歐洲機(jī)器人技術(shù)研發(fā)的創(chuàng)新戰(zhàn)略初探

施云燕

摘 要：機(jī)器人技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已成為世界各國搶占新制高點(diǎn)的又一新興領(lǐng)域，很多發(fā)達(dá)國家都已將發(fā)展機(jī)器人上升為國家戰(zhàn)略。歐洲各國在歐盟委員會(huì)的組織和推動(dòng)下，也采取了非常積極的戰(zhàn)略舉措，其機(jī)器人研發(fā)呈現(xiàn)出自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢，值得我國借鑒和學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人；自動(dòng)化；技術(shù)研發(fā)；創(chuàng)新戰(zhàn)略

中圖分類號(hào)：TP 24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-7312（2016）05-0473-04

在工業(yè)化的進(jìn)程中，有兩樣?xùn)|西一直是利劍，分別是機(jī)器和自動(dòng)化。機(jī)器導(dǎo)致機(jī)械化，取代體力勞動(dòng)者。自動(dòng)化增加了傳感器和軟件，取代腦力勞動(dòng)者。這是人類與機(jī)器關(guān)系的前沿，機(jī)器人將執(zhí)行信息交互、感應(yīng)和驅(qū)動(dòng)、決策制定、學(xué)習(xí)和預(yù)測。這似乎還是未來的事，但實(shí)際上已在發(fā)生，并且已成為當(dāng)前世界各國搶占新制高點(diǎn)的又一新興領(lǐng)域。

1 全球范圍內(nèi)發(fā)展機(jī)器人技術(shù)的戰(zhàn)略意義和戰(zhàn)略部署

1.1 發(fā)展機(jī)器人技術(shù)對各國的重大戰(zhàn)略意義

在德國所稱的“工業(yè)4.0”時(shí)代或美國所稱的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代，機(jī)器人技術(shù)正在發(fā)揮著日益重要的作用。根據(jù)不久前麥肯錫公司的預(yù)測，到2025年，機(jī)器人在制造業(yè)服務(wù)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用創(chuàng)造的產(chǎn)值為1.7萬億～4.5萬億美元。對于美國、歐洲等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，機(jī)器人作為一個(gè)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，對其占領(lǐng)新的制高點(diǎn)正在作出重要貢獻(xiàn)。對于我國及其他亞洲新興國家而言，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將有助于國家跨越發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，為制造商帶來生產(chǎn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)施原件的機(jī)會(huì)。對于一些正在面臨人口結(jié)構(gòu)快速老齡化，熟練制造工人大量減少的國家如英國、意大利和中國而言，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展能夠抵消甚至扭轉(zhuǎn)不利的高級(jí)人口結(jié)構(gòu)對經(jīng)濟(jì)增長的影響。此外，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展還將催生制造業(yè)的第四次轉(zhuǎn)移大潮。分別發(fā)生于上世紀(jì)50年代、60和70年代、80年代的前3次轉(zhuǎn)移潮，其轉(zhuǎn)移路徑為從技術(shù)領(lǐng)先的國家向技術(shù)相對落后國家擴(kuò)散，從勞動(dòng)力成本高的地區(qū)向勞動(dòng)力成本低的地區(qū)轉(zhuǎn)移。但隨著發(fā)展中國家人口紅利漸漸消失，人力成本不斷上升，機(jī)器人替代是未來全球制造業(yè)的發(fā)展方向。當(dāng)使用機(jī)器人的成本降低，以機(jī)器人替代人力更為劃算時(shí)，這條軌跡也許會(huì)逆轉(zhuǎn)，制造業(yè)將部分回歸技術(shù)領(lǐng)先國家。

