機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平是衡量一個(gè)國(guó)家高端制造科技水平的最綜合體現(xiàn)，現(xiàn)在大的方向上有國(guó)家政策的重視和布局，小的方面也有很多機(jī)器人產(chǎn)品出現(xiàn)在我們生活中。2017年，我國(guó)機(jī)器人相關(guān)專利就達(dá)到30多萬(wàn)件，占世界的1/3還多。我們不能簡(jiǎn)單談?wù)摍C(jī)器人產(chǎn)業(yè)與美日德等發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，因?yàn)閷?duì)于整個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)而言，無(wú)論是制造還是控制使用，都需要很多跨領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)的相互協(xié)作，在一些領(lǐng)域我們是領(lǐng)先的，在另一些領(lǐng)域我們與世界先進(jìn)水平差距較大。
我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平總體可以通過三方面來(lái)觀察：科學(xué)研究、生產(chǎn)制造和應(yīng)用開發(fā)。首先講科研方面�？蒲兄械臋C(jī)器人領(lǐng)域是多個(gè)相關(guān)研究領(lǐng)域的結(jié)合，包括計(jì)算機(jī)科學(xué)、自動(dòng)控制、電氣/電子工程、機(jī)械工程、材料工程、醫(yī)學(xué)以及生物工程等，主要課題包括：人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、人機(jī)/機(jī)器通信和調(diào)度與控制算法等。其中人工智能這一課題是近幾年的大熱門，也被歸入機(jī)器人領(lǐng)域。
從科研成果來(lái)看，國(guó)際上機(jī)器人科研領(lǐng)域的成果從2000年開始進(jìn)入高速增長(zhǎng)期，就論文數(shù)量來(lái)說(shuō)，我國(guó)跟美國(guó)差不多，但高影響力的論文數(shù)量，中國(guó)排名大致在六七名左右，而美國(guó)的高影響力論文數(shù)量比第二到第十加起來(lái)的都多。為什么？我們有很大的科研人員基數(shù)，也有很出色的科研工作者，但是機(jī)器人的研究不能一蹴而就，它需要長(zhǎng)時(shí)間的投入和布局。歐美與日本的科研模式是這樣的：企業(yè)或者政府部門與知名大學(xué)合作，成立專門的機(jī)器人研究所，如美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DAPPA）的招標(biāo)計(jì)劃、舉辦的機(jī)器人大賽，NASA與卡內(nèi)基梅隆大學(xué)合作的國(guó)家機(jī)器人工程中心，京都大學(xué)、早稻田大學(xué)等多所高校與豐田合作的機(jī)器人中心等。我國(guó)近年也在推廣機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，就是類似的布局。目前來(lái)看，我們更加注重產(chǎn)業(yè)化的成果，不過這也是剛剛起步，來(lái)日方長(zhǎng)。如果要問什么時(shí)候我國(guó)能夠在機(jī)器人科研領(lǐng)域追趕上美國(guó)，筆者認(rèn)為，在持續(xù)進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域投入的情況下，不會(huì)超過10年。
在生產(chǎn)制造方面，機(jī)器人的核心部件包括：控制部件、通信部件、驅(qū)動(dòng)部件、傳感部件、傳動(dòng)部件、結(jié)構(gòu)部件、電力部件等。這里不得不提到一個(gè)大的痛點(diǎn)，當(dāng)前我國(guó)在一些核心部件上無(wú)法實(shí)現(xiàn)自主，尤其是在傳動(dòng)部件機(jī)器人減速器上。機(jī)器人減速器是精密傳動(dòng)部件，且會(huì)一直損耗，有穩(wěn)定大量的需求，造價(jià)昂貴，占機(jī)器人整體成本的36%。它的市場(chǎng)一直被國(guó)外企業(yè)壟斷，極大限制了機(jī)器人的成本和產(chǎn)能。除此之外，我們對(duì)國(guó)外產(chǎn)品的仿制也遭遇技術(shù)壁壘，進(jìn)展緩慢，性能和壽命難以達(dá)到要求，且受國(guó)外產(chǎn)品價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)影響，相關(guān)企業(yè)也面臨生存困境。
我們?cè)诰苤圃焐系钠鸩捷^發(fā)達(dá)國(guó)家晚得多，就算奮起直追現(xiàn)在也仍有30年左右的差距，但并非沒有破局之道。這個(gè)“道”就是自主創(chuàng)新。我們團(tuán)隊(duì)的一位科研人員，潛心近十載，在做減速器的相關(guān)研究，完全是采用跟諧波和RV不一樣的結(jié)構(gòu)，叫作“星輪”。他現(xiàn)在已經(jīng)做出一個(gè)原型機(jī)了，只有雞蛋大小，傳動(dòng)比諧波和RV都高，運(yùn)行也很流暢，這是一個(gè)革命性的成果。這項(xiàng)研究如果成功的話，我國(guó)可以在5年之內(nèi)，在精密制造領(lǐng)域一躍成為世界第一。
集成和應(yīng)用開發(fā)方面是我國(guó)相對(duì)于世界其他國(guó)家的一個(gè)優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槲覀冇泻芎玫氖袌?chǎng)環(huán)境和很大的機(jī)器人行業(yè)集成化規(guī)模。舉例來(lái)說(shuō)，美的的自動(dòng)化空調(diào)生產(chǎn)線、老干媽的自動(dòng)化生產(chǎn)線、大疆的無(wú)人機(jī)，還有阿里和京東無(wú)人倉(cāng)，都是我國(guó)在機(jī)器人集成和應(yīng)用開發(fā)方面的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)。但也存在一些問題，一些中小機(jī)器人企業(yè)，比如一些以開發(fā)AGV應(yīng)用為主要業(yè)務(wù)的企業(yè)，雖然百花齊放，但因?yàn)闆]有關(guān)鍵性技術(shù)突破，遭遇了同質(zhì)化嚴(yán)重、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匱乏、產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊等問題。
總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在繁榮程度上可以說(shuō)是世界第一，然而還是一個(gè)“外實(shí)而內(nèi)虛”的狀態(tài)，在科研與關(guān)鍵部件上的先進(jìn)水平可能與世界先進(jìn)國(guó)家有10年或20年的差距。不過，厚積而薄發(fā)，前途是光明的，未來(lái)幾年，我們有望看到我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在一些關(guān)鍵技術(shù)上實(shí)現(xiàn)質(zhì)的突破。（作者分別是中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所復(fù)雜系統(tǒng)與智能化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士后和主任）
