国内外机器人发展热点与趋势

国内外机器人发展热点与趋势
国内外机器人发展热点与趋势

国内外机器人发展热点与趋势

主讲人:北航王田苗教授

时间:2016年2月27日

地点:启迪之星.RT创投咖啡(启迪之星创业咖啡)

说到机器人,前两天波士顿动力公司的Atlas机器人(网上可下视频),又一次引起了全世界的震撼。这个人形机器人不但能在雪地里保持平衡,行走自如,甚至在被一次次推倒之后还能自己爬起来。让人不得不感叹拥有这样逆天的技术,这些科学家们也真是够任性。那么震撼之余,大家会不会想到,如果这些越来越聪明的机器人有一天超越了我们,他们会不会反过来控制人类呢?相信在座的各位也都有同样的疑问。

非常的荣幸,今天我们就请来了北京航空航天大学的王田苗教授,来和大家探讨这个问题。王教授,是“十二五”服务机器人重点项目专家组组长,“863”计划、“十五”、“十一五”机器人主题专家组组长,作为资深专家王教授对机器人的未来有着深刻的见解。

下面,我们就以热情的掌声,欢迎王教授开讲!

王田苗:谢谢各位企业家,我今天来到这儿跟大家分享一下,其实还是很紧张的,从两个方面紧张。一个方面,在座的底下都是我们经常交流和认识的朋友,他们在企业上做的非常成功,有的在学校学术界也做了很多的有影响力的高级成果。在互联网这样一个

发达的互联网环境,我要讲一点自己什么样的观点,这对于我来说有点压力,不然的话大家说我在微信、我网上也是一样可以看到的。

我第二个压力是在这种机器人创业咖啡厅的环境里,我这是第一次,过去基本上都是和同行,包括专家我们是非常轻松的在一个会议室。所以,今天我想跟大家分享一下关于国内外机器人发展的热点。

我们都知道,在机器人技术方面的发展可能有不同的视角,从学者角度,也可以从国家的角度,也可以从一个企业产业化的角度。我这里想以个人作为一个教授、作为一个学者来谈谈智能机器人是不是长期的刚性需求。当前,智能机器人研究的热点到底是什么,我们应该着重关注哪些应用领域。

有幸我参与支持和创新孵化了一些企业,比如北航学子高峰和王野他们创办的纳恩博,在他们的发展过程中有这么几个启示。第一个启示,早先他们是toB的,就是公安天安门广场,还有公园,他们大胆的在商业模式上走向了toC。第二,在互联网形式下还是特别注重核心技术和产品的品质设计,这就是我们经常所说的工艺设计。这个元素让我感觉到作为一个机器人这种美观、这种环保、这种品质的设计有什么不一样的技术,同时由于中国消费的水平和国外消费的水平有一个不同,所以在这个过程中同时在国内外进行推广。

他们取得了很大的成绩。比如说京东在2014年3万台,在去年光

棍节里一天就3万台,所以今年他们的目标估计100万台/套。

他们反过来又收购了自平衡车的Segway,克林顿、乔布斯曾经做过这个产品的代言人,这个改变了人的短途代步工具,从而获得了小米、红杉、英特尔各方面的投资。这是1月8号纳恩博和英特尔联合发布的室内机器人,其中可以作为交互,可以作为移动,也可以作为短途代步,其中骑在上面的就是英特尔总裁。

医疗外科机器人,这个也是未来精准医学的一个重要的发展方向。我们都知道减少创伤、降低成本、精准的定位,进行脑肿瘤、脑出血以及还有一些植入,这个设备也非常重要。所以,在这方面像我的学生也一样很优秀,刘达克服了虚拟环境下的我们所说的病灶点或信息点的结构算法,到手术室这样的映射。在国外我们都知道手术室和机器人,还有CT是一个环境的,在中国是分开的。所以,如何把CT、核磁共振里面的信息非常快、非常简单的映射到手术室,这是一个瓶颈问题。所以,在这个问题上把取得了很大的突破,已经有上万例的临床。特别可喜的是他们马上就获得了医疗注册许可证。

无人机,大疆做的非常优秀,北航的学子李晓宇也一样非常优秀,他说我为什么不能创新呢?所以他们把无人机做了折叠。大小只有A4。也就是说,发烧友、背包客、驴友,我可以从背包里取出来就能放飞。包括智能硬件、导航、控制。

随着生物材料的发展,随着3D打印技术的实现,有没有可能在这个问题上能够利用软体材料感知驱动和视觉识别形成新的机器人

技术。

在这个图片上大家可以看到,西红柿、海鲜、海豹,包括一些扎手的物品,非规则的一些玻璃片,大家想一想,如果没有技术创新,仅用机械或者机械+电机的传感,不仅成本很高,20万—

30万,而且系统很复杂。在工业、在农业、在未来的发展中。所以,这一、两年以美国哈佛为核心的就想突破这个技术,最近已经有了新的进展。我的学生文丽等一批人又在这方面进行了创新,他们觉得如果这方面有所突破,有可能会在食品、农业、医药等等上应用。它的特点就是非规则,软的。

回到我的这个主题,根据上面我支持学生作为顾问或者作为创业导师,我越来越体会到机器人技术是长期刚性的,因为它是我们智能制造的基础。像我们的数控机床,像我们的检测,像我们的3D 打印一样,它增加了智能以后就有可能走入我们的生活,成为智能终端。它如果改造和融合我们现代的武器装备,那就对我们国家的安全起到重要的作用。所以,我们认为机器人是国家发展的基石,是国际竞争力不可缺少的装备。再加上劳动力、老人化社会和高技术发展的促进,它是长期刚性的,只是可能有时候会有一点周期。

另外一点,科技浪潮是存在的,这个浪潮比我们想象的要快。我们过去有时候认为它是10年、20年,其实这个科技浪潮在我们看来5年都会发生,甚至不知不觉的就从实验室就走向了社会、走向了企业、走向了我们生活。在这里面大家都知道一系列的人工智能、虚拟现实、无人系统,我这里想思考的是它对机器人核心技术和颠

覆机器人会带来什么变化。我梳理了一下,我认为首先带来的变化是交互,而且我还认为机器人交互是最先进入家庭,作为智能硬件机器人智能化装备的一个载体迅速进入社会、进入工厂、进入各个方面。

第二,自主。所谓自主就是一种认知的计算,或者称为人工智能,它会识别,它会决策,它会把物联网这样的虚拟结合起来,给机器人在路径规划方面提供更好的支持。

第三,操作。我为什么把操作放在最后,是因为我们做机器人长期攻克的一个难点,发现它是最难的。因为它涉及到安全,涉及到灵巧,还涉及到成本。所以,我认为在这个科技浪潮里,机器人交互、自主操作是逐步交融在一起推动着机器人在不同领域、不同阶段发展的。关于未来的应用,各位企业家和学者其实都有自己的看法,下一代工业机器人、社交服务机器人、医疗机器人、无人机、无人车、交互娱乐、军用、海洋、核工业、反恐防暴,包括还有农业。

我们在思考机器人前沿技术的时候,我们不能坐在机器人的这个圈子里去看待机器人,我们必须跳出来。一旦跳出来以后,来看待机器人技术、产品以及它的产品和我们的制造,和我们的互联网,和我们其他的行业有什么关系的时候,你会更深刻的理解机器人发展的轨迹。

比如说国外的宏观形势,我们不能不承认美国依然是在战略高技术上具有主导地位,他们制定了很多游戏规则,凭借着他们在金

融上的强大优势。欧盟和日本镇守在他们智能制造的已有的优势上,在世界上有着很好的口碑和一席之地。中国取得了很大的成绩,但当下传统产业过剩,但中国由于消费、由于市场的巨大,给中国形成自主的战略新兴产业带来了前所未有的机会。后面还有印度,后来者居上,还有巴西,还有俄罗斯。所以在这样一个大的经济环境下,这种科技浪潮促成了我们机器人应该关注哪些方面,我理解的是:第一,要关心战略新兴产业,要关心中产阶级的消费。这两个是机器人技术和产业发展当下比较重要的一个应用领域。它会从这个方面率先把我们的技术,把我们的标准,把我们的创新带到我们的生活,让大众,让我们的企业来接受。因此,什么是战略新兴产业,什么是中产阶级新消费,在后面我们还可以再进一步来跟大家分享。