1.2 世界各國在發(fā)展機(jī)器人技術(shù)上的戰(zhàn)略部署

目前，世界上約有50個(gè)國家和地區(qū)正在發(fā)展機(jī)器人技術(shù)，美、德、英、日、韓等發(fā)達(dá)國家更是將發(fā)展機(jī)器人上升為國家戰(zhàn)略，抓緊布局，搶奪技術(shù)和市場戰(zhàn)略制高點(diǎn)。美國先后于2009年和2013年連續(xù)發(fā)布機(jī)器人技術(shù)路線圖，2010年發(fā)布《機(jī)器人戰(zhàn)略白皮書》，2011年啟動(dòng)國家機(jī)器人計(jì)劃（NRI），對研究開發(fā)、制造和應(yīng)用機(jī)器人進(jìn)行了全面深入研究和系統(tǒng)布局。2014年7月，英國政府發(fā)布首個(gè)機(jī)器人戰(zhàn)略RAS 2020，并提供財(cái)政支持，確保其機(jī)器人產(chǎn)業(yè)能夠和全球領(lǐng)先的國家競爭。英國政府希望通過RAS 2020戰(zhàn)略，使其能夠在2025年獲得屆時(shí)估值約1 200億美元的全球機(jī)器人市場10%的份額。日本2001年制定了機(jī)器人技術(shù)長期發(fā)展戰(zhàn)略，2014年制定了發(fā)展和普及機(jī)器人的5年計(jì)劃，發(fā)布首部《機(jī)器人白皮書》，其中預(yù)測，醫(yī)療、護(hù)理等服務(wù)行業(yè)機(jī)器人將進(jìn)一步普及，2020年市場規(guī)模預(yù)計(jì)為現(xiàn)在的3倍以上，達(dá)到約2.8萬億日元（約合1 700億元人民幣）。韓國政府將服務(wù)機(jī)器人列為未來發(fā)展的10大“發(fā)動(dòng)機(jī)”產(chǎn)業(yè)之一，于2008年9月發(fā)布實(shí)施了《智能機(jī)器人開發(fā)與普及促進(jìn)法》，并基于此法分別于2009年和2014年先后2次發(fā)布智能機(jī)器人開發(fā)5年計(jì)劃，2012年出臺(tái)機(jī)器人發(fā)展10年計(jì)劃《機(jī)器人未來戰(zhàn)略戰(zhàn)網(wǎng)2022》，對機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展給予重點(diǎn)扶持。

2 歐洲機(jī)器人技術(shù)的研發(fā)戰(zhàn)略和特點(diǎn)

機(jī)器人的研發(fā)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展被歐盟視為保持區(qū)域經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，提升地區(qū)核心競爭力的關(guān)鍵性領(lǐng)域，也是歐盟數(shù)字議程和第七研發(fā)框架計(jì)劃資助支持的重點(diǎn)優(yōu)先領(lǐng)域。歐盟第七研發(fā)框架計(jì)劃（2007—2013年）投入機(jī)器人的研究經(jīng)費(fèi)達(dá)7億歐元，涉及機(jī)器人的R&D&I項(xiàng)目約達(dá)130項(xiàng)，參加的組織多達(dá)500家左右。在第八框架計(jì)劃“2020地平線”中，歐盟投入機(jī)器人的研究經(jīng)費(fèi)進(jìn)一步提升，達(dá)9億歐元。此計(jì)劃強(qiáng)調(diào)通過公私合作（PPP）的方式，把機(jī)器人技術(shù)的基礎(chǔ)科學(xué)研究與市場應(yīng)用開發(fā)聯(lián)系起來，從而更好地惠及社會(huì)公眾。此計(jì)劃的目標(biāo)是幫助歐洲在全球機(jī)器人市場中占領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo)地位，同時(shí)也將幫助決策者解決機(jī)器人在社會(huì)應(yīng)用中法理和倫理問題。2014年6月，歐盟啟動(dòng)了歷史上全球最大的民用機(jī)器人研發(fā)計(jì)劃——“火花”計(jì)劃，計(jì)劃到2020年投入28億歐元研發(fā)民用機(jī)器人，預(yù)計(jì)有200多家企業(yè)及機(jī)構(gòu)、1.2萬研發(fā)人員參與其中。2015年5月，歐盟進(jìn)一步制定了“火花”計(jì)劃的戰(zhàn)略研究議程：開發(fā)保持機(jī)器人行業(yè)世界領(lǐng)先地位的技術(shù)和能力，解決主要經(jīng)濟(jì)和社會(huì)挑戰(zhàn)，在歐盟范圍內(nèi)建立所有核心機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的全球領(lǐng)先能力，建立研究領(lǐng)域與行業(yè)的強(qiáng)大聯(lián)系并完全發(fā)揮其潛能，通過提高設(shè)計(jì)和開發(fā)系統(tǒng)研發(fā)以機(jī)器人為基礎(chǔ)的產(chǎn)品。

