科技创新正在为我国机器人产业发展提质增效
发布时间:2021-09-14 10:52:21 文章来源: 中国科学报
机器人技术正在深刻改变着人类的生产和生活方式,中国空间站机械臂也助力我们完成了两次出舱任务。9月10日至13日,2021世界机器人大会在北...

“机器人技术正在深刻改变着人类的生产和生活方式,中国空间站机械臂也助力我们完成了两次出舱任务。”9月10日至13日,2021世界机器人大会在北京举行,神舟十二号3位航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波从太空发来了祝福。

无论是航空航天等高端制造行业,还是与人类需求密切相关的安全救援、医疗健康等领域,机器人正以多样化的方式渗透到人类的日常生活中。

根据中国电子学会发布的《中国机器人产业发展报告(2021年)》(以下简称《报告》),2021年全球机器人市场规模保持增长,预计将达到335.8亿美元。工业和信息化部副部长辛国斌介绍说,中国工业机器人市场已连续八年稳居全球第一,2020年装机量占全球的44%。

当前,机器人产业迎来升级换代、跨越发展的窗口期,科技创新正在为我国机器人产业发展提质增效。与此同时,国产机器人研发也面临着“四低”现象的挑战。

市场:支撑产业发展的中坚力量

《报告》显示,2021年中国机器人市场规模预计达到839亿元。即便受到新冠疫情影响,2020年中国工业机器人市场仍然为全球贡献了40%左右的份额,连续多年稳坐世界最大机器人消费国宝座,是支撑机器人产业发展的中坚力量。

“中国具有全球最大的市场,中国政府也支持机器人产业发展,我们有很好的市场环境,未来很多产品技术都有望实现并跑甚至超跑。”新松机器人自动化股份有限公司创始人、总裁曲道奎表示。

辛国斌指出,2016—2020年中国工业机器人产量从7.2万套快速增长到21.2万套,年均增长31%。

当前机器人高端应用持续拓展,工业机器人智能作业技术和系统成功应用于航空、航天、造船、汽车等多个高端制造领域,服务机器人、特种机器人在医疗手术、教育服务、安防巡检、灾后救援等高附加值服务场景实现突破应用。

疫情中,我们发现无接触式的服务已经成为一种刚需。今年是服务机器人发展的‘黄金十年’的元年,中国大型服务机器人技术已经能比肩全球先进水。我国拥有全世界最庞大的应用场景,无论是工业机器人、家庭机器人、商用服务机器人还是特种机器人,甚至无人驾驶,都有坚实的市场基础。”优必选科技首席品牌官谭旻说。

技术:机遇与挑战并存

随着我国机器人市场的不断扩大,国产机器人企业逐步加强技术研发和投入。《报告》指出,我国机器人产业关键技术和核心零部件取得突破,与国外先进技术的差距不断缩小,本土品牌国产化率持续提升。

但《报告》同时显示,在机器人产业的三大核心零部件发展层面,国产控制器产品在软件上相较国际一流水准仍有差距。

那么,中国在技术上还面临着哪些挑战呢?曲道奎指出,目前中国核心技术空心化的问题尚未解决,差不多80%以上的企业还是把机器人作为低端机械设备和装备研发,存在低技术、低品质、低价格、低端应用的“四低”现象。

中国工程院院士王耀南认为,不管机器人怎么复杂,其核心关键技术有4个:机器人的本体结构,机器人的感知系统,机器人的决策规划、调度与控制和机器人的执行。

“从专业的角度来说,机器人就是一个典型的闭环控制系统,而机器人技术涵盖多个学科。未来机器人一定是朝着自主化、鲁棒更强、融合更好、多机协作的方向发展,是能够智能化、自主化、网络化的控制系统。”王耀南说。

未来:走向人机共融时代

随着人工智能、5G、云计算、传感器等新一代信息技术与机器人技术融合发展,在机器人技术的研究前沿,大量学科相互交融促进,围绕人机协作、人工智能和仿生结构等多个重点方向展开各种技术创新。

“机器人和人工智能有很多重叠的地方,但我觉得机器人更加面向任务、面向应用。我想给大家传达的是,机器人往前发展时,人工智能会在某个地方和它有交集,机器人研发人员可以和人工智能学者共同合作研究。” 中国科学院院士、清华大学人工智能研究院院长张钹强调。

曲道奎指出,机器人正在朝智能系统方向发展、向人机共融方向发展,这是协作机器人出现的一个非常重要的契机。

今年,我国在轨的3名航天员在机械臂的支持下,完美地完成了两次出舱任务,很好地诠释了空间领域人机交互的全过程。

“航天员成为指挥者和决策者的角色,其他所有操作复杂、耗时较长的工作由机器人来替代。目前机器人辅助和协同功能已经实现,未来希望朝着替代和扩展方向进一步努力。”中国航天科技集团公司五院研究员胡成威表示。

随着“人机共融”概念的深入,脑机接口已经成为机器人领域重点关注的技术之一。

中国科学院院士蒲慕明认为,脑神经突刺及导电等方面的研究,将为脑机接口提供重要依据。

“我们希望未来机器人是基于类脑研究获得的智能体,能够应用于服务人类的机器人系统。这些系统的研发必须基于我们对大脑智能的理解和智能的环路基础,在此基础上研究人工智能的各种软硬件。”蒲慕明说。

在智能化加速演进的趋势下,机器人应用的深度和广度不断拓展。辛国斌表示,工信部目前正在牵头制定“十四五”机器人产业发展规划,下一步要突破机器人系统开发等共技术,研发仿生感知与认知等前沿技术,提高机器人智能化和网络化水。(记者 高雅丽)

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