2021 年机器人行业十大新闻

本刊编辑部

时光匆匆，新的一年来临。回顾过去的一年，新冠肺炎疫情依旧是全球的最大焦点，其对人类健康的影响空前，对全球经济的影响空前，对机器人行业的影响空前。去年，本刊梳理机器人行业的发展，总结出十大新闻是：1 智能基础研究得到突破性发展；2 机器人柔性技术多样化；3 泛在--机器人技术融合边界消失；4 医疗行业机器人应用大发展；5 智能汽车落地元年；6 智能应用在检测与预防中显神威；7 工业互联网实现从局部智能到全局智能；8 网红机器狗Spot 商用；9 全自动口罩机走俏；10 送货机器人“大白”入国家博物馆。今年，本刊梳理出新的事件，记录机器人与智能历史发展的脚步。

1中国机器人“十四五”发展规划出台

去年底，中国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部、公安部、民政部、住房和城乡建设部、农业农村部、国家卫生健康委员会、应急管理部、中国人民银行、国家市场监督管理总局、中国银行保险监督管理委员会、中国证券监督管理委员会、国家国防科技工业局、国家矿山安全监察局共15 个部委联合发布《“十四五”机器人产业发展规划》，共同推动机器人发展。

该规划把握机器人产业发展趋势，提出到2025 年，中国成为全球机器人技术创新策源地、高端制造集聚地和集成应用新高地，并明确具体目标：一批机器人核心技术和高端产品取得突破，整机综合指标达到国际先进水平，关键零部件性能和可靠性达到国际同类产品水平；机器人产业营业收入年均增速超过20%；形成一批具有国际竞争力的领军企业及一大批创新能力强、成长性好的专精特新“小巨人”企业，建成3-5 个有国际影响力的产业集群；制造业机器人密度实现翻番。到2035 年，中国机器人产业综合实力达到国际领先水平，机器人成为经济发展、人民生活、社会治理的重要组成。

在具体任务方面，该规划部署了提高产业创新能力、夯实产业发展基础、增加高端产品供给、拓展应用深度广度、优化产业组织结构等五项主要任务，推动“十四五”发展目标落实落地。

在提高产业创新能力方面，提出加强核心技术攻关，突破机器人系统开发、操作系统等共性技术，研发仿生感知与认知、生机电融合等前沿技术，推进人工智能、5G 通信、大数据、云计算等新技术与机器人技术的融合应用设。

在夯实产业发展基础方面，提出补齐专用材料、核心元器件、加工工艺等短板，开发机器人控制软件、核心算法等；建立国家机器人标准化组织，健全机器人标准体系，加快急需标准的研究制定及应用，积极参与国际标准化工作；鼓励企业加强试验验证能力建设，增强机器人检测与评定中心检测能力，推进中国机器人认证体系建设。

在增加高端产品供给方面，提出面向制造业、采矿业、建筑业、农业等行业，以及家庭服务、公共服务、医疗健康、养老助残、特殊环境作业等领域需求，集聚优势资源，重点推进工业机器人、服务机器人、特种机器人重点产品的研制及应用，推动产品高端化、智能化发展。

在拓展应用深度广度方面，提出鼓励用户单位和机器人企业、整机企业和零部件企业联合开展技术试验验证；推动机器人系统集成商开发细分领域解决方案；支持搭建应用推广平台，组织产需对接；推进机器人应用场景开发和产品示范推广；加快医疗、养老、电力、矿山、建筑等领域机器人准入标准制订、产品认证或注册，鼓励企业建立产品体验中心；探索建立新型租赁服务平台，发展智能云服务等新型商业模式。

2“元宇宙”来临

2021 年，“元宇宙”一词从科幻小说、游戏圈放射到整个现实世界，并火速在网络上盛行，成为网络十大流行语之一，2021 年亦被称为元宇宙元年。

元宇宙英文是“Metaverse”，其前缀“meta”意为“超越”或“元”，词根“verse”源于 “universe”（宇宙），直译为中文便是元宇宙。 “Metaverse”出自尼尔·斯蒂芬森 1992 年出版的科幻小说《雪崩》(Snow Crash)，是作者虚构的一个脱离于物理世界、始终在线的平行数字世界，人们能够在其中以虚拟的身份自由生活。

