經(jīng)過(guò)產(chǎn)、學(xué)、研、用各界的共同努力，中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展邁上了新的臺(tái)階，中國(guó)也成為全球機(jī)器人最大的應(yīng)用市常2021年，我國(guó)機(jī)器人全行業(yè)營(yíng)業(yè)收入超過(guò)1300億元。中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)機(jī)器人分會(huì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人年銷量連續(xù)9年位居世界首位。工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人正在各行各業(yè)的效率提升及安全生產(chǎn)中發(fā)揮作用，并更好地滿足民眾對(duì)美好生活和個(gè)性化服務(wù)的需要。
各行各業(yè)大顯身手
在新松機(jī)器人的調(diào)試裝配車間，最早可追溯到上世紀(jì)90年代的“老大哥”汽車底盤合裝機(jī)器人，托舉起汽車底盤的前橋和后橋，緊密追隨吊裝車身完成動(dòng)態(tài)安裝。與此同時(shí)，剛剛發(fā)布的“新朋友”星衛(wèi)來(lái)工業(yè)清潔機(jī)器人，在移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)的指揮下靈活避障，還能“禮讓”與它發(fā)生干涉的其他機(jī)器人。
工業(yè)機(jī)器人是智能制造的基石。2021年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量達(dá)36.6萬(wàn)臺(tái)，比2015年增長(zhǎng)了10倍，應(yīng)用覆蓋國(guó)民經(jīng)濟(jì)60個(gè)行業(yè)大類、168個(gè)行業(yè)中類，穩(wěn)居全球第一大工業(yè)機(jī)器人市常2021年我國(guó)制造業(yè)機(jī)器人密度達(dá)到每萬(wàn)人超300臺(tái)，比2012年增長(zhǎng)約13倍。
在3月2日舉辦的北京2022年冬殘奧會(huì)火種匯集暨火炬?zhèn)鬟f起跑儀式中，身披“鋼鐵戰(zhàn)衣”的火種匯集選手邵海朋吸引了現(xiàn)場(chǎng)媒體和觀眾的注意。邵海朋曾因高空墜落導(dǎo)致截癱，只能借助輪椅出行。在外骨骼機(jī)器人的輔助下，邵海朋不僅能夠獨(dú)立行走，還打破了穿戴外骨骼機(jī)器人行走馬拉松的世界紀(jì)錄。在3月4日北京首鋼園區(qū)的冬殘奧火炬?zhèn)鬟f中，“全國(guó)三八紅旗手”楊淑亭也通過(guò)外骨骼機(jī)器人實(shí)現(xiàn)行走，傳遞了當(dāng)日上午的第二棒火炬。
據(jù)悉，這些外骨骼機(jī)器人由大艾機(jī)器人提供。
“邵海朋穿戴的是大艾新一代AI外骨骼機(jī)器人，其關(guān)鍵技術(shù)在于傳感器優(yōu)化分布及多傳感器信息融合技術(shù)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的AI算法和傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)時(shí)判斷使用者的運(yùn)動(dòng)意圖，識(shí)別多部位的細(xì)節(jié)變化并做出步態(tài)反應(yīng)，輔助使用者‘隨心而動(dòng)’，實(shí)現(xiàn)快走、慢走任意切換。該技術(shù)還可以根據(jù)地面特征和周邊地形環(huán)境變化，提供匹配使用者自身能力的運(yùn)動(dòng)助力，幫助使用者調(diào)整肌肉發(fā)力和掌控步態(tài)姿勢(shì)，實(shí)現(xiàn)上下樓梯、上下坡等較為復(fù)雜的動(dòng)作。”大艾機(jī)器人董事長(zhǎng)、北京航空航天大學(xué)教授帥梅向《中國(guó)電子報(bào)》記者指出。
圖為大艾機(jī)器人的外骨骼機(jī)器人產(chǎn)品
在人力成本逐步提升的背景下，機(jī)器人的發(fā)展勢(shì)頭也從制造業(yè)蔓延到社會(huì)經(jīng)濟(jì)的方方面面。通過(guò)“機(jī)器人+醫(yī)療”“機(jī)器人+物流”“機(jī)器人+商用”“機(jī)器人+農(nóng)業(yè)”“機(jī)器人+建筑”“機(jī)器人+制造”“機(jī)器人+礦山”等，機(jī)器人已成為助推各行各業(yè)數(shù)字化升級(jí)的重要作用。
在千行百業(yè)落地開(kāi)花的同時(shí)，服務(wù)機(jī)器人也在走入尋常百姓家。美的AI創(chuàng)新中心推出的家用服務(wù)機(jī)器人，可以接入IoT設(shè)備成為智能家居中控，并提供日程提醒等助理服務(wù)和投影等娛樂(lè)服務(wù)。深圳市人工智能行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)家庭服務(wù)機(jī)器人的市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)從2013年的9.6億元成長(zhǎng)至2020年的114.6億元，復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá)42.5%。
中國(guó)家庭服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模情況
數(shù)據(jù)來(lái)源：深圳市人工智能行業(yè)協(xié)會(huì)
