機(jī)器人產(chǎn)業(yè)：科技創(chuàng)新和智能制造的“比武場(chǎng)”

陳鵬

在一個(gè)工廠里，平均1個(gè)小時(shí)生產(chǎn)出1O萬(wàn)個(gè)水餃，同時(shí)包裝分銷(xiāo)到全世界各地。在這個(gè)占地幾千平米的廠房中，空無(wú)一人，有的只是繁忙有序的機(jī)器人，從和面、放餡再到捏水餃，從塑封、計(jì)件、分揀再到碼垛，整個(gè)流程完全由分工不同而協(xié)作有序的機(jī)器人來(lái)完成。氣動(dòng)抓手猶如“媽媽的手”那般溫柔，可以準(zhǔn)確地抓住外皮柔軟的餃子，不會(huì)對(duì)餃子造成絲毫損壞，且抓取與安放都準(zhǔn)確無(wú)誤。x光和檢測(cè)儀猶如“火眼金睛”那般犀利，可以把形狀或者質(zhì)量不合格的餃子剔除。這些機(jī)器人團(tuán)隊(duì)可以耐住-50℃的速凍線，可以24小時(shí)不停工作。

上述的場(chǎng)景并非出現(xiàn)在科幻電影中，也不是文學(xué)作品里，它只不過(guò)是中國(guó)北部城市一隅中的真實(shí)場(chǎng)景，更是全球轟轟烈烈的機(jī)器人革命中的冰山之一角、全豹之一斑。

全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀

智能機(jī)器人是當(dāng)今高新科技的一個(gè)“集大成者”，集材料、機(jī)械、電子、生物、控制、傳感、軟件、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一身。機(jī)器人的研發(fā)、制造與應(yīng)用已經(jīng)成為各國(guó)比拼綜合科技創(chuàng)新與智能制造的“比武場(chǎng)”。

在全球機(jī)器人技術(shù)與產(chǎn)業(yè)版圖中，傳統(tǒng)上存在著日、美、歐三足鼎立的格局。日本在機(jī)器人方面有著深厚的工業(yè)基礎(chǔ)，尤其在控制機(jī)器人精密動(dòng)作的伺服電機(jī)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)方面，日本的松下、三菱等企業(yè)都是其中的佼佼者。此外，日本在仿生機(jī)器人，尤其是人形機(jī)器人的研究和開(kāi)發(fā)方面下足了功夫。美國(guó)在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)方面，更注重人工智能技術(shù)的結(jié)合，其優(yōu)勢(shì)在于“軟”的方面，依托IBM、微軟、谷歌、蘋(píng)果、臉書(shū)等眾多軟件與互聯(lián)網(wǎng)巨頭，美國(guó)在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)方面有著不可撼動(dòng)的地位。歐盟中的德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、瑞士等國(guó)家都是老牌的工業(yè)強(qiáng)國(guó)，基于它們?cè)跈C(jī)械與電子領(lǐng)域的扎實(shí)基礎(chǔ)，歐盟國(guó)家的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)底蘊(yùn)極深。

伴隨著智能革命時(shí)代的到來(lái)，智能機(jī)器人吹響了第四次工業(yè)革命的號(hào)角。在這個(gè)波瀾壯闊、群雄逐鹿的歷史轉(zhuǎn)折時(shí)期，涌現(xiàn)了許多機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的新貴，新技術(shù)與新應(yīng)用也在驅(qū)動(dòng)著機(jī)器人產(chǎn)業(yè)格局發(fā)生巨變。丹麥的“UniversalRobots”和美國(guó)的“RethinkRobotics”融入更多的協(xié)作與智能，波士頓動(dòng)力完美融合動(dòng)力學(xué)與結(jié)構(gòu)力學(xué)，這些機(jī)器人新貴正在向傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人四大家族（德國(guó)庫(kù)卡、瑞士ABB和日本發(fā)那科和安川）發(fā)起挑戰(zhàn)。美國(guó)“IntuitiveSurgical”的達(dá)·芬奇手術(shù)機(jī)器人、索尼Aibo等極大地拓展了醫(yī)療機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人的市場(chǎng)空間，從而使得服務(wù)機(jī)器人和醫(yī)療、軍事等特種機(jī)器人已經(jīng)和傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人平分秋色，占據(jù)全球機(jī)器人產(chǎn)值的一半。最新研發(fā)成功的可用于多種形狀變形的3D打印液晶彈性體致動(dòng)器和通過(guò)尖端生長(zhǎng)可以導(dǎo)航的新型材料將提升與推動(dòng)軟體機(jī)器人的發(fā)展。肌肉模擬自我修復(fù)和液壓放大致動(dòng)器能夠提升其重量200倍以上的物體，進(jìn)一步增強(qiáng)機(jī)器人的“肌肉”能力。來(lái)自DNA的自組裝納米級(jí)機(jī)器人、DelFly仿生機(jī)器人和柔軟的可穿戴式機(jī)器人推動(dòng)了新型機(jī)器人的研發(fā)與應(yīng)用，重新界定了機(jī)器人市場(chǎng)疆域。