如果说具体一些,健康——医疗健康,娱乐——

娱乐交互,互联网+,包括智能制造。我为什么会有这样的看法,我搜集了一些国内外最新的发展趋势。以下的这几点可能会在这5—10年会发生,它成为颠覆性,颠覆传统的一些技术发展路线,形成标志性的产品,形成巨大的市场。比如说3D打印生物组织,目前来看3年不到的时间,骨科和牙科率先就进入临床了。无人系统,无人机,已经在我们的身边开始接近实验。可穿戴式的VR,包括身体健康的检测,游戏的娱乐也会出现,医疗机器人,还有一个智能服务的秘书,我们称为助理。它实际上就是一个台式机,就是一个打印机,就是我家里的一个玩具,但是它承接着助理的工作。因为员工

考勤的情况,我对天气了解的情况,我对当前发生大事的情况,我希望要写一个求职信,我希望跟谁交流,这个助理都会完成。还有无人化工厂。

我们回过来看麦肯锡提出来的这12项可能的技术,这12项技术其中机器人是重要的方面,在座的企业家都看到了这个。我这里只是觉得在这个里面机器人还是比较考前的,大家看无人机、机器人和自动驾驶汽车大概有5万亿——

8万亿美元。而且特别有意思的是麦肯锡的这个报告对机器人发展还做了分类,有着增强型的、工业、医疗、个人的次序。里面的红线是跟机器人相关的,其中脑机接口,增强现实、量子计算、生物芯片、自主驾驶车、语音理解、机器学习、自然语言理解,最后的基于硬环境的自助车,基本上就是我们所说的野外特种机器人系统,像防空防暴、农业和工业。

其中我把这个叫SmartRobots。我跟大家想分享两件事情,这张图特别有意思。第一,在这张图的右下角正好是我们所说的前沿的,它离产业很远,到了这一层的时候基本上就得到了企业界的关注,开始创新形成产品。到的顶峰基本上就得到了投资商的关注,到了下边基本上我们就认为是理性的回归,就是它前面有泡沫,后面要靠市场。回到这一点就要靠真正的利润和市场来发展,所以这可以看出来,在国外这块都可以开始爬坡了,所以爬坡就是基本上市场得到了大家的认可,有产品销售就有相应的收入。

我跟大家分享的第二件事情是这个曲线,跟行业有关系,越是t

oC的智能硬件峰越窄,越是基本装备,越是toB的窄的程度会拉开。拉开就是慢周期,慢周期允许我们思考,允许我们有时间去创新,允许我们慢慢去发展。但是如果是to

C的线很窄的时候,这就是浪潮,过了这个点,过了这个村就没有这个店,是因为它就是在这个时间点上是最有价值的。有人说虽然to C特别重要,可是to

C的时点要把握不好,基本上就会渴死在路上,因为这个浪是很快很快的。所以说一般来说toC智能终端都是窄的,to

B我们称为行业的,周期可能就长一些。

为什么这个很重要,美国人在做什么,实际的企业在做什么。我们有幸可以去查一下联合国去年10月10日关于美国对于国家行为投资的几个东西。它一定程度上反映几个方向,国防、航空航天、新能源、医疗健康、基础科学,依次还有其他的。这个次序也代表着一个国家性,我们国家也一样,围绕着这个方面做了大量的部署。

大家在互联网业可以查一个2016年2月美国总统的经济报告,报告大概400多页,他向国会来发布,有一句话引起了媒体的高度关注。他说机器人就像当年的蒸汽机革命,我对这句话以质疑的角度去认真看了一下,他之所以认为跟蒸汽机革命有这样一种变革的雷同,是因为他引用了Graelz和Michaels在2015年的一个研究,意思是说机器人作为智能装备和服务它对GDP的贡献是10%,它对劳动率增长的贡献是16%。所以他得出了这个结论,在这个结论里他还得出了

机器人可能会带来行业上的一些失业的风险。

特别有意思的是他这个报告取用了他在去年10月份对外发布的国家创新战略,建议美国政府在三个方面加大投资。第一个是PPP,叫公私合营模式,就是我们所说的混合所有制。他的意思就是说在这个方面,在一些重要的产业会加速应用和开发的周期,会降低技术投入和经济产出的风险。

第二,他提出了九大领域,精准医疗、智能制造、智能交通、脑科学、先进教育、大数据等,他强调基础能力的提高。

这个报告在2015年10月份报告里九大领域出现,提出了未来前景、挑战性和可能要攻克的瓶颈。做宏观战略的,尤其是企业家或者是高校的学者不妨对他所说的前景、挑战和需要攻克的路径可以去研究一下,发现基本上非常的客观,也非常重要。比如说智能制造他强调基础制造和分布式制造单元的优化来降低成本,提高效率,使产品最快到用户手里。比如说智能汽车强调材料,还是智能的交互,强调电池,强调安全等等。其中机器人渗透到很多方面,医疗有医疗,制造有制造,汽车有汽车。

不妨再看看各个国家在研发上的投入比例,韩国、德国、美国、俄罗斯、日本、加拿大、英国、中国,中国是0.44%。这是国家的投入,可是还有一项指标在世界范围内特别重视的是企业在这方面的投入,企业大概有50家,美国19家,欧盟17家,日本9家,韩国2家,瑞士2家,有幸的是我们中国有1家,在第29,是华为。

这是罗列了投入的经费,投入的一些相应的比例,我只是说从

企业角度来理解的时候,它投入到什么方向,意味着下一阶段产品和产业的发展方向。大家可以看出来,汽车、电子、医药、物联网,包括药品、通讯,在这个基础上我们就能够看到各个方面的一些动态,所谓的机器人的发展。

大家还可以看看世界经济论坛的十大新兴技术,和我们的机器人有很多相关的,下一代轻型的双臂,进入家庭的老人化的服务机器人。智能汽车、感知无人机、人工智能、脑芯片、3D打印、分布式制造等等。Gartner也预计20%商业内容将由助理完成,我们在商务上普通的东西基本上用机器就可以完成了,交互得到了解决,一下子就一马平川。就像写一个申请书,网络上的路径多着呢,我们可以参考。现在只要交互理解了,关键词理解了,它会把各个模板进行摘取拼接。

比如说今后在工厂里员工也戴着可穿戴式,老板可以知道任何岗位的员工是不是在岗位上,包括员工与机器的交互,还有其他方面的应用。

大家还可以再看看2016年2月20日,也就是前天著名的国际数据公司的市场研究报告,给出了未来机器人的市场是1354亿美元。当下是多少?2015年是700多亿,也就是大概1倍。特别特别有趣的是他在这里明确说了资源开发、医疗健康、交通运输和流程制造可能这方面的机器人在未来的2、3年或者3、4年将成为指导的消费产品,而且他还说了未来机器人在培训、集成、服务等各个方面将会超过本体。这反映出机器人的发展,我们不能狭义的理解机器人就是

机械,机器人就是控制,它涉及到方方面面。

大家在网上也能看到美国《机器人商业评论》公布了50家机器人公司,我们还是很自豪的,有3家。第12是大疆,第18是富士康,第38是新松。我期待着再过3年、5年,我们再把这50家再罗列了以后,里面又会多出来中国1、2家,2、3家。

在这样的需求过程中,我们不能不对中国目前在机器人创新和工程创新上的差距和问题进行研究。这是麦肯锡在去年10月24号对中国创新力影响的一个研究报告,他给了2万家31个行业,大概是占全球的30%GDP,还是有一定代表性的。其中中国大概占全球GDP的12 %,将这些企业罗列了一下,红色的是代表中国的竞争力,右边的是代表中国目前在世界上的影响力。电器36%,太阳能51%,高铁41%,通讯18%。