“我國(guó)走出了一條以‘機(jī)器人+應(yīng)用’深耕優(yōu)勢(shì)行業(yè)，帶動(dòng)技術(shù)突破、迭代升級(jí)產(chǎn)品、提升產(chǎn)業(yè)規(guī)模的創(chuàng)新發(fā)展路徑。”國(guó)家智能制造專家咨詢委員會(huì)專家委員、國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)化專家咨詢組專家成員郝玉成向《中國(guó)電子報(bào)》表示：“從最初開(kāi)發(fā)應(yīng)用的掃地機(jī)器人，到現(xiàn)在機(jī)器人在餐飲、教育、醫(yī)療、物流等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，我國(guó)的服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，不僅改善和提高著我們的生活質(zhì)量，未來(lái)的前景更加令人期待。”
產(chǎn)業(yè)鏈條加速完善
目前，我國(guó)基本形成了從零部件到整機(jī)再到集成應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈體系，整機(jī)研發(fā)及批量制造能力不斷增強(qiáng)，產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)變能力和協(xié)同發(fā)展能力持續(xù)提升。
“機(jī)器人的研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平進(jìn)一步提升，技術(shù)研發(fā)從最初的機(jī)器人的單項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)到現(xiàn)在系統(tǒng)技術(shù)的突破，在精密減速器、智能控制器、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)等核心技術(shù)研發(fā)上取得了重要進(jìn)展。”郝玉成說(shuō)。
賽迪顧問(wèn)智能裝備產(chǎn)業(yè)研究中心總經(jīng)理張凌燕向記者指出，在關(guān)鍵零部件及軟件領(lǐng)域，我國(guó)諧波減速器的制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破、總產(chǎn)能快速增長(zhǎng)，控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等多種產(chǎn)品性能不斷優(yōu)化。在本體制造環(huán)節(jié)，我國(guó)大負(fù)載多關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人性能持續(xù)提高，協(xié)作機(jī)器人等產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的突破，家用服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品增勢(shì)強(qiáng)勁，骨科手術(shù)機(jī)器人等醫(yī)療機(jī)器人加快臨床應(yīng)用，礦業(yè)機(jī)器人、危險(xiǎn)環(huán)境作業(yè)機(jī)器人等產(chǎn)品開(kāi)發(fā)走在世界前列。在系統(tǒng)集成領(lǐng)域，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成產(chǎn)品不斷深入細(xì)分場(chǎng)景，有力地支撐了工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。
據(jù)悉，目前機(jī)器人行業(yè)內(nèi)已經(jīng)有101家專精特新“小巨人”企業(yè)，主營(yíng)業(yè)務(wù)涵蓋伺服電機(jī)、減速機(jī)、控制器、傳感器等關(guān)鍵零部件，工業(yè)軟件、機(jī)器視覺(jué)、系統(tǒng)集成等軟件技術(shù)，機(jī)器人整機(jī)等產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
與此同時(shí)，中國(guó)企業(yè)加快“走出去”步伐，積極進(jìn)行全球化布局，合作建立研發(fā)中心，減速器、伺服電機(jī)等核心零部件企業(yè)成功進(jìn)入國(guó)際頭部企業(yè)供應(yīng)鏈體系，合作廣度和深度不斷拓展。
技術(shù)創(chuàng)新勇立潮頭
在央視2021牛年春晚的舞臺(tái)上，身披中國(guó)紅和金色祥云紋路的“拓荒牛”機(jī)器人迎歌起舞，與演員共同帶來(lái)創(chuàng)意表演《牛起來(lái)》。據(jù)悉，“拓荒牛”由優(yōu)必選科技研發(fā)。早在2016年，優(yōu)必選研發(fā)的540臺(tái)Alpha 1S機(jī)器人在春晚登臺(tái)齊舞，這些雙足仿人形機(jī)器人擁有16個(gè)關(guān)節(jié)自由度，機(jī)器人之間的同步誤差達(dá)到毫秒級(jí)別的處理能力，在靈活模仿人類肢體動(dòng)作的同時(shí)保持了動(dòng)作的整齊劃一。相比身長(zhǎng)39.8厘米的Alpha 1S，“拓荒牛”本體站立身高83cm、重60kg，最大負(fù)重達(dá)到15kg。為滿足春晚表演需要，優(yōu)必選團(tuán)隊(duì)攻克了力控關(guān)節(jié)、運(yùn)動(dòng)控制算法、自主定位導(dǎo)航算法等技術(shù)，并基于自主研發(fā)的高精度高帶寬伺服驅(qū)動(dòng)器和高性能實(shí)時(shí)控制器，讓“拓荒牛”的頭部、四足、尾巴足夠靈活，呈現(xiàn)出科技感十足的表演。
