领域已经具有比较丰厚的基础，仅从人工智能专利来看，据2018年《全球人工智能专利资源发展概况》统计，中国人工智能专利数量34000件，仅次于美国，位居全球第二。

“产业环境逐步优化，创新型企业不断涌现”。在城市地下管道检查、电缆线路巡检、无人机、智能汽车等诸多垂直领域，涌现出了一批业务水平较高、贴合行业实际、应用方案成熟的中小机器人企业，开发了一批创新型机器人产品。

构筑自主技术与产业生态

要想真正把握机器人产业发展的历史机遇，并发挥机器人产业的头雁效应，推动中国智能制造的赶超与领先，还需要我国在总结以往成功经验以及失败教训的基础上，“审时度势、抓紧谋划、全盘考虑、扎实推进”。

“审时度势、抓紧谋划”就是要抓住契机与机遇，从战略层面考虑，把握产业发展的脉搏和时机。要做好产业发展的规划和梳理，从战略重点、推进步骤、体制机制、资金保障、人才队伍等多方面、多要素进行谋划与布局。

“全盘考虑、扎实推进”就是要做战略统筹。一方面，要构建组织保障体系，建议国家层面构建专门的领导小组，从组织保障上系统地、有序地推进中国机器人产业的健康发展。另一方面，要统筹区域特色，基于各地方资源禀赋，发展各具特色、相互衔接、配套有序的机器人产业集群和生态。

我国的机器人产业发展一定要“抓大放小、把控核心”，紧紧抓住核心技术自主可控这个牛鼻子。我们在发展机器人产业过程中，切忌“眉毛胡子一把抓”，要有抓有放，要抓住我们擅长的、有优势、有积累、有沉淀的产业方向，注重垂直性的突破。整体而言，机器人技术可以大致划分为“肌肉”（机器人所能移动的物理负载强度）、“骨骼”（机器人与其所完成的工作相对应的组织结构）与“大脑”（机器的智能）三个部分。从我国的技术积累、我国产业现状以及国际产业格局而言，我们可以重点关注“大脑”层面的技术突破。基于我国在大数据和人工智能领域的一些优势，从自然语言理解与处理和人工情感感知等方面进行重点突破，并以产业为核心，重构产学研用生态体系，破解我国科技产业“阿喀琉斯之踵”的难题，进而摘取机器人这一“制造业皇冠顶端的明珠”。