機器人,素有制造業(yè)“皇冠頂端的明珠”之稱,一個國家在機器人研發(fā)、制造與運用方面的能力,已經(jīng)成為衡量其創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢的重要標志。從目前科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢以及國家戰(zhàn)略走向來看,機器人技術及應用更是已成為必爭領域和未來競爭的制高點。
與一部分人所想象的不同,中國在全球機器人市場中占據(jù)的地位,實際上早已“舉足輕重”。根據(jù)國際機器人聯(lián)合會(IFR)的統(tǒng)計報告,在2000年我國僅進口380臺工業(yè)機器人,2013年進口了36860臺。這13年間,進口數(shù)量增長了兩個數(shù)量級。工業(yè)機器人2013年全球銷售量約17.9萬臺,需求達到了歷史最高點,同比增長12%;其中,在中國銷售量約3.7萬臺,銷售量全球排名第一,同比增長60%。中國市場2013年占全球機器人市場的1/5,2014年已上升到1/4,這切實地反映出我國對機器人的需求。中國已成為最大的機器人消費國。
國內(nèi)對機器人的需求主要來自產(chǎn)業(yè)升級、機器換人、工況需求和人口結(jié)構。隨著國內(nèi)多領域自動化依賴程度日益增加,勞動力成本不斷提高,以及惡劣作業(yè)環(huán)境下的現(xiàn)實需求,企業(yè)都在尋求替代辦法,機器人顯然是被優(yōu)先選用的,因為機器人可以提高勞動生產(chǎn)率。改革開放以來,我國制造業(yè)產(chǎn)值迅速提高,但是我國勞動生產(chǎn)率還很低,我們?nèi)f名產(chǎn)業(yè)工人中擁有機器人的數(shù)量,還遠低于世界平均水平。制造業(yè)的轉(zhuǎn)型與升級,對機器人提出了巨大需求。從長遠看,新一輪科技進步,是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的。智能制造是制造技術的主要發(fā)展方向,而機器人是智能制造的主要技術支撐,這已成為世界各國的共識。
習近平總書記指出:“我國將成為機器人的最大市場,但我們的技術和制造能力能不能應對這場競爭?我們不僅要把我國機器人水平提高上去,而且要盡可能多地占領市場。”為此,我們必須增強弱項,壯大我們的企業(yè)。同時,為了未來的競爭力,必須關注機器人的發(fā)展趨勢,開展研究,做好技術儲備。
目前來看,制造行業(yè)產(chǎn)品的生命周期越來越短,用戶的個性化要求越來越強烈。這就需要靈活的制造系統(tǒng),要求生產(chǎn)線變更所需的時間大幅度縮短。對于采用無線通信,包括傳送帶或AGV車、機器人等加工機器組成的生產(chǎn)系統(tǒng),未來應能在幾天之內(nèi)完成重組,而不是現(xiàn)在的幾周甚至幾個月。各個部件連接上之后,應該實現(xiàn)“即連即用”,而不必經(jīng)過漫長的調(diào)試。面對這樣的要求,機器人必須提高運動能力和快速編程能力?,F(xiàn)在的工業(yè)機器人由于絕對定位精度低,快速高精度標定是一個難題。下一步,采用信息技術實現(xiàn)快速高精度的三點定位將成為關鍵技術。
人類發(fā)明了機器代替人勞動,并不是要把自己排除在外。未來,機器人將可與人共處。目前,在飛機和造船等許多制造業(yè)中,部件都是由高度自動化的精密設備加工,但是飛機裝配、船舶焊接等工作還主要靠人工,缺乏靈活的設備協(xié)助。勞動密集型制造業(yè)中的許多手工工作,現(xiàn)在的機器人還沒法勝任。由于機器人的在線感知能力遠低于人,無法接收抽象命令,無法與人高效交流,再加上缺乏適當?shù)陌踩珯C制,使得機器人仍然是游離于人之外的機械物體。未來的人機合作會是解決這類問題的最佳方案,能與人合作的機器人是理想的作業(yè)裝備,機器人要想很好地服務于人,必須與人融為一體。而與人共融的程度,將是機器人發(fā)展的一個重要坐標。
相關領域的技術進步將不斷推動機器人技術的發(fā)展。例如,人工智能和互聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展,將為機器人提供強大的“后腦”,提高其智能水平。隨著材料科學的發(fā)展,用人造肌肉等組成機器人,制成所謂“軟體機器人”,將帶來機器人領域的革命。與腦科學結(jié)合,可以使機器人的一些行為直接受控于人。與生命科學的結(jié)合,將產(chǎn)生類生命機器人。