工业机器人:镶嵌在制造业皇冠上的明珠

2019-06-09 14:06

  年龄如同稚子,知识已然渊博它是谁?

  机器人!镶嵌在制造业皇冠顶端的明珠。

  神话变成现实

  广寒宫变成现实的消息近日在微博上刷了屏。国际天文学联合会在其网站上公布,将嫦娥三号探测器着陆点周边约4000平方米区域命名为广寒宫。可以说,广寒宫的地,是玉兔月球车这个中国知名度最高的智能机器人,在月球漫步圈回来的。

  嫦娥、玉兔、广寒宫曾几何时,还是人类口口相传的古老神话。今天,机器人已将这古老神话变成了精彩现实。

  传说中,西周时能工巧匠偃师,用革、木、胶、漆等造出的机器人,不仅会歌舞献艺,还会与观众中的周穆王侍妾眉目传情。

  现实中,科大讯飞的娱乐机器人小柔,已经可以根据各种不同音乐翩翩起舞,还能与观众人机对话。

  传说中,春秋后期,鲁班曾造过一只木鸟,在空中飞行三日不下。

  现实中,美国的军用无人机早已广泛应用于伊拉克、阿富汗等战场。中国的各类植保无人机喷药施肥,为奇迹般的粮食十二连增作出贡献,且各种摄影跟拍无人机也广泛应用于救灾、传媒等多种用途。

  传说中,后汉三国时期,蜀国丞相诸葛亮用木牛流马在崎岖山路中运送军粮。

  现实中,沈阳新松等企业生产的移动机器人AGV(自动导引运输车),让这个领域的国有品牌市场占有率接近90%,为中国蓬勃发展的物流业贡献了永不疲倦的兵员。

  小柔、无人机、AGV,正好分属于现代机器人的三大类别:服务机器人、特种机器人、工业机器人。我国早在863计划实施之初就将机器人技术作为重点支持方向,经过近30年积累,已经初步建立起从机器人应用基础研究到产业化的研发体系,在工业与服务机器人产业化、特种机器人技术攻关与系统应用、机器人前沿技术储备等3个层面都取得了长足的发展。

  点焊、弧焊、喷漆、装配、码垛搬运、自动导引车、洁净机器人,多种类型的工业机器人从无到有,出现在中国企业的产品目录中。

  新松、博实、广州数控、埃夫特、埃斯顿、新时达,诸多中国机器人企业商海搏杀,2014年实现16945台套销售数量和28.5亿元市场价值。

  蛟龙下海,玉兔揽月,固定翼飞行机器人、旋翼飞行机器人和冰盖漫游机器人3员大将组成的科考机器人兵团远赴南极探险。

  芦山地震后,旋翼无人机、废墟搜救可变形机器人、机器人化生命探测仪等救援类机器人迅速奔赴灾区。

  扫地机器人走入千家万户,送餐机器人让餐厅客人暴增,客服聊天机器人成为电商必备助手,翻译机器人软件让不懂外语的国民轻松出国游,服务机器人正在走入我们的生活。

  机器人甚至有可能跟你谈恋爱。世界末日是哪一天?对我来说,没有你的日子里,就如同世界末日一般。说出这种甜言蜜语的,不是正在追求姑娘的小伙子,而是可以免费下载的智能机器人软件灵犀语音助手。

  把目光投向国际,你会发现,机器人技术正在如火如荼的竞争中,发生着日新月异的变化。机器人不仅在模仿人类的肢体,也在仿狗、仿鱼、仿飞鸟,仿各种动物,甚至没有任何仿生外形,只是一段虚拟的智能代码。

  作为现代机器人策源地的美国,在国防军工机器人和医疗服务机器人等方面具备突出优势,全球鹰无人机、四足大狗机器人、微型蜂鸟机器人、达芬奇外科手术机器人、iRobot扫地机器人,都是领一代风气之先的开拓型产品。

  作为全球工业机器人生产规模最大、应用最广的国家,日本在工业机器人的许多细分市场形成垄断,同时也在服务娱乐机器人领域新招迭出。11月21日在日本公映的电影《再见》,女主演就是一款由日本机器人专家石黑浩制作的机器人。

  将机器人列为6项对未来影响最大的前沿技术之一的欧盟,去年宣布启动机器人研发计划火花(SPARC)。计划到2020年,投入28亿欧元用于研发民用机器人,为欧洲创造24万个就业岗位。欧盟委员会副主席、数字和电信政策专员内莉克勒斯在描述火花计划中研发的高级机器人时形容说:它们的智能化水平将让过去的机器人看上去都像是原始人。

  不论你欢不欢迎,我们都将步入机器人时代。不久的将来,家家都有机器人,厂厂都有机器人,机器人会活动在每个人的身边。哈尔滨工业大学机器人研究所所长赵杰教授所说的正在一步步变成现实。