近年來(lái)，在產(chǎn)、學(xué)、研、用的協(xié)同攻關(guān)下，我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在關(guān)鍵核心技術(shù)上持續(xù)取得進(jìn)展，信息感知與導(dǎo)航、多任務(wù)規(guī)劃與智能控制等共性技術(shù)取得突破，仿生感知與認(rèn)知、電子皮膚等前沿技術(shù)取得部分原創(chuàng)性成果。
在強(qiáng)化研發(fā)和創(chuàng)新能力的過(guò)程中，國(guó)內(nèi)機(jī)器人企業(yè)及機(jī)構(gòu)也從多學(xué)科交叉和多技術(shù)融合的角度，持續(xù)推動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和跨越式發(fā)展。
隨著智能化水平的提升與行業(yè)應(yīng)用的不斷深入，機(jī)器人越來(lái)越強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的結(jié)合。中國(guó)工程院院士趙春江表示，農(nóng)業(yè)機(jī)器人不是農(nóng)業(yè)的問(wèn)題，也不單純是工業(yè)問(wèn)題，而是多學(xué)科交叉的問(wèn)題，包括材料問(wèn)題、計(jì)算科學(xué)、智能科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)等。國(guó)內(nèi)企業(yè)在推出、迭代機(jī)器人產(chǎn)品的過(guò)程中，也越來(lái)越注重多學(xué)科協(xié)同的創(chuàng)新研發(fā)。
以大艾機(jī)器人為例，帥梅向記者表示，下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人涉及人體生物力學(xué)、人體工程學(xué)等眾多學(xué)科，涵蓋傳感、控制、機(jī)械動(dòng)力、人機(jī)交互、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。“由于下肢外骨骼機(jī)器人機(jī)械的復(fù)雜性、原材料、設(shè)備廣譜性、驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)、訓(xùn)練模式、AI傳感關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新等因素，導(dǎo)致外骨骼機(jī)器人研發(fā)投入成本高昂，目前我們通過(guò)優(yōu)化供應(yīng)鏈和產(chǎn)品工藝攻克技術(shù)成本，依托于自主研發(fā)的獨(dú)家技術(shù)，通過(guò)一種獨(dú)特的機(jī)械傳動(dòng)方式的傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)，現(xiàn)已將制造成本降低了十倍左右。”帥梅說(shuō)。
新一代信息技術(shù)與機(jī)器人深度融合，讓機(jī)器人在更多場(chǎng)景、更大范圍顯身手。北京積水潭醫(yī)院遠(yuǎn)程實(shí)施“5G+骨科手術(shù)機(jī)器人”全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)，為遠(yuǎn)在1000公里外的患者完成了全膝關(guān)節(jié)置換。南京江北新區(qū)研創(chuàng)園企業(yè)超級(jí)隊(duì)長(zhǎng)聯(lián)合南機(jī)智農(nóng)研究院研發(fā)的“5G+AR”科技智能消殺機(jī)器人，讓操作者“身臨其境”地遠(yuǎn)程控制移動(dòng)、自動(dòng)噴灑消毒，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程安全作業(yè)……
“北京冬奧會(huì)誕生了很多優(yōu)秀的技術(shù)融合應(yīng)用案例，例如以AI技術(shù)為主導(dǎo)的各式服務(wù)機(jī)器人廣泛應(yīng)用在冰壺比賽、手語(yǔ)轉(zhuǎn)播、智慧餐廳等公共服務(wù)場(chǎng)景，覆蓋從防疫巡檢、賽事服務(wù)到日常生活的‘閉環(huán)’，在世界舞臺(tái)展現(xiàn)出我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的豐碩成果。”張凌燕說(shuō)。
“機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展越來(lái)越顯示出戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的特征。市場(chǎng)更加青睞有前景的智能機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、特殊機(jī)器人‘賽道’，機(jī)器人行業(yè)內(nèi)的專精特新‘小巨人’企業(yè)，將以新模式、新業(yè)態(tài)，加快我國(guó)機(jī)器人新產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。”郝玉成說(shuō)。
作者丨張心怡
編輯丨趙晨
美編丨馬利亞
監(jiān)制丨趙晨