先说我们自豪的,第一,家电,牛。中国的家电以美的、海尔、TCL、长虹等为代表,在海外可以看出来是被大家接受的。这个是基于工程的创新能力,中国的高铁很厉害。新能源,包括太阳能。还有工程机械。

我是想说中国在自豪的同时差距在哪,差距也代表着中国创新的突破口,也代表着中国新兴企业的发展方向。基于科学的中国是白色,生物技术、半导体设计技术,还有很多其他方面。包括医疗、化学、石油、机理以及在这方面的操作,传感器。在报告里说中国现在正在崛起,面对客户的需求中国特别有优势。还有就是中国的体制,集中力量办大事,所以政府的效率很高,但是中国还需要

努力的地方是责任和品牌,尤其是企业的。第二是基础研究。

在这样的环境下,我们把镜头再拉到现在,我突然感觉到中国过剩的产业正在调整,钢铁、水泥、房地产、煤炭、工程机械、数控机床、石油石化,中国战略新兴产业正在崛起,航空航天、高端装备、环保、医疗、机器人、智能终端、汽车,中间还出了一个是互联网to

C,这就是我们所说的消费品,农副、医疗、旅游、交通、教育。

从这个方面来理解便于我们客观的来看待我们的技术和产品最后被社会所接纳的时间和可能性,在目前来看,客观的来说,政府的负债率还是比较高的,发达国家大概90%,我们国家大概在60%。负债率高意味着有过剩的消化,企业的负债率也比较高,尤其是一些国企,仅按照计划经济所进的一些设计和制造的时候,它的负债率达到了125%,发达国家大概是70%多。家庭中国的负债率比较低,大概是在35%—38%,西方大概是75%左右。

这里反映出在一个大的社会经济的混沌体里面,生产一个产品谁最愿意拿钱买,发现负债率低的愿意买,所以你就会发现为什么中国消费这么快,影视、体育、娱乐、旅游、看病、教育,为什么?这是搞金融的人对中国未来的一些分析。启明华创做了这方面的考虑,其中绿的是国内金融界,红的是国外金融界,最后发现教育、娱乐、高端装备、医疗器械和TMT是热点。军工也很厉害,大概26 %,但是军工海外因为涉及到一些保密的问题,所以主要是国内。

这些现象是真的吗?我们再来看看发改委给的这个报告。传统

产业目前下滑到1.5%,占领新兴产业大概上升到15%,服务业、战略新兴产业这两项的发展弥补了我们过剩产业的不足,所以我们在想两个10%或15%加起来我们就能到6%和7%,如果我们的过剩产业再进行转移的话,那么对投资、对机器人装备的需求就会加大。所以,在这个问题上我们往往就认为智能制造、机器人、高端医疗和互联网、娱乐是大宏观经济的风口,是智能机器人应该要考虑所占领的领域。

智能制造与机器人我刚才已经说了长期刚性需求是国家的基石,是基础装备。在钢铁、水泥、石化、房产过剩的前提下,有一些作为to

B的需求很大,医疗、食品、饮料、农业、智能硬件等等。所以,这派生出来新能源车、电池、农副产品加工、城市化的物流电商、3C 电子,这个是我们作为智能制造当下特别需求的。

什么是战略新兴产业,宏观的定义就是新一代的信息、生物、环保和高端装备。在这个方面我们都知道高铁、通讯、材料、机器们,包括3D打印,包括工业自动化。大家在这方面都可以查到很多数据,但是宏观来说就是电子12%,新材料20%,机器人和装备在中国大概是30%多。我自己学习Gartner模拟了一个中国制造的模拟曲线,工业基础软件与芯片、智能机器和无人驾驶这块还正在培育,随后生物3D打印、智能的假肢、石墨烯服务、环保、基础部件就会上来,目前大家比较认同或者是投资给了很多的热点工业和工业3D 打印、汽车,未来这个方面正在爬坡的是高铁、通讯、激光。

未来的发展实际上就是互联网、大数据、机器人和人工智能必须结合起来,包括航空航天、码头、食品、电子。其中中国还很有机会,特别是在一些行业通过专机形成模块化的产品来进入到我们的主战场,虽说当下社会上特别迫切的是比较便宜的六轴的关节机器人和用在电子制造方面的装配,还有农副产品加工。关于医疗健康我用这几个图表跟大家分享一下,大家看看这个,大概90年代的时候中国医疗站GDP百分之二十几,现在上升到五点六,西方是17%,发达国家是10%左右。这意味着未来的10年—

20年中国的差大概在3万亿到8万亿。在医疗器械、医疗药品、医疗健康上什么最重要,可以依据于我们的并发症国内的TOP10死亡率来看。包括高血压,包括肌肉萎缩、心脏病,还有脑神经,这边包括癌症、冠心病等等。中国还有一件事情医疗器械和我们所说的药严重变形,中国目前的比是1:0.19,国外是1:1,就是说中国还有5倍的差距。所以在这个方面从生物角度来理解大概是20%,器件大概是18%。这方面的需求也就带动了这方面的智能装备,如果机器人是智能装备中的一类的话,也就带动了这方面的发展。

上市公司在去年11月的统计,一系列的上市公司都出现在医疗产业。股价500多美元,市值是189亿,所以未来医疗机器人是基因检测和靶点注入、3D打印、微创外科机器人、康复智能假肢、人造皮肤以及还有医疗大数据。

关于互联网+,娱乐服务+机器人,因为人口众多,健康快乐是人们追求的一个重要的方面。为什么讲到互联网+服务机器人,是因

为目前手机大概12亿部,网民大概6亿,这么大的市场实际上相当于客户需求的入口,同时又是使用设备的一个基础。所以在这样的一个环境下,目前在机器人发展中出现了另外两类进入到机器人领域的产业,一个是电子技术,主要是以传感器为主,但是大家也看到搞传感器的、搞物联网的也在搞机器人。还有一个是从计算机人工智能进来的认知,其目的都是想去抢占这块蛋糕,去占领它。

关于服务机器人的载体,有车、有仿人形的、有医疗、有无人机、有扫地。我这里想说一下技术的发展,去年10月份IROS智能机器人国际会议2000多篇论文,按照大数据把它罗列一下,越集中的,表示在世界范围内越重视,为此我们把投稿的前10个主题和录取的前10个主题分享,突然就感觉到这就是机器人前沿技术研究的热点。视觉、人机交互、运动控制、无人系统、定位技术、建模。当然了投稿和录取有差异,投稿意味着人们希望做的,而录取认为企业界或者是学校投入钱已经研究出的成果。可以关注这些核心技术可能对我们机器人各个应用有更大的作用。

在这里不得不跟大家分享一下我自己的不成熟的看法,经常我们会说VR/AR和RT是什么关系。VR很热,AR我们广义的理解其实就是感觉的交互。AR是什么?就是人工智能,实际上是认知的计算,我们称为识别和理解、判断的计算。RT是什么?就是机器人技术我们称为载体或者称为躯干。

这是五天前巴塞罗那举办的移动通讯大会上所亮出来的一个VR ,扎克伯格与三星合作正式推出了非常简单的99美元的头盔,其中

三星的核心技术被现在排头号的Oculus所集成,大概卖900多,Face book20亿美元收购了它。HTC—Vive也卖的很火。

我也搞过VR,九几年大概是2万到3万,戴上头重、眼睛花,看的时间长了以后恶心,现在由于技术的发展,一下变成了智能终端可以方便的在家庭、影院出现。特别是Facebook扎克伯格他认为VR 可能是未来电脑和手机后面的一个计算平台,它的挑战性的问题在头盔、全景显示模型、计算平台和内容的设计,涉及到情感、影院、医疗、城市。人工智能实际上就是机器的学习,它是希望机器像人一样,它是一种认知、识别和理解的计算,它目前主要集中在让机器能够听懂,让机器能够理解,让机器能够运动。

