AI機(jī)器人引燃“第四次工業(yè)革命”的導(dǎo)火索

□文/鄧志東

AI機(jī)器人引燃“第四次工業(yè)革命”的導(dǎo)火索

□文/鄧志東

隨著人工智能大潮席卷而來，作為人工智能最理想的載體和新一代智能機(jī)器典范的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，正處于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的風(fēng)口浪尖，可望重塑傳統(tǒng)制造業(yè)與現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，滿足“互聯(lián)網(wǎng)+”時代人們對智能制造、智能服務(wù)與智慧社會舒適生活的需求與渴望。

鄧志東 清華大學(xué)計算機(jī)系/清華大學(xué)智能技術(shù)與系統(tǒng)國家重點(diǎn)實驗室/清華信息科學(xué)與技術(shù)國家實驗室（籌），教授/博導(dǎo)

時至今日，我國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的剛性需求、“中國制造2025”國家戰(zhàn)略的強(qiáng)力推動，以及支撐下一個萬億元級的智能服務(wù)與智慧生活產(chǎn)業(yè)的需求，構(gòu)成了中國人工智能機(jī)器人發(fā)展的歷史新機(jī)遇。

從機(jī)械化、電氣化、自動化一路走來，人類社會已邁入信息化并正走向智能化時代。以工業(yè)機(jī)器人為代表的自動化技術(shù)日趨成熟，并已面向千企萬廠進(jìn)行推廣應(yīng)用，但由于缺乏智能，通常只能替代5%以下的加工工序，使用范圍有限。因此發(fā)展“少人化”或“無人化”的主要途徑之一就是完成機(jī)器的“數(shù)字化”、“網(wǎng)絡(luò)化”，并逐步實現(xiàn)“智能化”。與此同時，面向千家萬戶的智能服務(wù)與智慧生活的強(qiáng)勁需求，通過聊天機(jī)器人與智能助手等與人工智能的結(jié)合，為我國現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的跨越式發(fā)展帶來了新的機(jī)遇?？傊?，發(fā)展環(huán)境適應(yīng)性與自主性好，且移動靈活、操作靈巧的智能“硬件”機(jī)器人和發(fā)展可獲得人類水平體驗的智能“軟件”機(jī)器人，對我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略布局而言，可謂“機(jī)”中有“危”，“?！敝杏小皺C(jī)”。

人工智能大潮席卷而來

60年之前的1956年，麥卡錫在英國達(dá)特茅斯學(xué)院召開的首屆夏季研討會上，正式創(chuàng)立了“人工智能”的概念。

會議將人工智能界定為“研究與設(shè)計智能體”，而且把智能體定義為“能夠感知環(huán)境并采取行動使成功機(jī)會最大化的系統(tǒng)”，即智能體被定義為一種能夠適應(yīng)環(huán)境的機(jī)器。

根據(jù)上述設(shè)想，人工智能一直沿著以下三個方向發(fā)展：

一是感知智能，即對直覺（intuition）或感知行為的模擬，如視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺、力覺、滑動覺、溫度體感等；

二是認(rèn)知智能，即對人類深思熟慮行為的模擬，包括推理、規(guī)劃、記憶、決策與知識學(xué)習(xí)等高級智能行為；

三是行為控制或?qū)π袆拥哪M，如操作（manipulation）與移動(mobility)功能的實現(xiàn)。

經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，從感知智能的研究中衍生出模式識別、機(jī)器學(xué)習(xí)、計算機(jī)視覺等研究領(lǐng)域；而從對行動的模擬中產(chǎn)生了機(jī)械臂與移動機(jī)器人。

約翰·麥卡錫

上世紀(jì)60年代到80年代，人工智能的主流研究方向是推理、專家系統(tǒng)與決策支持等符號主義的認(rèn)知智能；進(jìn)入上世紀(jì)90年代，統(tǒng)計機(jī)器學(xué)習(xí)的研究開始得到較快的發(fā)展；進(jìn)入21世紀(jì)，特別是2012年以來，在日新月異的“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，基于大數(shù)據(jù)、GPU集群服務(wù)器的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)取得空前成就，正有力地推動著機(jī)器視覺、語音識別和自然語言理解等感知智能的迅猛發(fā)展，弱人工智能正進(jìn)入所謂“大數(shù)據(jù)+深度學(xué)習(xí)”的時代。

