全球机器人产业聚焦工农医三领域

全球机器人产业聚焦工农医三领域

2015世界机器人大会于11月23日至25日在北京国家会议中心举行。为一位参观者在同机器人握手。记者金立旺摄

2015世界机器人大会25日在北京落下帷幕。

国家主席习近平在给大会开幕的贺信中表示，随着信息化、工业化不断融合，以机器人科技为代表的智能产业蓬勃兴起，成为现时代科技创新的一个重要标志。中国将机器人和智能制造纳入了国家科技创新的优先重点领域。

当前，机器人被认为是影响人类生产和生活的四大技术之一，2015年世界十大技术之一。全球很多国家将机器人作为国家计划进行重点规划和部署。美国发布了机器人发展路线报告，将现在的机器人与20世纪的互联网放在重要的地位；欧盟启动了全球最大民用机器人研发计划——“SPARC”，计划到2020年投入28亿欧元，创造24万个就业岗位；日本将机器人产业作为“新产业发展战略”中七大重点扶持的产业之一；韩国制定了“智能机器人基本计划”，并发布了“机器人未来战略展望2022”。

据中国科学院等机构分析，当前，全球机器人产业聚焦工业机器人、农业机器人和医疗机器人三大领域。工业机器人发展最为迅速，美德中日韩五国工业机器人销量占全球7成；农业机器人需要处理复杂的地理和天气因素，欧美和日本等国研究机构正在致力提升智能化水平；

欧美和日本的医疗机器人已经广泛应用于脑神经、前列腺，心脏病、脊柱及微创介入等外科手术中，发达国家手术机器人年增长率40%以上。据预测，未来五年，全球机器人年均增长25%以上。

五国工业机器人销量占全球七成

据国际机器人联合会统计，虽然经过近几年两位数的高速增长，2014年全世界工业机器人的总销售量也只有22.9万台，其中我国的销量为5.7万台。中国国每1万个工人拥有的机器人只有36台，比韩国（478台）、日本（374台）、德国（292台）和美国（164台）少很多。

记者综合国内外多家机构预测，全球工业机器人本体市场以中国、欧盟地区、美国和日本为主。日本、美国、德国、韩国和中国五国存量占全球比例达71.24%，销量达69.92%。2017年中国工业机器人市场容量是2012年四倍，未来5年行业年复合增长率超过30%。未来五年全球工业机器人年均增长25%。

中国科学院的最新报告指出，子锐机器人，当今的工业机器人仍难于使用，而中国制造业尤其是中小企业又缺乏熟练使用工业机器人的员工，有些甚至出现了“买的起，不会用”的局面。正因如此，国际机器人联合会在2015年的年报中也将能够简化工业机器人使用的技术列为未来几年的重点发展方向。

工业机器人作为自动化技术的集大成者，一直被誉为自动化领域“皇冠上的明珠”。据中国工程院院士王天然介绍，工业机器人自诞生以来实现广泛发展，而且还在向其他领域进行技术转移，派生出新的领域，如服务机器人等。

特别是在缓解劳动力不足等问题上，工业机器人所发挥的作用越来越大。以日本为例，王天然说，20世纪70年代至90年代，日本经济高速增长，劳动力严重短缺，用了20年时间变成机器人第一大国，而且变成制造强国。进入90年代，亚洲经济快速发展，该区域工业机器人需求量增幅全球最高。目前全球对工业机器人的需求仍然很广泛，按照工作岗位算，工业机器人只占5.63％。

王天然说，目前，工业机器人已经在汽车整车及零部件、工程机械、轨道交通、低压电器、电力等领域有了较好的应用，而且机器人技术仍在不断提升发展，主要是两个方向：一是在机器人操作能力上追求完美，提升其速度、精度、适应性，扩大应用领域；二是在机器人智能化、网络化上不断努力，提高机器与人的交互能力。

有统计显示，从1990年到2000年，工业机器人定位精度提高了61％，平均无故障时间增加了137％，价格差不多降了一半。据日本预测，到2030年，机器人重复定位精度将会翻一番，绝对定位精度将提高一个数量级。