近年随着科学技术的发展，5G 通信、人工智能、扩展现实（XR）、区块链、云计算、数字孪生等技术突飞猛进，科幻小说中的元宇宙在现实世界有了生长的土壤，例如扩展现实技术提供沉浸式体验，数字孪生技术生成现实世界的镜像，区块链技术搭建经济体系等等。因此，当前的现实世界已经可以利用科技手段进行链接与创造，实现与现实世界映射和交互的虚拟世界，即打造真实世界的元宇宙。

在人们的设想中，元宇宙是具备新型社会体系的数字生活空间，其本质是对现实世界进行虚拟化、数字化，而且相比真实世界，元宇宙需要对虚拟的内容生产、经济系统、用户体验等进行大量改造，由此也诞生了许多元宇宙的分支与子概念。

2021 年初，社交网站“Soul App”提出构建“社交元宇宙”；3 月，被称为元宇宙第一股的罗布乐思（Roblox）在纽约证券交易所上市，其计划打造的是一款元宇宙游戏；5 月，微软公司表示正在努力打造“企业元宇宙”；8 月，海尔集团发布智造元宇宙平台，英伟达公司宣布推出为元宇宙提供基础的模拟和协作平台；10 月，Facebook 公司宣布更名为“Meta”，将元宇宙概念推向高潮；年底，“元宇宙”一词入选《柯林斯词典》2021 年度热词、《咬文嚼字》年度十大流行语、智库年度十大热词等。

3人工智能进入规范发展阶段

去年4 月，欧盟发布《人工智能法》，6 月，美国政府GAO（问责局）推出《人工智能问责框架》，9 月，中国公布《新一代人工智能伦理规范》，11 月，联合国教科文组织(UNESCO)正式发布《人工智能伦理建议书》，种种举措标志全球的人工智能进入规范发展阶段。

全球对人工智能伦理的探讨已经持续了好几年，从最初的概念、学术探讨到目前形成明确的法案。2019 年美国发布《人工智能伦理道德标准》，但并不具有强制约束力。此次GAO 出台人工智能问责框架，为今后创设相关立法、出台政策设定了原则和方向，是美国在人工智能治理方面一个比较重要的进展，也体现了美国上下对人工智能伦理问题的关注。2020 年欧盟发布《人工智能白皮书》，提出逐步发展人工智能的若干举措，去年公布的法案强调维护欧盟的技术领先地位，采取基于风险的监管思路，加强对人工智能系统权利和安全的管理治理，确保欧洲公民从人工智能中受益。中国国家新一代人工智能治理专业委员会去年相继发布《新一代人工智能治理原则——发展负责任的人工智能》《新一代人工智能伦理规范》，旨在将伦理道德融入人工智能全生命周期，为从事人工智能相关活动的自然人、法人和其他相关机构等提供伦理指引，提出了增进人类福祉、促进公平公正、保护隐私安全、确保可控可信、强化责任担当、提升伦理素养等6项基本伦理要求，同时提出人工智能管理、研发、供应、使用等特定活动的18 项具体伦理要求。

联合国教科文组织发布的《人工智能伦理建议书》是关于人工智能伦理的首份全球性规范文书，是目前全世界在政府层面达成的最广泛的共识，是全球人工智能发展的共同纲领，将为进一步形成人工智能伦理有关的国际标准、国际法等提供强有力的参考。

4协作机器人开启工业机器人新时代

协作机器人英文简称cobot 或co-robot，是设计和人类在共同工作空间中有近距离互动的机器人。协作机器人作为一种新型的工业机器人，让机器人彻底摆脱护栏或围笼的束缚，其开创性的产品性能和广泛的应用领域，为工业机器人的发展开启了新时代。

经济高效、灵活部署、安全和简单易用是协作机器人在市场立足的前提保证；力传感器成为关键器件，是协作机器人区别其他工业机器人的主要特征。中国是机器人销售的最大市场，协作机器人在中国的销量尤为醒目，2021 年，中国协作机器人销量有望突破1.78 万台，市场规模将突破16 亿元。据相关预测，到2025 年，中国协作机器人销量有望突破6 万台，市场规模达到45亿元，复合年均增长率超过30%。

2021年也是中国协作机器人企业壮志凌云的一年。虽然国内企业的起步略晚于外资厂商，但从产业化应用的角度看，国内协作机器人厂商已经成为中国市场的主导力量，市场份额接近70%，这与传统工业机器人领域形成较大反差。其中，在六轴及以上协作机器人市场份额排名中，《2021 年协作机器人产业发展蓝皮书》数据显示，遨博智能科技有限公司2020 年超越优傲公司登顶国内协作机器人销量榜首，优傲退居第二。2021 年遨博智能产销量增长100%，销售收入近4亿元，在国内市场领先。