最近三年，深度學(xué)習(xí)開始與再勵學(xué)習(xí)、長短期記憶網(wǎng)絡(luò)（LSTM）進(jìn)行結(jié)合，同時也出現(xiàn)了類似于人類“舉一反三”的小樣本概念學(xué)習(xí)、知識蒸餾與遷移、深度無監(jiān)督學(xué)習(xí)、人工智能新聞寫作、金融大數(shù)據(jù)、醫(yī)療大數(shù)據(jù)等自動閱讀與自主知識學(xué)習(xí)，以及人工智能聊天機(jī)器人與虛擬助理等最新進(jìn)展。通過感知與認(rèn)知的結(jié)合，使認(rèn)知智能在新的起點(diǎn)上出現(xiàn)了快速發(fā)展的端倪。

在60年的發(fā)展歷程中，人工智能可謂“三起兩落”。

里程碑式的進(jìn)展主要包括：

·IBM的超級電腦程序“深藍(lán)”于1997年擊敗國際象棋大師加里卡斯帕羅夫。該公司研究的自動問答系統(tǒng)，于2011年2月在美國最受歡迎的智力競答電視節(jié)目《危險邊緣》中戰(zhàn)勝了人類冠軍。

基于大數(shù)據(jù)、GPU集群服務(wù)器的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)取得空前成就，正有力地推動著機(jī)器視覺、語音識別和自然語言理解等感知智能的迅猛發(fā)展，弱人工智能正進(jìn)入所謂“大數(shù)據(jù)+深度學(xué)習(xí)”的時代。

·自2012年開始，深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在多項國際著名的評測比賽（如視覺物體識別、人臉識別與交通標(biāo)志識別）中，達(dá)到甚至超過人類的識別能力。深度監(jiān)督學(xué)習(xí)成為機(jī)器視覺、語音識別與文本理解的主流方法。

·計算引擎與人工智能芯片快速發(fā)展，IBM于2014年推出的TrueNorth類腦芯片，集成了100萬個發(fā)放神經(jīng)元，具有2.56億個突觸連接，但功耗僅為63毫瓦，正有力地推動非馮諾依曼新體制計算機(jī)的革命性發(fā)展。

·IBM沃森醫(yī)生，結(jié)合深度學(xué)習(xí)后獲得了更強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析與挖掘能力，在某些細(xì)分疾病領(lǐng)域已能提供頂級醫(yī)生的醫(yī)療診斷水平。

·目前的社交新媒體和互動平臺中，AI聊天機(jī)器人和AI虛擬助手，正在崛起。例如微軟的Tay和小冰聊天機(jī)器人，F(xiàn)acebook的Messenger，基于IBM沃森開發(fā)的Jill Watson助教機(jī)器人，以及Apple的Siri語音助手，Amazon的 Alexa智能助理和微軟的Cortana等。

·谷歌DeepMind分別于2015年2月和2016年1月，在《Nature》上發(fā)表的深度Q-網(wǎng)絡(luò)（DQN）和人工智能圍棋程序AlphaGo，提出并見證了深度再勵學(xué)習(xí)的驚人能力，其中DQN在49種Atari像素游戲中，29種達(dá)到乃至超過人類職業(yè)選手的水平，AlphaGo以4:1完勝世界圍棋冠軍李世石職業(yè)九段。

發(fā)展AI機(jī)器人：重塑我國傳統(tǒng)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)

隨著人工智能（AI）與機(jī)器人、大數(shù)據(jù)、云計算、（移動）互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實等的深度融合，人工智能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)開始扮演著基礎(chǔ)性、關(guān)鍵性和前沿性的核心角色。AI機(jī)器人正逐步獲得更多的感知與決策能力，變得更具自主性、環(huán)境適應(yīng)能力更強(qiáng)。

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的智能服務(wù)與智慧生活，也開始體現(xiàn)出更加接近人類水平的用戶體驗和更加自然的人機(jī)交互、人機(jī)協(xié)作與人機(jī)共融的發(fā)展趨勢。與此同時，AI機(jī)器人的應(yīng)用范圍從制造業(yè)不斷擴(kuò)展到家庭、醫(yī)療、康復(fù)、娛樂、教育、軍事、空間、航空、地面、水面、水下、極地、核化、微納操作等專業(yè)服務(wù)領(lǐng)域，人工智能開始占據(jù)現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的核心地位，并不斷滲入人們的日常生活。