在人工智能里面有两条路线,一条路线叫工程学派,工程学派是从外部来模仿它,基本上用传统的机械模块和控制来实现。还有一个是激励派,激励派就想挖掘人的脑认知是什么东西,它的哪个图谱传递了这种感知和信息概念储存以及最后到决策。这两条路线目前来看还都在发展之中。

按照这个路线来看,目前在商业上想用的就是智能汽车和无人机,目前想突破的是机器学习、语言和翻译。超前的研究主要是情感、量子计算以及生物感知。在研究过程中,大数据就是个例子,所以我们都知道人工智能在传感器、大数据这两个方面解决了以后,再通过神经芯片就有可能实现。比如这是一匹马,照上去有这么多的误差,最后匹配计算得出这个。我为什么讲这个交互,是因为在静场的环境下,非常安静不要有太多的干扰,语音识别已经达到

了98%,视觉的识别已经达到了95%。所以打卡机基本上识别率很高的。这个突破让机器人载体进入到社会变成了可能。

在研究的过程中人们就像把物联网的概念利用起来,我们通过摇控器和手机可以控制各个家电。人们在想那能不能家里有一个代理,所以大家把这个问题一旦理解了,突然感觉到为什么那么多的小R、小白、小志、小Q都出现了,大家就认为它可能可以作为儿童教育的一个入口,控制家电的入口,打电话呼叫的入口,医疗挂号的入口,结算的入口,人们就想突破这个。所以说关于机器人技术在另外一个方面,以仿生结构、智能材料、嵌入式硬件和生物制造来推动它的发展,有代表性的就是这张图,我们称为谷歌的阿特拉斯。海外国内给了高度的重视,只是有新的学者来分析很多东西。

比如说有新的学者分析过去他一米九,现在他一米七。过去150公斤,现在只有80公斤,它在灵活度上是靠什么能够站起来,往前走,它很少发表论文,很少有专利,很多企业家和学者进行猜想。有的学者说它用了很多的理论,又有的企业家说其实很简单,就是多传感器高速的控制来调整它。另外有人看见它在雪地里走,发现它在雪地里走头不动,说人在雪地里走不可能不动,所以有人质疑你放的录像背后可能是有人遥控的。又有人说机器拿盒子,它是识别LOGO,还是识别箱子,性质是不一样的。我们知道识别LOGO是比较容易的,颜色,包括图案,一旦识别箱子它是形状,有不同的角度,要分析箱子多重。又有人对它的骨骼做了研究,得出结论是它必须采用液压,我们称为数字液压。但是CEO创始人告诉我们他说他

采用的是3D打印,意思就是说在液压外面他运用了一些硅胶材料把它直接打印在上面,而形成了一种能够支撑又能够防碰的机构。当然这都是由于它的出现人们对它的一种猜想。

不管怎么样说,我们认为它对机器人躯干和动力学建模的控制还是形成了里程碑的意义。有一个词叫做极致稳定、走向实用,其实这是记者的希望,现实很远很远。如果大家有幸打开它看的时候,首先第一件事情噪声还是很大的,要是在现实中应用怎么可能。如果大家再仔细看看它的成本,不亚于小汽车。如果大家再看看,它真的能够非结构化吗?可能也不见得。它为了那段录像可能会准备很长时间,而现实走在家庭里,走在社会里可能还有很多工作。我的意思是说作为新型的走向实用的仿人还有一段时间需要努力奋斗,当然我们还知道有仿人、仿声、软体机器人。

在服务机器人、互联网+特殊环境,包括医疗等等,目前是分散的。所谓分散有一个特点,技术之间没有统一的标准,机器人里面的部件,传感器驱动它不能相互借用。在这个问题上大家都认为对每一个企业来说都有机会,每一个学者都有机会,机会在哪儿?一个是核心的技术,一个是创新的应用。相互的颠覆性技术对智能机器人技术的影响有这样一张图,我们传统学机械或者动力学控制的,随着完成功能的复杂度,它的成本和结构也异常的复杂,而功能却趋于缓慢。但是增加了我们所说的感知、通信和新的材料以后这个拐点发生了变化,它会加速机器人技术嵌入到智能装备应用的可能。当然还有伦理上的问题,伦理方面的问题涉及到社会学家、法

律学家。

最后我想结束我跟大家的分享。颠覆性技术在机器人方面是存在的,交互、自主、可操作,会突破而推动机器人技术在工业、在家庭、在社会的进一步研究。主要的方面应该还是在感知、大数据、人工智能、生物材料、刚柔耦合的软体,还有低成本的智能硬件和微纳的制造。

第二个就是应用。新一代的工业机器人将成为主力军,包括3C 的电子制造、高附加值的加工装备、物流的仓储搬运等等。有两项技术谁都非常清楚,一个是平台技术,一个是入口的交互技术。这两项技术谁具有优越性,谁就能在未来的服务机器人上占有一席之地。再一个是应用,还有一个是智能交通,包括无人机。

以上是我自己这段时间学习、总结和向有关的企业家和专家讨教之后自己的一些体会,愿意跟大家分享。

工业机器人发展现状与趋势

工业机器人发展现状与趋势 工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来,机器人技术及其产品发展很快,已成为柔性制造系统(FMS)、自动化工厂(FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。 广泛采用工业机器人,不仅可提高产品的质量与产量,而且对保障人身安全,改善劳动环境,减轻劳动强度,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低生产成本,有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样,工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。 一、工业机器人技术现状及国内外发展的趋势 工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备,技术附加值很高,应用范围很广,作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业,将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。国外专家预测,机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。据联合国欧洲经济委员会(UNECE)和国际机器人联合会(IFR)的统计,世界机器人市场前景看好,从20世纪下半叶起,世界机器人产业一直保持着稳步增长的良好势头。进入20世纪90年代,机器人产品发展速度加快,年增长率平均在10%左右。2004年增长率达到创记录的20%。其中,亚洲机器人增长幅度最为突出,高达43%,如图1所示。

各区域用户工业机器人定购指数(以1996年作为100) 国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势: 1.工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可*性、便于操作和维修),而单机价格不断下降,平均单机价格从91年的10.3万美元降至97年的6.5万美元。 2.机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化;由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机;国外已有模块化装配机器人产品问市。 3.工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展,便于标准化、网络化;器件集成度提高,控制柜日见小巧,且采用模块化结构;大大提高了系统的可*性、易操作性和可维修性。 4.机器人中的传感器作用日益重要,除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外,装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器,而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制;多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。

工业机器人发展现状及趋势

工业机器人发展现状及趋势 1国内工业机器人的发展现状 1.1发展概述 我国的工业机器人研究开始于20世纪80年代中期.在国家的支持下,通过“七五”、“八五”科技攻关.已经基本实现了实验、引进到自主开发的转变。促进了我国制造业、勘探等行业的发展。但随着我国门户的逐渐开放.国内的工业机器人产业面临着越来越大的竞争与冲击。虽然我国机器人的需求量逐年增加,但目前生产的机器人还很难达到所要求的质量.很多机器人的关键部件还需要进口。所以目前来说。我国还处在一个机器人消费型的同家。 现在,我国从事机器人研发的单位有200多家,专业从事机器人产业开发的企业有50家以上。在众多专家的建议和规划下,“七五”期间由机电部主持,中央各部委、中科院及地方科研院所和大学参加,国家投入相当资金,进行了工业机器人基础技术、基础元器件、工业机器人整机及应用工程的开发研究。“九五”期间,在国家“863”高技术计划项目的支持下,沈阳新松机器人自动化股份有限公司、哈尔滨博实自动化设备有限责任公司、上海机电一体化工程公司、北京机械工业自动化所、四川绵阳思维焊接自动化设备有限公司等确立为智能机器人主题产业基地。此外,还有上海富安工厂自动化公司、哈尔滨焊接研究所、国家机械局机械研究院及北京机电研究所、首钢莫托曼公司、安川北科公司、奇瑞汽车股份有限公司等都以其研发生产的特色机器人或应用工程项目而活跃在当今我国工业机器人市场上。 1.2机器人分类 随着科学技术的不断进步,我国工业机器人已经走上了自主研发阶段,这样标志着我国工业自动化走向了新的里程碑按照工业机器人的关键技术发展过程其可分为三代:第一代是示教再现机器人,主要由机器人本体、运动控制器和示教盒组成,操作过程比较简单。第一代机器人使用示教盒在线示教编程,并保存示教信息。当机器人自动运行时,由运动控制器解析并执行存储的示教程序,使机器人实现预定动作。这类机器人通常采用点到点运动,连续轨迹再现的控制方法,可以完成直线和圆弧的连续轨迹运动,然而复杂曲线的运动则由多段圆弧和直线组合而成。由于操作的容易性、可视性强,所以在当前工业中应用最多。