目前，机器人应用领域正在扩大。据了解，日本在人形机器人研发方面正在取得一些突破。日本大阪大学国际电信基础技术研究所高级研究员西尾修一说，这种机器人看起来和人形差不多，可由操作员进行远程控制，实现机器人与用户之间的自如交流。

根据中科院宁波材料技术与工程研究所杨桂林的研究，随着信息技术，特别是互联网技术、感知技术和传感器网络技术的快速发展，世界工业机器人运用技术也在不断地更新，呈现出五大趋势，网络化特征增强，群体作业能力增强，对半结构化作业环境的适应能力增强，虚实融和能力增强，模块化应用程序增多。

相关研究指出，虽然我国从2013年开始就成为了工业机器人销量最大的国家，并出现了大规模投资机器人产业的热潮，然而国内大多数的企业尤其是中小型企业在工业机器人的应用上仍处于较低的水平，难于有效发挥机器人的功用。因此，国家相关部门应从资源配置和政策扶持两个层面大力推进工业机器人运用技术的研发，从而降低工业机器人的使用难度、增强其技术性能，拓展其应用范围，早日解决我国机器人产业发展所面临的瓶颈问题。

农业机器人智能化水平提升成难点

最近，由悉尼大学Sukkarieh教授带领的研究团队开发出瓢虫农场机器人。该机器人首次实地作业，在新南威尔士州一片种植洋葱，甜菜和菠萝的农场上进行。Sukkarieh教授称，机器人能够实现自动化驱动，机器人维修，在每列田地间自如运作。收集感应器数据，包括激光，摄像头，高光谱镜头等，通过提供有价值的信息帮助种植者们了解他们农场的作物状态。

据了解，随着近年来国内外对农业机器人研究与开发的重视，目前已研发出多种农业机器人。根据解决问题的侧重点不同，农业机器人大致可以分为两类：一类是行走系列农业机器人，主要用于在大面积农田中进行作业；另一类机械手系列机器，主要用于在温室或植物工场中进行作业。

日本是农业机器人研究最早、同时也是市场发育最为成熟的国家之一。目前，日本已研制出育苗机器人、扦插机器人、嫁接机器人、番茄采摘机器人、葡萄采摘机器人、黄瓜采摘机器人、农药喷洒机器人、施肥机器人和移栽机器人等多种农业生产机器人，在理论与应用方面都居世界前列。

同日本比，由于领土广阔及自身先进的工业技术，美国研究的重点在于行走式农业机器人，在理论与技术上都比较成熟。典型代表是美国新荷兰农业机械公司发明的多用途自动化联合收割机器人，很适合在美国一些专属农垦区的大片规划整齐的农田里收割庄稼。

其他国家农业机器人研究与应用方面比较有代表性的有：澳大利亚发明的牧羊犬机器人，它能在农场上代替传统的放牧劳力；德国农业专家采用计算机、全球定位系统（GPS）和灵巧的多用途拖拉机综合技术，研制出可准确施用除草剂的除草机器人，法国发明的专门服务于葡萄园的机器人几乎能代替种植园工人的所有工作，包括修剪藤蔓、剪除嫩芽、监控土壤和藤蔓的健康状况等；西班牙发明的采摘柑橘机器人，能够依托机器视觉技术从桔子的颜色、大小判断出是否成熟并控制机械手进行采摘；英国西尔索研究所开发的采蘑菇机器人可以确定哪些蘑菇可以采摘以及属于哪种等级，然后测出其高度以便进行采摘；法国研制的分拣机器人能在潮湿肮脏的环境里工作，把大个番茄和小粒樱桃加以区别，然后进行分装

与国外相比，机器人维修，中国国农业机器人研究与开发方面尚处于起步阶段。目前我国已开发出的农业机器人有：耕耘机器人、除草机器人、施肥机器人、喷药机器人、蔬菜嫁接机器人、收割机器人、采摘机器人等。