總之，人工智能的學(xué)術(shù)與產(chǎn)業(yè)距離正不斷縮短，人工智能與機(jī)器人之間已變得密不可分。以環(huán)境適應(yīng)性為標(biāo)志的人工智能技術(shù)，高度體現(xiàn)了新一輪產(chǎn)業(yè)變革的主要特征。由此進(jìn)化出的AI機(jī)器人，則有可能推動本世紀(jì)最重要的“第四次工業(yè)革命”，帶來深刻的社會變革。始自18世紀(jì)末的工業(yè)革命，先后經(jīng)歷了機(jī)械化與電氣化時代，人們發(fā)明了蒸汽機(jī)車、機(jī)床、起重機(jī)、收割機(jī)、縫紉機(jī)等，這些機(jī)械設(shè)備的發(fā)明旨在減輕人類的體力勞動。從20世紀(jì)中后期開始的信息革命，通過“信息技術(shù)+”，引發(fā)傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的升級換代，帶來了諸如電冰箱、洗衣機(jī)、機(jī)械臂和自動導(dǎo)引車（AGV）等機(jī)電一體化產(chǎn)品。

與機(jī)床等制造業(yè)中的傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備相比，機(jī)械臂更具通用性，它的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，由于模仿人類的手臂，表現(xiàn)出多功能的特征，即一類機(jī)器可以從事多項不同的工種，如焊接、噴漆與搬運(yùn)等，其中的可編程示教的控制器，使機(jī)械臂能夠適應(yīng)不同的工作流程。

這類具有操作或移動能力的通用機(jī)器又稱為機(jī)器人，在體系結(jié)構(gòu)上可劃分為三個層次：

一是傳感器及其感知智能（基于攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲、紅外、麥克風(fēng)陣列、力覺傳感器、觸覺傳感器、GPS、IMU、編碼器等的分類與理解；模擬人類的感官及視聽覺通路等；物理空間至信息空間）；

二是認(rèn)知智能（決策、規(guī)劃、推理、經(jīng)驗與知識學(xué)習(xí)；模擬人腦皮層前額葉等；信息空間至物理空間）；

三是執(zhí)行機(jī)構(gòu)（移動、操作機(jī)構(gòu)；模擬人類的四肢；信息空間至物理空間）。

它們根據(jù)智能程度與反饋的信息粒度及層級，形成多個閉環(huán)。因此機(jī)器人是一個典型的信息-物理系統(tǒng)（cyber-physical system，CPS），其上述三個組成部分正好對應(yīng)于人工智能的三個主要研究方向。

第一代機(jī)器人，是指以傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人為代表的機(jī)電一體化設(shè)備，關(guān)注的重點(diǎn)是移動或操作功能的實現(xiàn)，使用了一些簡單的感知設(shè)備，如關(guān)節(jié)編碼器、磁條/磁標(biāo)傳感器等。研發(fā)重點(diǎn)是機(jī)構(gòu)設(shè)計、驅(qū)動、運(yùn)動控制、規(guī)劃、導(dǎo)航與傳感信息處理等。強(qiáng)調(diào)機(jī)器的通用性與軌跡跟蹤精度，智能程度較低。

制造領(lǐng)域的代表性產(chǎn)品是六自由度機(jī)械手、SCAR A平面關(guān)節(jié)式機(jī)器人和磁條導(dǎo)引AGV，服務(wù)業(yè)中的成功案例為無人機(jī)（循線跟蹤）。

這類機(jī)器通過示教編程或循線跟蹤，僅能在工廠等封閉的結(jié)構(gòu)化環(huán)境中，替換某些工位或工種設(shè)定的簡單及重復(fù)性工作。“機(jī)器換人”的替代率約為5%。

第二代機(jī)器人，也稱之為AI機(jī)器人，其特點(diǎn)是具有部分環(huán)境感知、決策、規(guī)劃與自主導(dǎo)航能力，特別是具有視覺、行為、語音與文本等模式識別與自然交互能力，因而具有較強(qiáng)的自主性和環(huán)境適應(yīng)性（即弱人工智能）。在機(jī)構(gòu)設(shè)計方面，則更加強(qiáng)調(diào)操作的靈巧與移動的靈活，以及安全、高效與節(jié)能等。核心是需要獲得部分環(huán)境感知與決策等人工智能能力。