机器人发展概况

目录 (一)、机器人运动系统的组成、基本结构 (1) 1、驱动系统 (2) 2、感受系统 (2) 3、机器人——环境交互系统 (3) 4、人机交互系统 (3) 5、控制系统 (3) 6、机械传动结构 (3) (二)、国内外机器人厂家的对比 (4) 1、技术差距 (4) 2、品牌厂家 (5) 3、产品系列 (5) 4、产品价格及成本 (8) (三)机器人控制的智能化、网络化发展 (9) 1、国产机器人的发展状况 (9) 2、应用市场和产品类型的变化 (10) 3、高端智能化机器人将成重点 (11)

智能机器人运动控制系统的综述及发展摘要:本文简述了机器人控制系统,讨论了该系统的分类。综述了机器人控制系统最新的研究内容和成果,调研了机器人控制系统的市场应用。发现,机器人在工业、国防、科研、教育以及人们的日常生活等诸多领域都已广泛应用,并向着标准化、模块化、智能化不展。 关键词:机器人控制系统研究市场 (一)、机器人运动系统的组成、基本结构如图1和图2所示,机器人由机械部分、传感部分、控制部分三大部分组成。这三大部分可以分成驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人—环境交互系统六个子系统。

图1 机器人的基本结构示意图 图2 机器人基本组成示意图 1、驱动系统 要使机器人运作起来,各需各个关节即每个运动自由度安置传动装置。这就是驱动系统。驱动系统可以是液压传动、气压传动、电动传动、或者把它们结合起来应用综合系统,可以是直接驱动或者通过同步带、链条、轮系、谐波齿轮等机械传动机构进行间接传动。 2、感受系统 它由内部传感器模块和外部传感器模块组成,获取内部和外部环境状态中有意义的信息。智能化传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能化水准。人类的感受系统对感知外部世界信息是极其灵巧

2018年我国工业机器人行业现状及发展趋势分析

2018年我国工业机器人行业现状及发展趋势分析 2017年全球工业机器人销量34.6万台,同比+17.6%,预计至2020年达到52.1万台。2017年中国销量占比30%以上。全球工业机器人销量保持加速增长,中国占比逐步提高。 数据来源:公开资料整理 相关报告:智研咨询发布的《2018-2024年中国工业机器人行业市场深度调研及未来发展趋势报告》 2017年中国机器人产量13.1万台,同比+81%,预期2018-2020年中国工业机器人产量年化增速20%-30%。3C消费电子需求占比提高明显,预期近两年将代替汽车成为工业机器人销量第一大领域。

全球专业服务机器人销量及增速 数据来源:公开资料整理 2016年全球专业服务机器人销量59706台,同比+24%,销售额47亿美元,同比+2%。2017年全球专业服务机器人约销量78700台,预计2018-2020年40万台销量空间,268亿美元销售额空间,销量与销售额增速保持年均20%-25%。 “量看物流机器人+价看医疗机器人” 数据来源:公开资料整理

数据来源:公开资料整理 2016年,物流机器人销量2.54万台,占比42.5%销量最大,销售额9.92亿,占销售额21.1%;预计2018-2020年销量18.97万台,对应58.45亿美元市场空间。2016年,医疗机器人销量1600台,销售额16.12亿美元最大,占比34.3%,单价超100万美元;预计2018-2020年将有约77.48亿美元市场空间。 对于工业机器人,中国总体上是净进口国,依赖进口国际高端品牌以满足国内市场需求。国内机器人企业在上游核心零部件、中游本体及下游集成应用等方向正多点寻求突破,我们认为专业化的集成应用领域有望成为突破口。

智能机器人的现状和发展趋势

智能移动机器人的现状和发展 姓名 学号 班级:

智能移动机器人的现状及其发展 摘要:本文扼要地介绍了智能移动机器人技术的发展现状,以及世界各国智能移动机器人的发展水平,然后介绍了智能移动机器人的分类,从几个典型的方面介绍了智能移动机器人在各行各业的广泛应用,讨论了智能移动机器人的发展趋势以及对未来技术的展望,最后提出了自己的建议和设想,分析我国在智能移动机器人方面发展并提出期望。 关键词:智能移动机器人;发展现状;应用;趋势 1引言 机器人是一种可编程和多功能的,用来搬运材料、零件、工具的操作机,或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。智能移动机器人则是一个在感知 - 思维 - 效应方面全面模拟人的机器系统,外形不一定像人。它是人工智能技术的综合试验场,可以全面地考察人工智能各个领域的技术,研究它们相互之间的关系。还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。一部智能移动机器人应该具备三方面的能力:感知环境的能力、执行某种任务而对环境施加影响的能力和把感知与行动联系起来的能 力。智能移动机器人与工业机器人的根本区别在于,智能移动机器人具有感知功 能与识别、判断及规划功能[1] 。 随着智能移动机器人的应用领域的扩大,人们期望智能移动机器人在更多领 域为人类服务,代替人类完成更复杂的工作。然而,智能移动机器人所处的环境 往往是未知的、很难预测。智能移动机器人所要完成的工作任务也越来越复杂; 对智能移动机器人行为进行人工分析、设计也变得越来越困难。目前,国内外对 智能移动机器人的研究不断深入。 本文对智能移动机器人的现状和发展趋势进行了综述,分析了国内外的智能 移动机器人的发展,讨论了智能移动机器人在发展中存在的问题,最后提出了对 智能移动机器人发展的一些设想。 1

国内外机器人发展现状及发展动向

国外机器人发展现状及发展动向 一、全球机器人行业现状 (一)全球机器人行业现状 1、行业发展:增长态势延续 (1)预计2017年全球工业机器人销售量25万台 从2008年第四季度起,全球金融风暴导致工业机器人的销量急剧下滑。2010年全球工业机器人市场逐渐由2009年的谷底恢复。 2011年是全球工业机器人市场自1961年以来的行业顶峰,全年销售达16.6万台。2012年全球工业机器人销量为15.9万台,略有回落,主要原因是电气电子工业领域的销量有所下滑,但汽车工业机器人销量延续增长态势。 随着全球制造业产能自动化水平提升,特别是中国制造业升级,我们估计到2017年全球工业机器人销量达到25万台,年复合增长率9.5%. (2)预计到2017年全球工业机器人市场容量2700亿 2012年全球机器人本体市场容量为530亿元,本体加集成市场容量按本体大约三倍算,估计1600亿元。 估计2013年至2017年,包含本体和集成在的全球工业机器人市场,年复合增长率约为11%。预计2017年全球工业机器人市场容量将达到2700亿元。 (3)预计到2017年全球服务机器人市场容量接近500亿 根据IFR数据,2012年全球个人(或家庭)用服务机器人市场容量为73亿元,公共服务机器人市场容量为208亿元。目前看公共服务机器人产业化走在前面,市场容量更大。 预计2013-2017年个人(或家庭)用服务机器人市场容量增长率为7%,公共服务机器人市场容量年均复合增长率为17%。到2017年,全球服务机器人市场容量将接近500亿元。如果智能家居算是广义的服务机器人,服务机器人市场容量会大很多。 2、全球机器人行业布局:日欧产业优势明显,中国市场潜力巨大 (1)工业机器人市场销量与存量 全球工业机器人本体市场以中欧美日为主。日、美、德、韩、中五国存量占全球比例达71.24%,销量达69.92%。 截至2012年底,全球机器人累计销量达到247万台。机器人平均使用寿命为12年,最长15年。估计现在全球机器人存量在120万台-150万台之间。 分区域看,亚洲/澳洲增幅达到9%。亚洲增幅主要由中国需求拉动,因为中国2012年工业机器人销量增幅达到30%。 分生产地和消费地看,日本是唯一的工业机器人净出口国,拥有全球最大的机器人产能,占据全球机器人产量的66%。机器人消费地最大的区域是除日本以外的亚洲地区,占比约34%,而且是以中国市场为主。 (2)全球工业机器人与机床行业销量的对比 工业机器人销量占机床销量比反映各国机器人使用情况。这个比例的上升在一定程度上代表着这个国家机器人普及水平的提升。我们给出美日德中四国的机器人销量占机床销量比,从这个数据和历年的变化趋势看各国机器人行业的发展状况。 美日德三国的机器人销量占机床销量比稳定在一定区间(15%-25%),表明这