產(chǎn)業(yè)格局的重塑，勢(shì)必引發(fā)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移與產(chǎn)業(yè)重組，這為世界各國(guó)都帶來(lái)了新的契機(jī)。以韓國(guó)為例，在全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展浪潮中，韓國(guó)政府發(fā)起猛烈攻勢(shì)，打出一套以“重點(diǎn)技術(shù)突破、橫向產(chǎn)業(yè)擴(kuò)散、強(qiáng)化國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、構(gòu)筑生態(tài)網(wǎng)絡(luò)”為重點(diǎn)的組合拳，意圖角逐全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)之鹿。在2018年韓國(guó)平昌舉辦的冬奧會(huì)，韓國(guó)大秀了一下其“機(jī)器人”科技的“肌肉”，機(jī)器人不僅擔(dān)任了安保、負(fù)責(zé)了解說(shuō)，更是擔(dān)當(dāng)了全球首個(gè)機(jī)器人火炬手，還參加了“機(jī)器人滑雪大賽”。經(jīng)過(guò)十?dāng)?shù)年不懈努力，韓國(guó)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展，根據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，韓國(guó)在全球各國(guó)的機(jī)器人密度（每10000名員工擁有工業(yè)機(jī)器人的數(shù)量）排名中已經(jīng)連續(xù)蟬聯(lián)第一?？梢哉f(shuō)，韓國(guó)已經(jīng)成為能和日、美、歐抗衡的一股新興勢(shì)力。

在全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)格局重構(gòu)中，作為全球第二大經(jīng)濟(jì)體的中國(guó)勢(shì)必在這個(gè)過(guò)程中發(fā)揮不可替代的角色。中國(guó)巨大的開(kāi)放市場(chǎng)吸引著全球所有頂尖的機(jī)器人巨頭。德國(guó)庫(kù)卡在上海布局其新工廠，瑞士ABB更是直接將其機(jī)器人業(yè)務(wù)總部搬遷到中國(guó)上海，日本發(fā)那科和安川積極與中國(guó)本土企業(yè)合資，設(shè)立機(jī)器人公司，發(fā)展中國(guó)市場(chǎng)業(yè)務(wù)。美國(guó)iRobot將其特定高端掃地機(jī)器人推向中國(guó)，日本軟銀集團(tuán)和法國(guó)AldebaranRobotics研發(fā)的Pepper機(jī)器人借助阿里巴巴、海爾等國(guó)內(nèi)企業(yè)的力量也正在積極走入中國(guó)。這些全球機(jī)器人巨頭公司走人中國(guó)，對(duì)于中國(guó)而言，既是重大契機(jī)，又面臨巨大挑戰(zhàn)。

機(jī)器人產(chǎn)業(yè)所需要的技術(shù)沉淀非常之深厚，而我國(guó)目前無(wú)論是在傳統(tǒng)的機(jī)械和電子，或者是在新興的生物和人工智能技術(shù)方面，還存在著比較明顯的短板。2019年《科學(xué)》雜志所評(píng)選的+大酷炫機(jī)器人技術(shù)離我們都非常之遙遠(yuǎn)，無(wú)論是從可能改變機(jī)器人技術(shù)未來(lái)的原創(chuàng)研究，還是支持基礎(chǔ)科學(xué)和推動(dòng)工業(yè)和醫(yī)療創(chuàng)新的商業(yè)產(chǎn)品，我國(guó)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)還有很長(zhǎng)的一段路要走。

中國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)與應(yīng)用前景廣闊

2016年，工業(yè)和信息化部、發(fā)展改革委和財(cái)政部三部委聯(lián)合發(fā)布《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》，對(duì)我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)所面臨的形勢(shì)做了清晰而準(zhǔn)確的判斷，同時(shí)明確了我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)到2020年的發(fā)展目標(biāo)。在國(guó)家的大力支持下，我國(guó)機(jī)器人技術(shù)與產(chǎn)業(yè)都迅猛提升，產(chǎn)業(yè)總體態(tài)勢(shì)良好。

“產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)攀升，市場(chǎng)潛力巨大”。從2013年至2017年，我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)平均規(guī)模增速超過(guò)15%，平均增長(zhǎng)率高達(dá)30%。據(jù)2018年《中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》顯示，我國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)接近90億美元，占全球機(jī)器人市場(chǎng)份額的30%左右。