在制造業(yè)中，目前已有美國R ethink R obotics公司的Baxter（2013）和Sawyer（2015）人機(jī)協(xié)作機(jī)器人、瑞士ABB公司的 YuMi雙臂機(jī)器人，以及丹麥Universal公司的UR系列機(jī)器人等。

服務(wù)業(yè)中的成功案例是美國iR obot 公司的R oomba家用清掃機(jī)器人（2014年實現(xiàn)營收55.68億美元），美國Intuitive Surgical公司的達(dá)芬奇外科手術(shù)機(jī)器人（2014年全球裝機(jī)容量達(dá)3840臺，手術(shù)案例53萬，實現(xiàn)營收27.4億美元），以及Boston Dynamics公司一系列具有高機(jī)動性的先進(jìn)腿式移動機(jī)器人（例如新一代Atlas、大狗和獵豹等）。

總之，具有環(huán)境適應(yīng)能力的第二代AI工業(yè)機(jī)器人，實現(xiàn)制造業(yè)中的“機(jī)器換人”，可替換工序高達(dá)60%。形成全機(jī)器閉環(huán)后，甚至可實現(xiàn)完全無人的智能制造。

隨著以深度學(xué)習(xí)為主要標(biāo)志的弱人工智能的迅猛發(fā)展，在大數(shù)據(jù)的支撐下，機(jī)器視覺與語音識別能力要接近人類水平，面向某些制造業(yè)的大規(guī)?！皺C(jī)器換人”才有可能實現(xiàn)，其對制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)將是傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的數(shù)十倍。

同樣，由于人工智能發(fā)展有可能帶來的具有人類水平的表情、行為、語音與語調(diào)等自然交互能力，再加之移動靈活、操作靈巧的機(jī)構(gòu)設(shè)計，基于云計算和物聯(lián)網(wǎng)等，消費(fèi)級的AI家庭/個人服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)才有可能最終落地。

除了這些具有動作輸出的AI機(jī)器人（可稱之為智能硬件機(jī)器人）在制造業(yè)與現(xiàn)代服務(wù)業(yè)中的應(yīng)用之外，還有大量輸出信息的AI機(jī)器人，如前述的各種AI聊天機(jī)器人和AI虛擬助手（可稱之為智能軟件機(jī)器人），更加廣泛地應(yīng)用于智能服務(wù)與智慧生活中，與人類共存共融。

我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的困局與歷史新機(jī)遇

嚴(yán)峻挑戰(zhàn)

在國際金融危機(jī)之后，無論是美國的再工業(yè)化計劃（2011），還是德國的工業(yè)4.0計劃（2012），以及日本的機(jī)器人新戰(zhàn)略計劃（2015），其核心都是力圖重振本土制造業(yè)，強(qiáng)化高端優(yōu)勢。為達(dá)到上述戰(zhàn)略目標(biāo)，亟須生產(chǎn)與服務(wù)流程的進(jìn)一步信息化（數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化）與智能化。

2013年3月，美國發(fā)布了《機(jī)器人路線圖從互聯(lián)網(wǎng)到機(jī)器人》，將機(jī)器人定位于與上世紀(jì)互聯(lián)網(wǎng)同等重要的地位。最近發(fā)布的美國《2016總統(tǒng)經(jīng)濟(jì)報告》甚至認(rèn)為，對于美國經(jīng)濟(jì)來說，機(jī)器人如同蒸汽機(jī)的問世一樣重要。

在制造業(yè)中，傳統(tǒng)的機(jī)械加工設(shè)備，如關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人，目前技術(shù)雖已成熟，但全球產(chǎn)業(yè)布局已事實上形成日本發(fā)那科、日本安川電機(jī)、德國庫卡和瑞士ABB“四大家族”的格局。

這些壟斷性跨國集團(tuán)在核心零部件、系統(tǒng)集成、市場占有率等各個產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)均具有明顯的競爭優(yōu)勢。我國在精密減速器（R V、諧波、行星齒輪）、高精度伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動器、高性能嵌入式控制器等核心零部件方面，一直受制于國外壟斷性產(chǎn)品。

國產(chǎn)關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人整機(jī)產(chǎn)品，其性價比與平均無故障間隔時間等，至少落后于世界先進(jìn)水平5~10年。國產(chǎn)AGV系列產(chǎn)品長期處于價值鏈低中端，市場份額低，激光雷達(dá)等關(guān)鍵傳感器，還必須從日德美進(jìn)口。