5建筑机器人—不容忽视的蓝海

建筑行业可细分为房屋建筑、土木工程、管线铺设、建筑装饰、园林绿化等诸多领域，这一行业的主要特点是体力劳动强度大，工作环境差，对建筑体细节的平整度、水平度、垂直度等要求高，处处需要精准测量、调整、修补。从理论分析看，建筑行业是最适宜发展机器人的，机器人可以替代工人在环境污染、危险的场所精准工作，改善用工难、用工荒等劳动力缺乏的境况，这是一片不容忽视的蓝海。

仔细分析建筑行业的各个环节，可替代的机器人应用数不胜举。例如喷涂环境是非常恶劣的，在房屋建筑过程中，外墙体防火层要喷涂，外墙内墙的平面找平打磨需要喷涂腻子，墙体表面美观度要求需要喷涂乳胶漆涂料等，这些工作都可以用机器人替代，在汽车行业喷涂机器人就是最早应用的生产设备之一；其他如瓷砖铺贴、墙纸粘贴、地面找平、材料分配运输、工程质量检测、管线安装等等，都有机器人替代的空间。

目前在世界范围内存在着建筑业生产方式更新需求，已经有一些建筑公司开始采用机器人技术，这代表建筑行业机器人应用开始描画增长曲线，未来建筑行业将大力使用机器人以获得更高速、更高效率、更可靠的安全性和更高利润成果，有机构预计到2025 年，机器人取代人工的建筑工程价值将达到2.26 亿美元。

中国拥有世界上最大的建筑市场，建筑业总产值目前约26 万亿元，而传统建筑业正面临施工手段和方式落后、工人老龄化、用工成本上升等问题。对此，中国市场去年已有多家公司宣布推出建筑机器人产品，其中博智林建筑机器人公司报道在研建筑机器人46 款，已有18 款建筑机器人投入商业化应用，截至年底，该公司已递交专利有效申请3468 项，获授权1670 项，而且公司首次完成建筑机器人多机施工系统验收，示范完成了“建筑信息模型+机器人协同管理系统+仓储管理系统”的全链条建筑流程智能化管理，8 款施工机器人、6 款运输及上料机器人、5 款集中工作站开展多机协同装修施工作业，初步构建了完整的全周期施工闭环，为建筑施工智能化带来示范效应。

6中国工业机器人密度进入全球前十

机器人密度是衡量一个国家制造业自动化发展程度的重要指数。国际机器人联合会（IFR）将机器人密度定义为：以机器人使用数量除以该制造业万名员工人数，也就是每万个员工中使用机器人的数量。根据IFR 最新的统计数据，中国机器人密度从2015 年49 台/万人，增长至246 台/万人，已经进入全球前十，排名第九。

2020 年全球平均工业机器人密度为126 台/万人，同比与2015 年66 台/万人，提升了两倍。分地区来看，亚洲工业机器人密度如今达到134 台/万人，欧洲工业机器人密度123 台/万人，美洲工业机器人密度111 台/万人。

7中国空间站拥有可移动机械臂

太空机械臂是空间站在轨建造能力水平的重要标志，是智能程度最高、规模与技术难度最大、系统最复杂的空间智能制造系统，可用于空间站组装建造、维护维修、辅助航天员出舱活动等。去年，中国空间站迎来自主设计的智能机械臂，该机械臂可以在太空抓取物体，帮助实现设备的对接、安装、变轨、分离等操作，特别是能头尾互换在空间站舱段上自主爬行，代表着中国航空航天技术达到智能新高度。

目前能够拥有太空机器人技术的国家不多，技术实力集中在加拿大、美国、俄罗斯、日本、中国等。国际空间站如今正在使用的机械臂有加拿大2 号遥控机械臂SSRMS、欧洲机械臂ERA、日本希望号实验舱机械臂、加拿大灵巧号（Dextre）专用机械臂等。

在太空极端恶劣的环境下，宇航员进行舱外活动都十分困难，体力任务更是难以完成，因此，拥有高科技的机械臂，空间站若虎添翼，可快速发展，另一方面，太空机械臂的成功使用，也标志着中国机器人技术的应用跨入新层次。

