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我国机器人产业发展趋势探讨
魏永良
（兰州大学信息科学与工程学院 甘肃 兰州 730000）
摘要：本文阐述了机器人的发展历史，国内机器人产业的现状以及我国机器的发展前景
关键词：机器人；历史；发展前景
提到“机器人”，我们都会自然而然的把它跟“高科技”“未来”“现代化”等词语联系在一起，但事实上，造出机器人的想法自古有之，无论中外古籍，都有不少这方面的记载。我国春秋战国时期的古籍《列子汤问》中，就记载了中国古代著名工匠偃师向周穆王进献能歌善舞的机器人偶的故事。到了我国唐朝，有关于机器人偶的记载就更多了。相传在杭州有一个叫杨务廉的工匠，制作了一个僧人模样的机器人，“他”手端化缘铜钵，能学和尚化缘，如有人向钵体内投钱，还会给施主行礼答谢，等到钵体内钱满就会自动收起钱。而在古代西方也有很多关于“机器人”的故事。据《荷马史诗》的记载，赫菲托斯制造过一种可以独立运作和行动的三足机器人，据说他还奉众神指望宙斯的命令，为克里特国王制作了一个叫“塔罗斯”的巨人机器人。相比于神话传说，真正设计出有据可考的自驱动的机器人开始出现在20世纪。机器人发展历史
机器人形象最早出现在科幻和文学作品中。1920年，一名捷克作家发表了一部名为《罗萨姆的万能机器人》的剧本，剧中叙述了一个叫罗萨姆的公司把机器人作为人类生产的工业品推向市场，让它充当劳动力代替人类劳动的故事。真正意义上的机器人出现在1959年。当时，美国人英格伯格和德沃尔制造出了世界上第一台工业机器人。这台机器人外形像一个坦克的炮塔，基座上有一个可转动的大机械臂，大臂上又伸出一个可以伸缩和转动的小机械臂，能进行一些简单的操作，代替人做一些诸如抓放零件的工作。1962年 美国AMF公司生产出“VERSTRAN”与Unimation公司生产的Unimate一样成为真正商业化的工业机器人，并出口到世界各国，掀起了全世界对机器人和机器人研究的热潮。从机器人诞生到本世纪80年代初，机器人技术经历了一个长期缓慢的发展过程，但是到了90年代，随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展，机器人技术也得到了飞速发展。除了工业机器人水平不断提高之外，各种用于非制造业的先进机器人系统也有了长足的进展，现在全世界装备的各种机器人估计已经超过千万台，种类达数十种。大多数工业机器人都不能走路，一般是靠轨道滑行。现代工业机器人主要有四种类型：
（1）顺序型——这类机器人拥有规定的程序动作控制系统；
（2）沿轨迹作业型——这类机器人执行某种移动作业，如焊接、喷漆等；
（3）远距离作业型——比如在月球上自动工作的机器人；
（4）智能型——这类机器人具有感知、适应以及思维和人机通信机能。
2.国内机器人产业发展现状
在工业发达国家，机器人已经广泛应用于汽车工业、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、物流、制造业等诸多领域中。据了解，国际上工业机器人技术日趋成熟，已成为装备制造业的一种标准设备而得到工业界的产业化应用。从上世纪七十年代以来，我国就开始致力于机器人的研究和应用。目前，我国已经能够生产具有国际先进水平的平面关节型装配机器人、直角坐标机器人、弧焊机器人、点焊机器人、搬运码垛机器人等一系列产品，不少品种已经实现了小批量生产。尽管机器人产业化已呈星火燎原之势，但我国机器人仍旧存在着诸多问题。首先，我国基础零部件制造能力相比于发达国家差。虽然我国在一些零部件方