此外，傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人利用示教編程，只能替換某些工位或工種設(shè)定的簡單及重復(fù)性工作。時至今日，富士康的“百萬機(jī)器人換人”計劃進(jìn)展不夠理想，技術(shù)上的原因之一就是機(jī)械臂的“傻大笨粗”及缺乏智能。

目前，電子制造業(yè)中的工業(yè)機(jī)器人，主要應(yīng)用于前端的高精度貼片和后端的裝配、搬運(yùn)等環(huán)節(jié)。在絕大多數(shù)中間環(huán)節(jié)，由于機(jī)械臂不如人類靈巧，移動也不如人類靈活，因此還無法真正實施“機(jī)器換人”。要實現(xiàn)“中國制造2025”，迫切需要研制一批具有一定環(huán)境適應(yīng)能力的新一代AI工業(yè)機(jī)器人。

在現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，AI服務(wù)機(jī)器人有望成為繼電視機(jī)、個人電腦、游戲機(jī)、智能手機(jī)之后，成為第五大類智能硬件。AI服務(wù)機(jī)器人包括個人/家庭服務(wù)機(jī)器人和專業(yè)服務(wù)機(jī)器人（也稱特種機(jī)器人）。

近年來，主要發(fā)達(dá)國家將AI服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略，并制定詳盡的技術(shù)發(fā)展路線圖。作為機(jī)器人技術(shù)的發(fā)源地，美國長期關(guān)注于軍事、醫(yī)療等專業(yè)服務(wù)機(jī)器人和清潔等家政服務(wù)機(jī)器人的研發(fā)，一直保持著國際領(lǐng)先的技術(shù)水平。

2013年3月，美國發(fā)布了《機(jī)器人路線圖從互聯(lián)網(wǎng)到機(jī)器人》，將機(jī)器人定位于與上世紀(jì)互聯(lián)網(wǎng)同等重要的地位。最近發(fā)布的美國《2016總統(tǒng)經(jīng)濟(jì)報告》甚至認(rèn)為，對于美國經(jīng)濟(jì)來說，機(jī)器人如同蒸汽機(jī)的問世一樣重要。

近期，日本將機(jī)器人的研發(fā)和生產(chǎn)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向能夠護(hù)理病人、料理家務(wù)和陪伴老人的家庭服務(wù)機(jī)器人，以此作為迎接老齡化社會和解決勞動力短缺的重要技術(shù)途徑。

韓國也將服務(wù)機(jī)器人技術(shù)列為引領(lǐng)國家未來發(fā)展的10大發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)，側(cè)重于通過融合服務(wù)業(yè)與下一代信息技術(shù)實現(xiàn)快速擴(kuò)張，擬重點(diǎn)發(fā)展救援、康復(fù)和醫(yī)療等服務(wù)機(jī)器人。

與此同時，歐盟也啟動了全球最大的機(jī)器人研發(fā)計劃SPAR C，涵蓋了農(nóng)業(yè)、健康、交通、安全和家庭服務(wù)等領(lǐng)域。

國際AI服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的激烈市場競爭表明，互聯(lián)網(wǎng)時代的IT巨頭，利用雄厚的資本實力，通過并購方式在全球快速整合傳統(tǒng)服務(wù)機(jī)器人企業(yè)。服務(wù)機(jī)器人的多樣化應(yīng)用，使其對人工智能技術(shù)的發(fā)展具有迫切的需求。與此同時，這些跨國IT企業(yè)意識到，未來必須向智能硬件和實體經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因而具有跨界進(jìn)軍的強(qiáng)烈意愿。

AI服務(wù)機(jī)器人屬于前沿新興產(chǎn)業(yè)，技術(shù)的先進(jìn)性和成熟度決定了企業(yè)能否在激烈的市場競爭中占據(jù)一席之地?？v觀全球領(lǐng)先的AI服務(wù)機(jī)器人龍頭企業(yè)，均具備一流的科研團(tuán)隊和強(qiáng)大的研發(fā)實力，創(chuàng)始人多為機(jī)器人領(lǐng)域的專家、教授，且已掌握關(guān)鍵零部件和核心技術(shù)，占據(jù)了全球AI服務(wù)機(jī)器人的絕大部分市場份額。