机器人研究现状及发展趋势

机器人发展历史、现状、应用、及发展 趋势 院系:信息工程学院 专业:电子信息工程 姓名:王炳乾

机器人发展历史、现状、应用、及发展趋势 摘要:随着计算机技术不断向智能化方向发展,机器人应用领域的不断扩展和深化,机器人已成为一种高新技术产业,为工业自动化发挥了巨大作用,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。文章介绍了机器人的国内国外的发展历史、状况、应用、并对机器人的发展趋势作了预测。 关键词:机器人;发展;现状;应用;发展趋势。 1.机器人的发展史 1662年,日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶并公开表演。 1738年,法国技师杰克·戴·瓦克逊发明了机器鸭,它会嘎嘎叫、进食和游泳。 1773年,瑞士钟表匠杰克·道罗斯发明了能书写、演奏的玩偶,其体内全是齿轮和发条。它们手执画笔、颜料、墨水瓶,在欧洲很受青睐。 保存至今的、最早的机器人是瑞士的努萨蒂尔历史博物馆里少女形象的玩偶,有200年历史。她可以用风琴演奏。 1893年,在机械实物制造方面,发明家摩尔制造了“蒸汽人”,它靠蒸汽驱动行走。 20世纪以后,机器人的研究与开发情况更好,实用机器人问世。 1927年,美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”。它是电动机器人,装有无线电发报机。 1959年第一台可以编程、画坐标的工业机器人在美国诞生。 现代机器人 有关现代机器人的研究始于20世纪中期,计算机以及自动化技术的发展、原子能的开发利用是前提条件。1946年,第一台数字电子计算机问世。随后,计算机大批量生产的需要推动了自动化技术的发展。1952年,数控机床诞生,随后相关研究不断深入;同时,各国原子能实验室需要代替人类处理放射性物质的机械。

2020年工业机器人的现状与发展趋势(精)

工业机器人的现状与发展趋势 第一台Unimate型Robot在美国问世至今已45年了,机器人技术正在以超乎一般人所预料的速度向前发展,对机器人这一概念的理解及定义也在变化。1984年末著名科学家钱学森指出:“所谓机器人,就是指那些有特定功能的自动机,它是机电一体化的,具有人工智能因素的20世纪80年代高技术,是新技术革命的重要内容之一。”这是最有权威和精辟归纳的定义,也为20年来的实践所证实其远见卓识。机器人是人类20世纪的重大发明之一。据国外专家预测,2l世纪将是机器人技术革命的世纪,机器人作为全面延伸和扩展人的体力和智力的手段将实现“当代最高意义上的自动化”。机器人的应用和普及正在改变人类的生产方式、生活方式和作战方式。在非常规和极端制造过程中,工业机器人是不可缺少的自动化装备。 一、国外工业机器人的现状及发展趋势 (一国外工业机器人的现状 机器人是最典型的机电一体化数字化装备,技术附加值很高,应用范围很广,作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。国外专家预测,机器人产业是继汽车、计算机之后出现的新的大型高技术产业。据国际机器人联合会(IFR统计,世界机器人市场前景看好,从20世纪下半叶起,世界机器人产业一直保持着稳步增长的良好势头。进入90年代,机器人产品发展速度加快,年增长率平均在10%左右,2000年增长率上升到15%,预计21世纪初,工作在各领域的工业机器人将突破100万台。正如《2l世纪日本创建机器人社会技术发展战略报告》指出,“机器人技术(RT与信息技术(IT一样,在强化产业竞争力方面是极为重要的战略高技术领域。培育未来机器人产业是支撑2l世纪日本产业竞争力的产业战略之一,具有非常重要的意义。”最近,韩国也将智能机器人作为十大战略产业之一列入国家发展规划(2003~2007年,现正在实施中。 机器人广泛应用于各行各业。主要进行焊接、装配、搬运、加工、喷涂、码垛等复杂作业。目前,全球现役工业机器人83万台。过去10年,机器人的价格降低约80%,现在继续下降,而欧美劳动力成本上涨了40%。现役机器人的平均寿命在10年

服务机器人行业现状及发展趋势分析

报告编号:1657362

行业市场研究属于企业战略研究范畴,作为当前应用最为广泛的咨询服务,其研究成果以报告形式呈现,通常包含以下内容: 一份专业的行业研究报告,注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况,旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。 一份有价值的行业研究报告,可以完成对行业系统、完整的调研分析工作,使决策者在阅读完行业研究报告后,能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势,确保了决策方向的正确性和科学性。 中国产业调研网基于多年来对客户需求的深入了解,全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景,注重信息的时效性,从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。

一、基本信息 报告名称: 报告编号:1657362←咨询时,请说明此编号。 优惠价:¥8280 元可开具增值税专用发票 网上阅读: 温馨提示:如需英文、日文等其他语言版本,请与我们联系。 二、内容介绍 根据国际机器人联合会的定义,服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人,它能帮助人类完成除生产制造加工过程以外的设备。服务机器人包括专用服务机器人和家用服务机器人。其中专用服务机器人是指在特殊环境下作业的机器人,如核电站事故检测与处理机器人、极地科考机器人、反恐防暴机器人、军用机器人、救援机器人等;家用服务机器人是指服务于人的机器人,如助老助残机器人、康复机器人、清洁机器人、护理机器人、医疗机器人、教育娱乐机器人等。 目前,世界上至少有48个国家在发展机器人,其中25个涉足服务型机器人开发。在服务机器人领域,发展处于前列的国家主要是日本、韩国、美国和德国。清洁是服务机器人应用最广泛的领域之一,主要应用有家用吸尘器、公共建筑地板清洗机和大型建筑物的擦窗机器人和外墙清洗机器人等。2012年全球家务机器人销量达到196万台,同比增长15%,预计到2015年全球家务机器人销量将达到300万台。 我国在服务机器人领域的研发与日本、美国等国家相比起步较晚,但在国家863计划的支持下,我国在服务机器人研究和产品研发方面已开展了大量工作并取得一定的成果。我国服务机器人产业发展较好的地区主要集中在北京、上海、深圳、浙江、沈阳、哈尔滨、广州、江苏、西安等地。 2012年4月,中国科技部正式印发了《服务机器人科技发展“十三五”专项规划》,提出“十三五”服务机器人重点专项安排公共安全机器人、仿生机器人平台、医疗康复机器人和模块化核心部件等4个方面任务。 据中国产业调研网发布的2015-2020年中国服务机器人行业现状研究分析及市场前景预测报告显示,纵观国内外服务机器人的发展,可以发现服务机器人在我国具有广阔的市场空间。随着城市化进程加速、人口老龄化和人口素质的提高,服务机器人的商业