8医疗机器人发展强劲

去年持续的疫情继续带来全球性的经济衰退，然医疗机器人领域却持续前年的发展势头，更加受到资本亲睐，发展势头不减。

2021 年，仅中国医疗机器人相关领域就超过30 起融资，总融资金额超过30 亿元。数字化、智能化成为智能医疗机器人重要发展方向，资本对产业追逐加剧，相关技术研发进展不断加快，产品向更多应用场景延伸。

在产品方面，手术机器人是10 年前最先流行的医疗机器人产品，其代表是达芬奇手术机器人，这是一种多孔腔镜手术机器人产品。如今，腔镜类手术机器人发展出单孔腔镜手术机器人，另外有经自然腔道手术机器人、骨科手术机器人、泛血管手术机器人、经皮穿刺手术机器人等等，其他辅助医疗的机器人产品也日益成熟与多样化，例如假肢机器人、可穿戴机器人、外骨骼机器人、靶向治疗微型机器人、辅助活检机器人、抗菌纳米机器人、陪护机器人、护理机器人、康复训练机器人、配药机器人、送药机器人、智能诊断机器人、远程医疗机器人、临床培训机器人、利用人工智能进行流行病学研究的机器人等等。

9复合机器人市场看好

复合机器人严格意义上属于应用层面的产物，是应客户需求而生的机器人。在过去的一年里，复合机器人市场向好，供需旺盛。

从技术上看，复合机器人是将两种以上的智能技术融合在一台设备上。例如传统的多关节工业机器人不会走，AGV 没有手，复合机器人可以把二者结合在一起，成为可以移动的智能手臂，完成特定市场需求。

当前，复合机器人应用多在航天、3C 电子、仓储、医疗、日化品、机加工、商业服务等行业。例如，火星车可以说是最复杂的复合机器人，其具备行走、探测、挖掘、摄影、搬运等功能，独自具备在火星上完成科学工作任务的全部能力。在医学方面，检测复合机器人实现在实验室等区域内的自由移动作业，并配合智能冰箱、样本处理自动化模块、核酸提取仪等设备实现样本、试剂等物料的快速取放和移载，将大部分重复、易出错、易感染、高污染、劳动强度大的检测工作包揽在身。其他大多数的复合机器人则是集合智能移动机器人、通用工业机器人等工作单元，采用视觉误差补偿等技术，满足企业智能化数字车间对整个机械结构运动精度的苛刻要求，解决因多个运动单元的误差累积而造成精度不达标的问题，拓展工业机器人的应用适应性。

10机器人概念扩张

机器人的概念一直被纠结，因为相关技术发展太快。目前ISO 组织和中国相关标准[GB/T 36530-2018]对机器人的定义是：具有两个以上可编程的轴，以及一定程度的自主能力，可在其环境内运动以执行预定任务的执行机构。对此，专业定义与市场俗称有明显差异。

最明显的是软件虚拟机器人。近年聊天机器人软件日益成熟，特别是许多企业的客服电话都变成客服机器人在问答，第一句问候语就是：“我是客服机器人……”，如此以来，大众心中已经默认此为一种机器人。再者，结合大数据、虚拟现实、机器学习等技术的发展，在数字世界或者真实世界映射出的智慧大脑、数字人、虚拟人，和机器人技术有着千丝万缕的联系，加之元宇宙概念的渲染，人们不自觉地将与真人对应的“非真生物”与机器人划为一类。

在国际机器人联合会（IFR）的统计分析中，自动驾驶汽车是不属于“机器人”统计范畴的，但是，因电影等媒体的文化宣传，普罗大众心中的汽车人、变形金刚，却恰恰是最理想的机器人。

智能技术与生物技术、医学技术相结合诞生出来的各类医学机器人，有很多也是不符合专业定义的。最奇异的是一种称为活体机器人的技术：“Xenobots”是美国一研究团队创造的一种全新的生物，其生物模样由超级计算机的进化算法设计，由取自非洲爪蟾早期胚胎的皮肤细胞和心脏细胞组成，可以自我繁殖，能存活7-10 天。这种被称为“活体机器人”的“异形机器人”不同于传统意义上的机械装置机器人，其本质仍是生物体。

在消费市场中，当智能感应灯、智能空调、智能窗帘、智能冰箱、智能洗碗机、炒菜机器人、扫地机器人等智能产品进入百姓生活，再通过大数据、互联网云、智能管理软件等将各类智能产品有机连接并管理起来，实现在家中仿佛有一个全能机器人，智能调节屋内亮度、温度、湿度，智能做饭、洗碗、购物。因此，目前消费市场中，具有智能的产品，很多都冠以“机器人”的称谓。