1）歐洲各國機(jī)器人發(fā)展區(qū)域特色鮮明，在軟件開發(fā)和硬件開發(fā)方面尤其如此。

機(jī)器人技術(shù)在歐洲各國中，以德國為代表的西歐地區(qū)的機(jī)器人發(fā)展水平明顯高于其他各國，如德國的庫卡、克魯斯、百格拉、斯圖加等機(jī)器人公司都屬于歐洲非常有實(shí)力的企業(yè)。相對而言，瑞典、芬蘭等北歐地區(qū)盡管也不乏瑞典ABB公司等實(shí)力強(qiáng)勁的企業(yè)和科研院所，但其機(jī)器人發(fā)展的總體水平與西歐存在一定差距，特別是在機(jī)器人硬件方面。西北歐地區(qū)的機(jī)器人研發(fā)優(yōu)勢和專長主要在于軟件開發(fā)。瑞典皇家理工學(xué)院、阿爾托大學(xué)、代爾夫特大學(xué)、特溫特大學(xué)等，其研發(fā)都主要集中在軟件開發(fā)方面，而研發(fā)所使用的硬件設(shè)備大都購自庫卡、ABB等公司。即便在硬件開發(fā)方面擁有強(qiáng)大實(shí)力的瑞典ABB公司，也十分注重軟件的研發(fā)，提供從最初的編程到現(xiàn)場調(diào)試再到后期服務(wù)等一整套軟件系統(tǒng)開發(fā)方案。此外，在機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用方面，以德國為代表的西歐國家相對而言在工業(yè)機(jī)器人方面具有較強(qiáng)優(yōu)勢，而瑞典、芬蘭等北歐國家更加注重醫(yī)療服務(wù)、家庭護(hù)理等服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域。同時(shí)，各個(gè)國家的機(jī)器人研發(fā)都具有鮮明的區(qū)域特色，如芬蘭阿爾托大學(xué)研發(fā)的林業(yè)伐木機(jī)器人、荷蘭特溫特大學(xué)研發(fā)的管道檢測機(jī)器人，代爾夫特大學(xué)研發(fā)的歸置分類機(jī)器人等，都是服務(wù)于當(dāng)?shù)氐膶?shí)際需求研發(fā)出來的機(jī)器人產(chǎn)品。

2）歐洲國家協(xié)同創(chuàng)新的特點(diǎn)突出，注重開展國家交流與合作，歐盟在其中發(fā)揮了重要作用。

長期以來，歐盟委員會(huì)在推動(dòng)歐洲各國跨區(qū)域合作，在歐盟范圍內(nèi)協(xié)調(diào)發(fā)展方面發(fā)揮了重要作用。自1984年以來，歐盟一直通過歐盟研發(fā)框架計(jì)劃來推動(dòng)歐洲各國科技與產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展，迄今已經(jīng)實(shí)施了7個(gè)歐盟研究開發(fā)框架計(jì)劃，并取得了很好的效果。2014年正式啟動(dòng)的第八個(gè)框架計(jì)劃“地平線2020”進(jìn)一步整合包括歐盟研發(fā)框架計(jì)劃在內(nèi)的機(jī)器人相關(guān)研發(fā)計(jì)劃預(yù)算，對歐洲各國開展研發(fā)活動(dòng)的協(xié)同效應(yīng)進(jìn)一步顯現(xiàn)。在基于“地平線2020”的相關(guān)計(jì)劃支撐下，歐盟現(xiàn)已成為各成員國機(jī)器人技術(shù)研發(fā)的最主要資助者，很多科研機(jī)構(gòu)都被納入“地平線2020”或其他相關(guān)歐盟研發(fā)計(jì)劃之下。如瑞典皇家理工學(xué)院的智能組裝機(jī)器人項(xiàng)目（SARAFun）和 2015年新啟動(dòng)的半人馬座機(jī)器人項(xiàng)目（Centauro）、阿爾托大學(xué)基于表面張力的制造業(yè)裝備機(jī)器人項(xiàng)目，代爾夫特大學(xué)服務(wù)申根區(qū)登機(jī)乘客的“社會(huì)環(huán)境識(shí)別”項(xiàng)目（Social SitutationAware）、特溫特大學(xué)的人體檢測機(jī)器人項(xiàng)目等都屬于歐盟“地平線2020”計(jì)劃及相關(guān)歐盟計(jì)劃支持項(xiàng)目。芬蘭國家創(chuàng)新署和歐盟也有著緊密的合作，是歐盟“地平線2020”的重要合作伙伴。此外，特溫特大學(xué)還參加了歷史上全球最大的民用機(jī)器人研發(fā)計(jì)劃——?dú)W盟“火花”計(jì)劃，阿爾托大學(xué)參加了“歐洲研究區(qū)”計(jì)劃（ERA）等。上述歐盟計(jì)劃還有一個(gè)重要特點(diǎn)，即十分強(qiáng)調(diào)歐洲各國之間的分工合作，許多項(xiàng)目都是由多個(gè)國家、多類組織共同參與實(shí)施的，這在很大程度上進(jìn)一步促進(jìn)了各國之間的協(xié)同合作與發(fā)展。在更大的范圍內(nèi)，歐洲的大學(xué)和企業(yè)等相關(guān)組織還十分注重與歐盟外國家的合作，大多把走向國際化甚至成為國際領(lǐng)先者作為自己的發(fā)展目標(biāo)，這對于歐洲各國科技與經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提升起到了十分積極的作用。