面有了一定的基础，但无论从质量、产品系列，还是批量化供给方面都与国外存在较大的差距。特别是在高性能交流伺服电机和精密减速器方面的差距尤其明显，因此造成关键零部件长期依赖进口，影响了我国机器人的能价格竞争力方面。其次，中国的机器人还没有形成自己的品牌。虽然已经拥有一批企业从事机器人的开发，但是都没有形成较大的规模，缺乏市场的品牌认知度，在机器人市场方面一直面临国外机器人品牌的打压。国外机器人作为成熟的产业采用整机降价，吸引国内企业购买，而在后续的运用维护备件费用很高的策略，逐步占领中国市场。
3影响我国机器人的发展因素浅析
3.1机器人产业的政策因素
从机器人发展强国日本的机器人产业发展来看，国家对机器人的重视和政策扶持是机器人发展的最关键因素。而在国内，除了许多历史原因造成我国制造业水平低下的原因外，更多的是对工业机器人产业的认识不到位，一直以来，我国鼓励工业机器人产业化发展的政策很少，高校教育欠缺机器人知识的专业课程。而现代工业机器人的制造及应用水平，代表了一个国家的制造业水平，国家应高度认识中国工业机器人产业的重要性，这也是我国从制造大国向制造强国转变的重要手段和途径。据了解，日本战后对机器人采取的一系列相关政策，极大地推动了机器人产业的发展，目前，日本已是世界上工业机器人的第一生产大国。工业机器人作为高新技术产品，我国应该比照新能源中的电动汽车，出台相应的扶植政策。
3.2我国的人口与机器人的矛盾
机器人产业的发展肯定会造成制造业工人需求的减少，机器人会抢走工人职业的问题提出已久。但我国是个人口大国，从我国的产业结构来看，人口与发展机器人产业并不矛盾。首先，我国第一、二产业人口比重很大，须解放更多第一、二产业劳动力进入第三产业。而机器人产业发展将会促进我国产业结构的优化。此外，机器人产业会带来更多的高层次的人才需求，促进人力资源结构的优化。
3.3我国工业基础因素
80年代改革开放后，我国工业引进了国外大量的先进制造技术，但没有很好吸收，并未获得核心技术，工业基础没有得到实质性提高。这种情况下，大多数高精度伺服设备、传感设备必须进口，从而导致国产机器人价格优势不明显。
4我国近期机器人的研究情况
根据国内外机器人发展的经验、现状及近几年的动态，结合当前国内经济发展的具体情况，机器人技术应重点开展智能机器人。主要有一下研究内容：
4.1示教再现型工业机器人产业化技术研究
（1）关节式、侧喷式、顶喷式、龙门式喷涂机器人产品标准化，通用化、模块化、系列化设计。
（2）柔性仿形喷涂机器人开发：柔性仿形复合机构开发，仿形伺服轴轨迹规划研究，控制系统开发，整机安全防爆、防护技术开发，高速喷杯喷涂工艺研究。
（3）焊接机器人产品的标准化、通用化、模块化、系列化设计。
（4）弧焊机器人用激光视觉焊缝跟踪装置的开发：激光发射器的选用，CCD成象系统，视觉图象处理技术，视觉跟踪与机器人协调控制。
（5）焊接机器人的离线示教编程及工作站系统动态仿真。
（6）电子行业用装配机器人产品标准化、通用化、模块化、系列化设计。
（7）批量生产机器人所需的专用制造，装配、测试设备和工具的研究开发。
4.2智能机器人开发研究
（1）遥控加局部自主系统构成和控制策略研究。
（2）智能移动机器人的导航和定位技术。
（3）面向遥控机器人的虚拟现实系统。
（4）人机交互环境建模系统。
（5）基于计算机屏幕的多机器人遥控技术。
4.3机器人化机械研究开发
（1）并联机构机床(VMT)与机器人化加工中心(RMC)开发研究。
（2）机器人化无人值守和具有自适应能力的多机遥控操作的大型散料输送设备。
4.4以机器人为基础的重组装配系统
（1）开放式模块化装配机器人。
（2）面向机器人装配的设计技术。
（3）机器人柔性装配系统设计技术。
（4）可重构机器人柔性装配系统设计技术。
（5）装配力觉、视觉技术。
（6）智能装配策略及其控制。
4.5多传感器信息融合与配置技术
（1）机器人的传感器配置和融合技术。
（2）机电一体化智能传感器