“產(chǎn)業(yè)鏈初具規(guī)模，集聚效應(yīng)初顯”。我國(guó)已經(jīng)初步形成涵蓋精密減速器、伺服系統(tǒng)、智能傳感器、本體加工與系統(tǒng)集成解決方案等機(jī)器人上下游產(chǎn)業(yè)體系。國(guó)內(nèi)幾個(gè)特色產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)已經(jīng)初具規(guī)模，長(zhǎng)三角地區(qū)起步較早、優(yōu)勢(shì)凸顯，珠三角地區(qū)數(shù)控產(chǎn)業(yè)一枝獨(dú)秀，華中和華北正在大力引進(jìn)外部資源、后發(fā)制人，環(huán)渤海地區(qū)科研人才濟(jì)濟(jì)、蓄勢(shì)待發(fā)，中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)良好態(tài)勢(shì)。

“知識(shí)產(chǎn)權(quán)積累豐厚，核心技術(shù)不斷突破”。在知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面，我國(guó)在相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)具有比較豐厚的基礎(chǔ)，僅從人工智能專(zhuān)利來(lái)看，據(jù)2018年《全球人工智能專(zhuān)利資源發(fā)展概況》統(tǒng)計(jì)，中國(guó)人工智能專(zhuān)利數(shù)量34000件，僅次于美國(guó)，位居全球第二。

“產(chǎn)業(yè)環(huán)境逐步優(yōu)化，創(chuàng)新型企業(yè)不斷涌現(xiàn)”。在城市地下管道檢查、電纜線路巡檢、無(wú)人機(jī)、智能汽車(chē)等諸多垂直領(lǐng)域，涌現(xiàn)出了一批業(yè)務(wù)水平較高、貼合行業(yè)實(shí)際、應(yīng)用方案成熟的中小機(jī)器人企業(yè)，開(kāi)發(fā)了一批創(chuàng)新型機(jī)器人產(chǎn)品。

構(gòu)筑自主技術(shù)與產(chǎn)業(yè)生態(tài)

要想真正把握機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史機(jī)遇，并發(fā)揮機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的頭雁效應(yīng)，推動(dòng)中國(guó)智能制造的趕超與領(lǐng)先，還需要我國(guó)在總結(jié)以往成功經(jīng)驗(yàn)以及失敗教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，“審時(shí)度勢(shì)、抓緊謀劃、全盤(pán)考慮、扎實(shí)推進(jìn)”。

“審時(shí)度勢(shì)、抓緊謀劃”就是要抓住契機(jī)與機(jī)遇，從戰(zhàn)略層面考慮，把握產(chǎn)業(yè)發(fā)展的脈搏和時(shí)機(jī)。要做好產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)劃和梳理，從戰(zhàn)略重點(diǎn)、推進(jìn)步驟、體制機(jī)制、資金保障、人才隊(duì)伍等多方面、多要素進(jìn)行謀劃與布局。

“全盤(pán)考慮、扎實(shí)推進(jìn)”就是要做戰(zhàn)略統(tǒng)籌。一方面，要構(gòu)建組織保障體系，建議國(guó)家層面構(gòu)建專(zhuān)門(mén)的領(lǐng)導(dǎo)小組，從組織保障上系統(tǒng)地、有序地推進(jìn)中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。另一方面，要統(tǒng)籌區(qū)域特色，基于各地方資源稟賦，發(fā)展各具特色、相互銜接、配套有序的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)集群和生態(tài)。

我國(guó)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展一定要“抓大放小、把控核心”，緊緊抓住核心技術(shù)自主可控這個(gè)牛鼻子。我們?cè)诎l(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)過(guò)程中，切忌“眉毛胡子一把抓”，要有抓有放，要抓住我們擅長(zhǎng)的、有優(yōu)勢(shì)、有積累、有沉淀的產(chǎn)業(yè)方向，注重垂直性的突破。整體而言，機(jī)器人技術(shù)可以大致劃分為“肌肉”（機(jī)器人所能移動(dòng)的物理負(fù)載強(qiáng)度）、“骨骼”

（機(jī)器人與其所完成的工作相對(duì)應(yīng)的組織結(jié)構(gòu)）與“大腦”

（機(jī)器的智能）三個(gè)部分。從我國(guó)的技術(shù)積累、我國(guó)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀以及國(guó)際產(chǎn)業(yè)格局而言，我們可以重點(diǎn)關(guān)注“大腦”層面的技術(shù)突破?；谖覈?guó)在大數(shù)據(jù)和人工智能領(lǐng)域的一些優(yōu)勢(shì)，從自然語(yǔ)言理解與處理和人工情感感知等方面進(jìn)行重點(diǎn)突破，并以產(chǎn)業(yè)為核心，重構(gòu)產(chǎn)學(xué)研用生態(tài)體系，破解我國(guó)科技產(chǎn)業(yè)“阿喀琉斯之踵”的難題，進(jìn)而摘取機(jī)器人這一“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”。