3）歐洲機(jī)器人研究基本上是問題導(dǎo)向，針對問題開展研究，以滿足特定社會(huì)需求為目標(biāo)。

歐洲的很多大學(xué)都十分注重社會(huì)的實(shí)際需求，大多與企業(yè)界有著密切的聯(lián)系和合作關(guān)系，不少大學(xué)還擁有自己的衍生企業(yè)。以特溫特大學(xué)為例，其最突出的特點(diǎn)就是企業(yè)導(dǎo)向，學(xué)校利用科技成果或?qū)W?；鹑牍煞龀制洚厴I(yè)生和教職員工創(chuàng)辦具有發(fā)展?jié)摿Φ墓尽４髮W(xué)規(guī)模雖然不大，只有9 000多名學(xué)生，但卻建立了700多家衍生企業(yè)，被稱作是荷蘭最具創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神的大學(xué)。又如，芬蘭阿爾托大學(xué)在機(jī)器人研究的一項(xiàng)重要任務(wù)就是服務(wù)重型機(jī)器工業(yè)，具體是通過提供自動(dòng)化方案等工程服務(wù)的方式與大公司合作，幫助公司實(shí)現(xiàn)研發(fā)產(chǎn)品的商業(yè)化。大學(xué)還建有通用智能機(jī)器實(shí)驗(yàn)室及由其衍生的通用智能機(jī)器公司。此外，還有一些具有孵化器功能的服務(wù)型機(jī)構(gòu)在促進(jìn)問題導(dǎo)向、推動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化方面發(fā)揮著重要作用，如Robotdalen創(chuàng)新園區(qū)、芬蘭創(chuàng)新基金署等。以Robotdalen創(chuàng)新園區(qū)為例，該園區(qū)通過整合產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界和公共部門，推動(dòng)著工業(yè)、服務(wù)業(yè)和衛(wèi)生保健領(lǐng)域的新型機(jī)器人方案走向商業(yè)化。創(chuàng)新園區(qū)的運(yùn)作模式非常注重實(shí)際需求，通過讓終端客戶參與到產(chǎn)品開發(fā)的全過程，形成基于市場需求的機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新路徑。據(jù)園區(qū)工作人員反映，如果從投入資金進(jìn)行評估開始計(jì)算，項(xiàng)目商業(yè)化的成功率可達(dá)30%～40%；在經(jīng)過6個(gè)月的論證之后，則基本上都可以獲得成功。

4）大學(xué)在機(jī)器人研究方面十分注重資源整合，成立專門的機(jī)器人研究機(jī)構(gòu)。

歐洲的很多國家在與機(jī)器人技術(shù)相關(guān)的領(lǐng)域都有著較為悠久的研發(fā)歷史，與機(jī)器人相關(guān)的專業(yè)領(lǐng)域主要分散在原有的計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子工程學(xué)、自動(dòng)化等多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域。為促進(jìn)機(jī)器人技術(shù)研究開發(fā)，近些年來，各大學(xué)普遍將機(jī)器人技術(shù)相關(guān)的資源和人員進(jìn)行整合，建立開展機(jī)器人技術(shù)研究的專門機(jī)構(gòu)。瑞典皇家理工學(xué)院于1996年把校內(nèi)3個(gè)與機(jī)器人相關(guān)的機(jī)構(gòu)連結(jié)在了一起，包括計(jì)算機(jī)科學(xué)與通信學(xué)院（CSC）、電氣與電子工程學(xué)院（EES）、工程科學(xué)學(xué)院（SCI），形成了跨專業(yè)的自治系統(tǒng)中心（CAS）。代爾夫特大學(xué)成立了機(jī)器人研究中心，將原有與機(jī)器人研究相關(guān)的6個(gè)系的人員和研究都整合了起來，形成了人機(jī)互動(dòng)的智能機(jī)器人、群體機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人3個(gè)研究領(lǐng)域。阿爾托大學(xué)被稱為芬蘭大學(xué)改革的試驗(yàn)田，其成立本身就是通過整合芬蘭的3所大學(xué)資源而成的。該大學(xué)于2014年1月整合自動(dòng)化與系統(tǒng)計(jì)劃、電子學(xué)、電子工程3個(gè)系，成立了電子工程與自動(dòng)化系，形成一個(gè)新的生態(tài)系統(tǒng)，使來自各個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)家和工程師可以超越傳統(tǒng)的邊界進(jìn)行更好地交流。除大學(xué)內(nèi)部資源的整合外，上述大學(xué)還注重利用校外的資源，通過聘用兼職教授、與企業(yè)進(jìn)行合作等方式，共同開展機(jī)器人研發(fā)。如代爾夫特大學(xué)通過整合機(jī)器人相關(guān)的研究團(tuán)隊(duì)，以及與眾多企業(yè)合作，目前已形成200多人的研究力量。