就在近期，中科院机器人团队取得了两项重要成果，分别是基于力控制的抛光机器人和自主导航机器人。依托技术研究和产业化经验，机器人团队正在酝酿精密运动与机器人技术的新突破。
5我国机器人产业发展策略浅析
工业机器人是先进制造业中不可替代的重要装备和手段，是衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志。我国已经是世界公认的制造业大国，但随着劳动力成本的不断提高，经济发展模式必须进行调整，生产自动化、发展高科技产业已经成为必由之路。
5.1国家产业政策支持是机器人产业发展最关键的因素
机器人技术属于国家战略性高技术，是多项前沿技术和综合实力的体现，我国在其产业化方面才刚刚起步，虽然取得了一定的成绩，但仍然存在很多困难和不足，国家应该制定长远政策加以规划和发展。需要国家在资金、税收等各个方面给予一定的优惠政策，把机器人产业发展纳入到重要产业政策中，打造机器人龙头制造企业和扶持中小机器人制造企业，同时机器人产业必须以市场为导向，只有根植于市场的产业才是健康和发展的产业。
5.2以市场实用为导向促进国内机器人产业链的形成机器人产业化发展必须以“实用化”为准则，推动产一条龙的联盟建设，形成强大的研究，开发和应用队伍。工业机器人涉及机械、自动化、计算机、人工智能等诸多学科，只有将国内所有力量组织起来，群策群力，才能将技术研究搞上去，才能改变关键元器件主要依赖进口的局面，构建起具备自主知识产权的核心竞争力并与国外大公司进行竞争。
此外，我国是有时农业和开采矿大国，我国机器人在农业和采矿领域肯定有着广阔的市场前景。农业机器人极具发展潜力，也必将为我国农业机器人开辟广阔的市场空间。采矿机器人在我国基本上属于空白，而近年来频繁出现的煤矿事故，所以采矿机器人的有着广泛应用的市场需求。而在前期的技术需求方面可先引进国外先进生产技术，也可允许外资控股。
5.3必须加强机器人产业的人才队伍建设
机器人产业的发展需要大量的专业人才，必须建立强大的人才后盾。我国在20多年机器人应用和研发中积累一定的技术人才，然而这对于我国潜在的庞大机器人市场空间，这是远远不够的。人才发展要依靠教育产业。进行普及性教育，让机器人如英语般的走进中小学教育，鼓励和支持高校的机器人研究工作，开设机器人课程，举行全国性的机器人设计和制作大赛及建设全国性的交流平台。让全社会真正感受到与机器人共存，构造有中国特色的机器人文化。
6我国机器人的发展前景
如今，机器人技术的发展可谓一日千里，尤其是互联网技术的迅速发展为机器人科技的进步打开了一条全新的路径。据国际机器人联盟(IFR)2011年发布的数据显示，2010年世界专业服务机器人销量约为13741台，增长4%，销售额为32亿美元，同比增长15%；在个人、家用服务机器人方面，2010年服务机器人销量约为220万台，增长35%，销售额为5．38亿美元，增长39%。预计未来几年服务机器人将保持快速发展的态势，到2015年销售额将达到85亿美元。
日前，全球信息技术研究和分析机构Gartner总结了2014年十大战略技术趋势，提出“智能机器时代将成为IT史上最具颠覆性的时代”，智能机器将加速消费化。中科院宁波材料所精密运动与先进机器人技术团队学术带头人张驰研究员在接受《中国科学报》记者采访时说，无论是家居产品、制造装备，还是机器人技术，都将我们带入越来越智能化的时代。中国作为世界制造业大国，机器人的应用前景非常广阔，需求也将越来越大，不但将普遍进入流水线制造，而且在生产生活的方方面面都将会出现它们的身影。这将会使我国由制造大国变成制造强国，其巨大的经济效益和社会效益也将接踵而来，一个生活处处有机器人的时代或已不再遥远，一个机器人融合的社会必将形成。
参考文献
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