中國近期雖出現(xiàn)了許多機(jī)器人創(chuàng)新企業(yè)，但引領(lǐng)性的關(guān)鍵技術(shù)掌握不多，所占全球市場份額很小，高端產(chǎn)業(yè)低端化的現(xiàn)象嚴(yán)重，在AI服務(wù)機(jī)器人全產(chǎn)業(yè)鏈的上游（關(guān)鍵零部件或材料，核心是傳感器）、中游（系統(tǒng)集成、操作系統(tǒng)與云平臺，核心是人工智能）和下游（包括家用、個人、娛樂、教育、醫(yī)療、物流、軍事等垂直領(lǐng)域）等各個方面，均面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

總體而言，一方面，中國的工業(yè)化進(jìn)程雖已基本達(dá)成，但自動化、信息化（數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化）的歷史任務(wù)還未全面完成，工業(yè)基礎(chǔ)與能力尚待強(qiáng)化，機(jī)器人中的先進(jìn)傳感器、精密減速器等核心零部件還受制于人，產(chǎn)品長期處于價值鏈的中低端。另一方面，智能化的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢日益明顯，人工智能等共性關(guān)鍵技術(shù)急待突破。中國“制造強(qiáng)國”之夢與“互聯(lián)網(wǎng)+”時代對發(fā)展新一代AI機(jī)器人的剛性需求，確實存在著歷史與現(xiàn)實、補(bǔ)課與超越的雙重擠壓。

歷史新機(jī)遇

隨著信息革命的不斷深入，特別是近期“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展，信息化（數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化）與智能化已成為產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展方向。正在迅速增長的對人工智能核心關(guān)鍵技術(shù)的巨大需求，使人工智能的科學(xué)價值與應(yīng)用價值得到高度統(tǒng)一，學(xué)術(shù)與產(chǎn)業(yè)距離不斷縮小。緊扣以深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為標(biāo)志的弱人工智能新突破，有望令面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)的中國制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，實現(xiàn)彎道超車，并帶來轉(zhuǎn)型升級甚至跨越式發(fā)展。

目前，智能制造、智能服務(wù)與智慧生活還剛剛開始，AI機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域正不斷拓展，新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向正在逐步形成之中。

我國第一代機(jī)器人的研發(fā)始自20世紀(jì)70年代后期。1986年底開始實施的國家“863計劃”，設(shè)置在自動化領(lǐng)域?qū)＜椅瘑T會下，同時設(shè)置了CIMS和AI機(jī)器人兩個主題專家組。自此，我國機(jī)器人技術(shù)的研究、開發(fā)和應(yīng)用，從自發(fā)、分散、低水平重復(fù)的起步狀態(tài)，進(jìn)入了有組織、有計劃的規(guī)劃發(fā)展階段。

時至今日，產(chǎn)業(yè)升級的剛性需求、“中國制造2025”國家戰(zhàn)略下的AI工業(yè)機(jī)器人發(fā)展，以及“人工智能+”新常態(tài)下人們對智能服務(wù)或智慧生活的渴望，都有望轉(zhuǎn)化為推動中國AI機(jī)器人發(fā)展的歷史新機(jī)遇。

研發(fā)新一代AI工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品（如具有一定的環(huán)境適應(yīng)能力、作為一種柔性靈活的端設(shè)備、其“機(jī)器換人”的可替換率高達(dá)60%），或出現(xiàn)更多的消費(fèi)類AI服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品（如消費(fèi)類無人機(jī)、無人車、家庭/個人機(jī)器人），或?qū)崿F(xiàn)智慧生活的網(wǎng)絡(luò)化與云端化（例如智能家居、智能交通、養(yǎng)老助殘、醫(yī)療保健等行業(yè)的AI虛擬助手或AI聊天情感陪護(hù)機(jī)器人）有望加速來臨。

“中國制造2025”國家戰(zhàn)略下AI工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展方興未艾。