3 對我國發(fā)展機(jī)器人技術(shù)的一點(diǎn)思考

3.1 加強(qiáng)機(jī)器人教育和研究資源的整合

盡管目前在大學(xué)里，與機(jī)器人相關(guān)的學(xué)科和專業(yè)設(shè)置已經(jīng)存在很久了，但機(jī)器人技術(shù)和產(chǎn)業(yè)作為相對較新的領(lǐng)域，其教育和研究資源是較為分散的。從上述歐洲國家中大學(xué)機(jī)器人專業(yè)的設(shè)置來看，將開展機(jī)器人相關(guān)研究的資源整合起來是發(fā)展的基本趨勢，有助于機(jī)器人技術(shù)更好地發(fā)展。建議我國在機(jī)器人的教育與研究方面要借鑒發(fā)達(dá)國家的有益經(jīng)驗(yàn)，加快教育和研究資源的整合。

3.2 加強(qiáng)以需求和問題為導(dǎo)向的機(jī)器人技術(shù)研發(fā)

歐洲各國的機(jī)器人研究普遍重視實(shí)際應(yīng)用，大多是以市場應(yīng)用和客戶需求為導(dǎo)向。即便是在大學(xué)里，其研究也通常與市場和企業(yè)保持密切聯(lián)系，開展機(jī)器人技術(shù)研發(fā)的研究機(jī)構(gòu)通常也都有自己的衍生企業(yè)，這對于機(jī)器人的學(xué)科發(fā)展和產(chǎn)業(yè)發(fā)展都是十分有利的。因此，在機(jī)器人技術(shù)的研發(fā)方面，應(yīng)堅(jiān)持任務(wù)牽引、應(yīng)用導(dǎo)向，強(qiáng)化用戶、行業(yè)與研發(fā)集成的聯(lián)合攻關(guān)，推動(dòng)工程化產(chǎn)品與應(yīng)用。

3.3 拓展國際化視野和強(qiáng)化國際交流合作

目前，隨著國際化趨勢的日益加強(qiáng)，在很多發(fā)達(dá)國家，不論是大學(xué)、企業(yè)還是科技服務(wù)機(jī)構(gòu)，在機(jī)器人技術(shù)或產(chǎn)業(yè)的發(fā)展上大多把國際化戰(zhàn)略納入了發(fā)展目標(biāo)，基本上都非常重視國際合作和開拓國際市場。如上文所述，歐洲的很多機(jī)器人研發(fā)項(xiàng)目都是多國、多機(jī)構(gòu)、多類型組織共同合作開展的。因此，加強(qiáng)國際合作開展機(jī)器人研發(fā)是基本趨勢，我國在這一方面也應(yīng)有所加強(qiáng)。此外，由于我國擁有巨大的機(jī)器人市場，國外很多機(jī)構(gòu)都有強(qiáng)烈的愿望與我國開展合作，這是我國開展國際交流與合作的一大優(yōu)勢，應(yīng)充分加以利用。建議在加強(qiáng)官方合作的同時(shí)，更要注重對搭建民間合作渠道的支持，一方面促進(jìn)國外的機(jī)器人研發(fā)機(jī)構(gòu)和企業(yè)“引進(jìn)來”，另一方面也推動(dòng)我國的機(jī)器人研發(fā)和生產(chǎn)“走出去”。

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