工业机器人研究现状及发展趋势_曹文祥

2011/2 机械制造49卷第558期 纵观历史研究文献,国内外对工业机器人的研究热点问题主要分为3个方面:仿生机器人与新型机构、机器人的定位与地图创建、机器人-环境交互。本文将分别就以上3方面对研究现状进行简要分析,并对工业机器人的发展趋势作了预测。 1工业机器人的发展历程 自1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的 概念以来,工业机器人就得以不断地发展。概括起来,工业机器人的发展历程为3代: 第1代:示教再现型机器人,但不具备反馈能力。如郭勇等人[1]研制的挖掘机手柄自动操作机构,该机构结构简单,能够实现动作示教再现。 第2代:有感觉的机器人,不仅具有内部传感器,而且具有外部传感器,能获得外部环境信息。如P.l Liljeb.ck 等人研制的蛇形机器人就装有内部测转速的 传感器,以及外部测力的传感器,该机器人能够在不规则环境中具有一定的运动能力。 第3代:智能机器人。定义为“可自动控制的装置,能理解指示命令,感知环境,识别对象,规划自身操作程序来完成任务”。如John Vannoy 等人采用实时可适应性的运动规划(RAMP )算法的PUMA560机械臂,它能在复杂动态环境中自动识别来自不同方向的移动或静止的障碍物,主动规划路径,进而完成预定任务。 2 国外工业机器人的研究现状 2.1 仿生机器人与新型机构 对人的研究,国外侧重于对人行走时的步态分析, 通过对人脚形状的分析,得出具有圆形截面的脚趾和脚后跟以及具有扁平截面的连接脚趾和脚后跟的中间 部分具有最佳的动力学性能。对人形机器人步态规划问题,Xia Zeyang 等人提出了一种基于样品的决定性的脚步规划方法,该方法综合考虑了自身独特的运动能力和稳定性。对于在不同类型障碍的复杂环境中脚步规划,Yasar Ayaz 采用与人走近障碍物时绕过的方法,通过脚步实时的生成成功避开障碍物。此外,对于双足步行机器人的复杂地面运动的研究也有新的进展,研究出一种新型的双足机构,能实现不平区域稳定地行走,该足由4个分别带光学传感器的鞋钉组成,总重1.5kg 。对动物的研究则表现为对诸如蛇、鱼的结构以及运动性能的研究。仿蛇机器人不仅可以作为管道检测装置,也可以作为地震或矿难探索装置,更可以当作极地探测器来进行科研活动。Shigeo 和Hiroya Yamada 就将仿蛇机器人的机械结构分为5种类型:活 动的弯曲关节式;活动的弯曲和拉伸关节式;活动的弯曲关节和活动的车轮式;被动弯曲关节和活动车轮式;活动的弯曲关节和履带式。Aksel Andreas Transeth 等采用摩擦力模型方法建立了一蛇形机器人模型,该机器人能与包括地面的障碍物以外的物体接触,对地震或矿区救援很有帮助。Kristin Y.Pettersen 等人对蛇形机器人在存在障碍物环境中运动进行了复合建模,仿真结构证明该模型能实现不规则环境中的一般运动。但蛇形机器人目前要真正达到在复杂环境中畅通无阻地运动,还有待进一步研究。对海洋的开发,相对于其它的水下自动化装置,仿生鱼具有更好的推进力和流体适应性。其研究主要体现在结构和运动特性上。Jun Gao 和K.H.Low 等人对胸鳍驱动和尾鳍驱动鱼形机器 人进行了分析,讨论了鱼结构和运动各参数的关系。 Yu Zhong 等人对由阀体与尾鳍构成的机器人鱼的运 动性能进行了研究,采用量纲分析方法,建立了一种能预测运动的机器鱼模型。Giuseppe Tortora 等人设计了 工业机器人研究现状及发展趋势 □ 曹文祥 □ 冯雪梅 武汉理工大学机电工程学院 武汉 430070 摘 要:作为最典型的机电一体化的高科技装备,工业机器人得到了非常广泛的应用。综述了国内外工业机器人的 研究热点现状,并预测了其发展趋势。 关键词:工业机器人现状 发展趋势 中图分类号:TP242.2 文献标识码:A 文章编号:1000-4998(2011)02-0041-03 Abstract:As the typical high-tech equipment of mechanoelectronic integration,industrial robots have been widely used.The current situation of research hot points of IR is presented and the developing trend forecasted. Key Words:Industrial Robot (IR)Current Situation Developing Trend 收稿日期:2010年9月 41

现阶段国内外机器人产业发展现状分析

机器人与智能装备产业是高度集成微电子、通信、计算机、人工智能、控制和图像处理等学科最新科研和产业成果的前沿高新技术产业,是拟建的江苏省(常州)工业技术研究院的服务的产业核心和研发的产业立足点。直接影响生活最优化和智能化的机器人技术是机器人与智能装备产业的技术核心,推进着未来机器人与智能装备领域的科技创新力和产业竞争力。 机器人技术是一种是以自动化技术和计算机技术为主体、有机融合各种现代信息技术的系统集成和应用。经过半个多世纪的发展,机器人技术在工业生产领域得到了广泛的应用,极大地提升了生产品质并成功解放了劳动力资源。作为高技术领域中重要的前沿技术之一,机器人技术具有前瞻性、先导性的特点,对学术研究、产业升级、培养创新意识、保障国家安全、引领未来经济社会的发展有着十分重要的作用。 目前,相关领域的技术突破,从根本上为提升机器人技术的学术研究提供了必要的支持,为机器人的应用范围拓宽了道路,已涵盖国防、航空航天、工业生产、服务、老人康复、教育甚至普通家庭生活,一场新的机器人技术研究高潮和发展契机业已到来。 机器人技术毫无疑问是未来的战略性高技术,充满机遇和挑战。 目前,国际上机器人市场大概有80亿至100亿,其中工业机器人占的比重最大。2025年,整个机器人市场将达到500亿,服务机器人从原来的300多万台增加到1200多万台,特种机器人(如:排爆机器人、医疗机器人等)的呼声也越来越高。另外,微软等IT企业,丰田、奔驰等汽车公司,甚至还有家具、卫生洁具企业都纷纷参与机器人的研制。 美国和日本多年来引领国际机器人的发展方向,代表着国际上机器人领域的最高科技水平。目前,日本除了比较关注特种机器人和服务机器人以外,还注重中间件的研制。然而,近年来日本基本上在做模仿性的工作,突破性技术比较少。而美国在机器人领域的技术开发方面,一直保持着世界领先地位。再有,美国主要做高附加值的产业,比如军用机器人,目前世界销售的9000台军用机器人之中,有60%来自美国。比如:美国最近研制成功的BigDog 军用机器人,能负重100公斤,行进速度跟人相当,每小时达到五公里,还能适应各种地形,即使是在侧面受到冲击时也能保持很好的系统稳定性。 在各种机器人中,工业机器人应用较早,发展最为成熟。同时,技术的不断进步一直在牵引着机器人学科的发展,使机器人的应用领域从工业机器人扩展到特种机器人和服务机器人等。机器人技术也正越来越深刻地影响着我们的生活。机器人不但将在工厂、实验室与人一起工作,还将在车站、机场、码头、交通路口为人们指引路径、回答问题、帮助行人。机器人还将步入千家万户,为老人端茶送水,护理伤病人等等。未来机器人将会越来越广泛地进入人类社会,人类对机器人的依赖会如同现时对待计算机一样,即使是短时间的离开都可能会造成很大不便。 机器人化是先进制造领域的重要标志和关键技术,针对先进制造业生产效率提高的诸多瓶颈问题,尤其是在汽车产业中,机器人得到了广泛的应用。如在毛坯制造(冲压、压铸、锻造等)、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中,机器人都已逐步取代了人工作业。目前汽车制造业是所有行业中人均拥有机器人密度最高的