  扶老育幼、分担繁琐家务的,过去是传说中的田螺姑娘;可上九天揽月、下五洋捉鳖的,过去是鲲鹏这样的神兽;能精细入微又可力大无穷、代替人类进行繁复艰辛劳动的,过去是织女和夸父这样的神灵现在,它们有了一个共同的名字机器人。

  需求引爆产业

  我们听到了一声声焦急的呼唤

  它来自亟待转型的工厂:发达国家制造业回流,劳动力成本上涨,中国制造如何保持自己的优势面临前所未有之挑战。如果你今天不减少一些人,明天企业就不存在了。海尔首席执行官张瑞敏的话已成众多企业的现实选择。

  它来自需要呵护的家庭:我国在世界上老年人口最多,预计本世纪中叶有近4亿60岁以上老人。去年,我国残疾人总数近8500万。未来,80后面临着一对夫妻要照顾4个老人2个孩子的重任。亿万家庭需求的叠加,让大力发展服务机器人成为必然的选择。

  它来自危险特殊的环境:人类难以亲临的深海深空极地、千钧一发的灾难救援现场、对人体产生危害的作业环境在新型能源开发及安全维护,民生安全应急响应和救灾救援等多个领域,需要机器人成为人类的帮手。

  四面八方的需求在燃烧,引爆了一个聚焦世界目光的产业。2010年至2014年间,我国工业机器人每年新增装机量以年均40%的速度猛涨。仅在去年,我国市场共销售工业机器人约5.7万台,较上年增长55%,约占全球销量四分之一,已连续两年成为全球第一大工业机器人市场。

  这是一个以冲刺速度成长的产业。今年11月11日凌晨,夜很安静。对科沃斯人来说,这是一个不平静的夜晚。地铺、躺椅遍布这个以生产扫地机器人闻名的本土企业,各方人员严阵以待。整点钟声响起,开闸发货,他们仅用17分钟,就在天猫上交易额达到5000万元。双11全天,科沃斯公司全网销售了超过10万台家庭服务机器人,销售额突破3.15亿元。而在4年前的双11,它的销售额只有200万元。

  这是一个靠市场说话的产业。减速器这个关键部件约占工业机器人成本的38%,可长期依赖进口。时空切回到上世纪90年代的秦岭脚下。那时,秦川机床通过多年产学研攻关,自主研发出机器人用RV减速器,因找不到市场,只好将这个凝结无数心血的结晶束之高阁,一放就是8年。直到市场的曙光扫除迟疑、冲破尘封,秦川下定决心重拾减速器研发,整合力量集中攻关。目前,他们的部分关节减速器已进入小批量生产。

  这是一个创新引领的产业。在今年的汉诺威工业博览会上,德国总理默克尔大胆地把食指伸入国际机器人巨头ABB的双臂机器人YuMi的机械钳中。YuMi立即绅士地停止了动作。这款能穿针引线的工业机器人出自ABB中国研究院。与ABB一样,众多机器人巨头开始在中国设立研发机构,将我国市场视为决胜未来的战场。在去年我国市场销售的工业机器人中,外资企业产品约占70%,数量较上年增长47%。我国企业也加速猛追,去年销售工业机器人数量比上年增长76.6%。

  浓浓硝烟中,逐鹿高地悄然转向更广阔的服务机器人市场。一天早上,一群大伯大妈们早早来到了浙江省人民医院,他们不是来看病,而是来观看大名鼎鼎的机器人医生达芬奇做手术。手术台与报告厅连线完毕,大屏幕亮起,只见达芬奇沉着淡定,左手找准淋巴等位置固定好,右手稳准下刀,干脆利落。据统计,美国直觉外科公司生产的达芬奇手术机器人全球装机量目前已超过3300台,市值不断创新高!虽然我国医用机器人普及率低、起步晚,但目前哈工大机器人、博实股份等企业已开始积极介入。哈工大机器人研究所研制的微创腹腔外科手术机器人系统,也已于2013年11月通过国家验收。

  国际机器人联盟IFR预测:到2017年,全球机器人市场总规模将达750亿美元,其中工业机器人450亿美元、服务机器人110亿美元、特种机器人190亿美元。他们还预测2018年全球服务机器人销量将达到3500万台,服务机器人有望成为机器人领域最具潜力的增长点之一。

  市场在扩张,声音在响起

  我们应面对中国市场特点,为劳动密集型企业、为中小企业生产他们需要的机器人。中国工程院院士、机器人及机电一体化技术专家蔡鹤皋说。

  机器人产业发展仅靠原始积累远远不够,我们必须把资本的力量用足。科技部高技术中心先进制造处研究员刘进长说。

  服务机器人各国都在起步阶段,且市场潜力巨大,正是中国人的大好机会。中国科学技术大学教授陈小平说。

  没有任何一家公司能够独立地抓住这个机会并推动整个行业的发展,必须整个生态系统进行通力合作。英特尔公司机器人创新中心总经理倪健安说。

  中国机器人企业不能仅仅依靠自己滚动式发展,而要更加重视整合资源、技术,走出一条新路子。沈阳新松机器人自动化股份有限公司总裁曲道奎说。

  这些声音无不指向一点:在爆发的产业风口,中国站在了最前方。

  创新赢得未来

  众创热潮涌动,更多创新者的灼灼目光投向了机器人。

  他们不受失败的牵绊。砰!在多年前香港科技大学的一场毕业答辩上,汪滔设计的直升机尴尬地从空中跌落。这次失败让他的答辩成绩只拿了C。这个不服输的80后2006年在深圳创立了大疆创新科技公司。凭借固定悬停、自动返航、GPS定位导航、影像实时传输等核心技术,他们在全球无人机市场上了拿下一个个A:消费级无人机产品占据全球约70%的市场份额,八成客户来自欧美;年销售额以3倍到5倍的速度跃升,2015年的销售收入预计突破10亿美元。