近來，國內(nèi)人工成本持續(xù)上升，但全球范圍內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的制造成本卻在不斷下降。雙重擠壓導(dǎo)致工業(yè)機(jī)器人的需求在2013年左右出現(xiàn)拐點(diǎn)。例如，購置一臺焊接機(jī)器人可替換3名工人，每臺大約需要23萬元。目前長三角、珠三角等沿海地區(qū)一名普通焊接工人的雇傭成本約為6萬元/年。因此，“機(jī)器換人”的成本回收期，已顯著縮短為1.5年。此外，我國的工業(yè)機(jī)器人使用密度仍然較低。據(jù)統(tǒng)計，目前全球平均每萬名工人擁有66臺工業(yè)機(jī)器人，中國的機(jī)器人密度僅為36臺。而在工業(yè)發(fā)達(dá)國家（韓國478臺/萬人、日本314臺/萬人、德國292臺/萬人），遠(yuǎn)超中國，我國裝備制造業(yè)正處于由傳統(tǒng)裝備向新一代智能制造裝備轉(zhuǎn)型的重要?dú)v史時期。

AI服務(wù)機(jī)器人有望成為信息空間聯(lián)系物理空間的理想載體。

通過與人工智能及大數(shù)據(jù)的深度融合，服務(wù)機(jī)器人有望成為繼PC、手機(jī)之后的新一代AI硬件機(jī)器人。利用精細(xì)化分工和跨界整合，現(xiàn)有的大部分AI機(jī)器人將進(jìn)化為增加了靈活移動或靈巧操作能力的、具有“類腦”的AI服務(wù)機(jī)器人，以實現(xiàn)丟掉屏幕、擺脫雙手、面對面自然交互、人機(jī)協(xié)作或自由交流的目的，最后再進(jìn)化到真正的人機(jī)共融。AI機(jī)器人最終將以“人”的形態(tài)出現(xiàn)，深刻改變?nèi)祟惿鐣?/p>

事實上，在世界范圍內(nèi)，AI服務(wù)機(jī)器人作為新興產(chǎn)業(yè)，目前尚未有類同工業(yè)機(jī)器人一樣的“四大家族”式的全球AI服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)軍企業(yè)，及占絕對支配地位的全線產(chǎn)品。相對于AI工業(yè)機(jī)器人，AI服務(wù)機(jī)器人對精度和速度的苛刻要求較低。

由于其大多工作在非制造領(lǐng)域的非結(jié)構(gòu)化環(huán)境，因而對人工智能的要求很高。相應(yīng)地，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的核心零部件壁壘，如對精密減速器和高性能伺服電機(jī)的要求則大大降低，而對先進(jìn)傳感器，機(jī)器視覺（物體檢測、定位、識別；情緒、手勢、行為）、語音或音調(diào)識別、文本理解、數(shù)據(jù)深度挖掘等感知智能（環(huán)境感知）和對決策、規(guī)劃、經(jīng)驗學(xué)習(xí)等認(rèn)知智能的需求，則將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過工業(yè)機(jī)器人。

“人工智能+”新常態(tài)下人們對智能服務(wù)或智慧生活的渴望正在倒逼AI軟件機(jī)器人的發(fā)展。

以“大數(shù)據(jù)+深度學(xué)習(xí)”為代表的人工智能，在計算引擎和云平臺的支撐下，將有力地推動AI軟件機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。“人工智能+”為“三元世界”中的虛擬信息世界帶來了對“信息”的環(huán)境感知、推理規(guī)劃、行為決策、控制操作、經(jīng)驗/知識學(xué)習(xí)和人機(jī)自然交互等，使信息世界的AI軟件機(jī)器人與物理世界的AI工業(yè)機(jī)器人和AI服務(wù)機(jī)器人，進(jìn)行交互與碰撞，完成跨界的交融，讓智能服務(wù)與智慧生活走進(jìn)千家萬戶，給人類社會帶來深刻的變革與影響。

總之， AI機(jī)器人、人工智能、大數(shù)據(jù)、智能制造與云服務(wù)的深度融合，有可能引發(fā)一輪新的技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革。在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，通過關(guān)鍵零部件的重點(diǎn)突破，參與“四大家族”的國際競爭之路或許仍然艱難。但在AI服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域，受核心關(guān)鍵零部件的制約較低，我們與發(fā)達(dá)國家的技術(shù)差距并不是太大，在市場規(guī)模與政府支持力度方面，甚至還具有一定的優(yōu)勢。

隨著我國人工智能的不斷崛起，我們在AI軟件機(jī)器人方面與國外發(fā)達(dá)國家?guī)缀跆幱谙嗤漠a(chǎn)業(yè)起跑線上。如果能抓住歷史機(jī)遇，就很有可能實現(xiàn)AI機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)突破，乃至齊頭并進(jìn)與超越引領(lǐng)。

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