  他们把握飞逝的灵感。一个深夜,袁辉打开聊天软件,满目灰色或者忙碌中的头像,找不到一人交谈。要是能有个机器人陪聊多好!这个忽起的念头照亮了袁辉的那一夜。随后,他开始带领团队设计自动问答的聊天程序,并逐步在此基础上开发出了小i机器人。他们将小i推荐给朋友,没想到短短几个月就拥有了40万用户。使普通机器人和硬件设备获得来自云端的智能思考及多种智能交互能力,凭借这个绝活,他们目前已吸引超过2亿全球用户。

  他们挑战世界的难题。精确定位早期肿瘤是全世界医生头疼的一个难题。中国科学院自动化所的科研团队将医学影像技术和分子生物学有机结合,开发了一种手术导航机器人光学分子影像手术导航系统。它能在乳腺癌、胃癌、肝癌的早期检测和肿瘤切除过程中为医生提供误差在1毫米之内的精确定位,缩短手术时间,大幅减少人为失误。欧洲肿瘤外科协会主席在2014年《自然综述肿瘤外科》的文章中如是评价这项创新:对于外科医生而言,是个体精准手术的巨大进步。

  他们创造赶超的奇迹。近日,国足又一次饮恨沙场,不少嘲讽段子出现在各种社交媒体上。其实,中国足球世界杯夺冠的梦想,早已在机器人领域变成现实。中国科学技术大学组建的蓝鹰队,2000年作为中国第一支队伍参加RoboCup机器人世界杯时,只得了第9名。而短短五六年之后,蓝鹰队已成为机器人世界杯上的强队,各类项目屡次夺冠,迄今已经拿到十几个世界杯冠军,并形成了自己的机器人品牌可佳。

  在机器人领域,创新是为了创造未来,也只有创新才能赢得未来。

  工业机器人领域在国外已经发展了约50年,瑞士ABB、日本发那科公司、日本安川电机、德国库卡机器人并称为机器人四大家族,四大巨头占据中国机器人市场一半以上的份额,并且几乎垄断了机器人制造、焊接等高端领域。中国企业要在这些国际巨无霸手中虎口夺食,既需迎难而上、突破关键零部件的国产瓶颈,也要另辟蹊径、以颠覆式创新来重塑市场格局。

  作为多种高新技术的集成体,机器人融合了机械、电子、传感器、计算机硬件与软件、人工智能等多学科研究成果,涉及当今许多前沿领域的技术。这给未来机器人留下太多进步的空间,比如说智商。

  现在的机器人不够聪明,扫地机器人智力跟三叶虫差不多。上海智位机器人有限公司首席执行官叶琛的话,说出了现有机器人智商还偏低这一现实。

  国际人工智能联合会主席玛鲁娜维罗索也表示:未来机器人应具备自主学习的能力,能够向人类寻求帮助,通过人机互动来完成任务或获取技能。

  大数据的积累让机器人更智慧,普通人的活动也可能提升机器人的智商。以智能机器人必备的语音识别技术为例,科大讯飞公司从2010年开始把语音技术发布到互联网上,上线技术的识别率只有60%,随着大量网民参与互动,半年后识别率升至80%,后来达到95%。现在该语音交互平台上,每天有2000万用户,贡献1.6亿次语音交互。

  机器人正在成为新工业革命的重要切入点和增长点,在这一必争领域,发达国家正在积极布局。美国制定了机器人发展规划及路线图,欧盟启动了全球最大的民用机器人研究计划SPARC。

  正在为实现中华民族伟大复兴梦想而努力的中国人自然不会放过这个重大机遇。

  我国着眼国际制高点的新一代机器人技术已经实施布局,在拟人、四足等仿生机器人,以及新机构、环境感知、智能控制、生肌电融合、人机合作等单元技术方面都取得了多项创新成果。

  机器人产业十三五规划即将发布。这一产业发展规划将和《中国制造2025》重点领域技术路线图一起,构成未来十年我国机器人产业的发展蓝图。

  未来机器人什么样?

  对此,中国科学院沈阳自动化研究所研究员、中国工程院院士封锡盛有着自己的预测:机器人科学与技术正沿着模拟人的路线发展,随着人体和大脑的秘密陆续被揭开,机器人研究必将同步前进,发展无句号。

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