机器人的定义、分类及发展概况---副本---副本

第一章绪论 1.1 机器人的定义、分类及发展概况 1.1.1 机器人的定义 机器人问世已有几十年,但没有一个统一的意见。原因之一是机器人还在发展,另一原因主要是因为机器人涉及到了人的概念,成为一个难以回答的哲学问题。也许正是由于机器人定义的模糊,才给了人们充分的想象和创造空间。 美国机器人协会( RIA) :一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的,通过程序动作来执行各种任务,并具有编程能力的多功能操作机 ( Manipulator )。 美国家标准局:一种能够进行编程并在自动控制下完成某些操作和移动作业任务或动作的机械装置。 1987 年国际标准化组织(ISO) 对工业机器人的定义:“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能,能完成各种作业的可编程操作机。 日本工业标准局:一种机械装置,在自动控制下,能够完成某些操作或者动作功能。

英国:貌似人的自动机,具有智力的和顺从于人的但不具有人格的机 KB 器。 中国:我国科学家对机器人的定义是:“机器人是一种自动化的机器,这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器”。 尽管各国定义不同,但基本上指明了作为“机器人”所具有的二个共同 点: 八、、? 是一种自动机械装置,可以在无人参与下,自动完成多种操作或动作功能,即具有通用性。 可以再编程,程序流程可变,即具有柔性(适应性)。 机器人集中了机械工程、材料科学、电子技术、计算机技术、自动控制理论及人工智能等多学科的最新研究成果,代表了机电一体化的最高成就,是当代科学技术发展最活跃的领域之一。 1.1.2 机器人的发展历史 1920年,捷克作家卡雷尔卡佩克发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器

国内外工业机器人发展现状

国内外工业机器人发展现状 近年,随着劳动力成本不断上涨,工业领域“机器换人”现象普遍工业机器人市场与产业也因此逐渐发展起来,高成本劳动力施压下,利用工业机器人转型智能制造成为发展趋势。同时,对于打造中国制造新优势,推动工业转型升级,加快制造强国建设,改善人民生活水平具有重要意义。 一、中国工业机器人的发展 目前,机器人产业正在全球范围内加速发展,2017年的全球工业机器人销量仍然以两位数大幅增长,销量全年或将达到28.5万台。2015年全球工业机器人销量同比增长12%,而全球正在使用的工业机器人已超过150万台。到2018年,其使用量将突破230万台,其中,140万台在亚洲,占比超过一半。 自2013年以来,中国已成为全球最大的机器人消费国。2014年消费5.6万台机器人,同比增长超55%,占全球总消费量的1/4,相较于2006年的5800台,猛增近10倍。2016年全年产量达7.2万台累计增长34.3%。中国的制造业正面临着向高端转变的挑战,工业机器人的发展成为其中非常关键的一个环节。在政策上,2016年推出了多个利好行业发展的新政法规,将工业机器人作为一大重要发展方向。 2017年中国工业机器人市场发展前景在政策等多方面的推动下,

预计到年末,中国机器人保有量将有超过40万台。未来将有越来越多的中国机器人供应商进入市场。外资和中国本土机器人供应商之间竞争将会越来越激烈。未来中国市场各种机器人的增长潜力巨大。另外,随着我国工业转型升级、劳动力成本不断攀升及机器人生产成本下降,未来“十三五”期间,机器人是重点发展对象之一,国内机器人产业正面临加速增长拐点。相对于服务机器人和商用机器人在国内市场还处于探索期,工业机器人有了一定的发展基础,目前正进入全面普及的阶段。预计到2021年末,我国工业机器人产量将达到11.15万台;销售量将达到23.04万台以及保有量将达到136.04万台。工业机器人未来在中国的发展潜力将是相当可观。 二、国内外工业机器人发展情况对比 在2008 年全球金融危机之后,工业机器人作为高端装备制造业的代表,再次受到了各国普遍重视。各国为提振本国制造业的竞争力,纷纷推出了机器人产业发展战略,加速布局及推动本国工业机器人产业发展。接下来从多个角度对美国、日本、德国、韩国、中国等5 个国家的工业机器人发展战略进行对比分析,梳理五国工业机器人产业发展战略的思路。 (1)五国机器人发展情况介绍 美国是工业机器人的诞生地,机器人研发历史最长,市场竞争充分,拥有许多创新能力强的机器人公司。美国《机器人商业评论》公布的2016 年度全球最具影响力50家机器人公司名单中,美国公司有

国内外机器人发展的现状及发展动向

国内外机器人发展的现状及发展动向 机器人技术毫无疑问是未来的战略性高技术,充满机遇和挑战。目前,国际上机器人市场大概有80亿至100亿,其中工业机器人占的比重最大。2025年,整个机器人市场将达到500亿,服务机器人从原来的300多万台增加到1200多万台,特种机器人(如:排爆机器人、医疗机器人等)的呼声也越来越高。另外,微软等IT企业,丰田、奔驰等汽车公司,甚至还有家具、卫生洁具企业都纷纷参与机器人的研制。 美国和日本多年来引领国际机器人的发展方向,代表着国际上机器人领域的最高科技水平。目前,日本除了比较关注特种机器人和服务机器人以外,还注重中间件的研制。然而,近年来日本基本上在做模仿性的工作,突破性技术比较少。而美国在机器人领域的技术开发方面,一直保持着世界领先地位。再有,美国主要做高附加值的产业,比如军用机器人,目前世界销售的9000台军用机器人之中,有60%来自美国。比如:美国最近研制成功的Big Dog军用机器人,能负重100公斤,行进速度跟人相当,每小时达到五公里,还能适应各种地形,即使是在侧面受到冲击时也能保持很好的系统稳定性。 在各种机器人中,工业机器人应用较早,发展最为成熟。同时,技术的不断进步一直在牵引着机器人学科的发展,使机器人的应用领域从工业机器人扩展到特种机器人和服务机器人等。机器人技术也正越来越深刻地影响着我们的生活。机器人不但将在工厂、实验室与人一起工作,还将在车站、机场、码头、交通路口为人们指引路径、回答问题、帮助行人。机器人还将步入千家万户,为老人端茶送水,护理伤病人等等。未来机器人将会越来越广泛地进入人类社会,人类对机器人的依赖会如同现时对待计算机一样,即使是短时间的离开都可能会造成很大不便。 机器人化是先进制造领域的重要标志和关键技术,针对先进制造业生产效率提高的诸多瓶颈问题,尤其是在汽车产业中,机器人得到了广泛的应用。如在毛坯制造(冲压、压铸、锻造等)、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中,机器人都已逐步取代了人工作业。目前汽车制

国内外机器人发展现状及发展动向

国内外机器人发展现状及发展动向 一、全球机器人行业现状 (一)全球机器人行业现状 1、行业发展:增长态势延续 (1)预计2017年全球工业机器人销售量25万台 从2008年第四季度起,全球金融风暴导致工业机器人的销量急剧下滑。2010年全球工业机器人市场逐渐由2009年的谷底恢复。 2011年是全球工业机器人市场自1961年以来的行业顶峰,全年销售达16.6万台。2012年全球工业机器人销量为15.9万台,略有回落,主要原因是电气电子工业领域的销量有所下滑,但汽车工业机器人销量延续增长态势。 随着全球制造业产能自动化水平提升,特别是中国制造业升级,我们估计到2017年全球工业机器人销量达到25万台,年复合增长率9.5%. (2)预计到2017年全球工业机器人市场容量2700亿 2012年全球机器人本体市场容量为530亿元,本体加集成市场容量按本体大约三倍算,估计1600亿元。 估计2013年至2017年,包含本体和集成在内的全球工业机器人市场,年复合增长率约为11%。预计2017年全球工业机器人市场容量将达到2700亿元。 (3)预计到2017年全球服务机器人市场容量接近500亿 根据IFR数据,2012年全球个人(或家庭)用服务机器人市场容量为73亿元,公共服务机器人市场容量为208亿元。目前看公共服务机器人产业化走在前面,市场容量更大。 预计2013-2017年个人(或家庭)用服务机器人市场容量增长率为7%,公共服务机器人市场容量年均复合增长率为17%。到2017年,全球服务机器人市场容量将接近500亿元。如果智能家居算是广义的服务机器人,服务机器人市场容量会大很多。 2、全球机器人行业布局:日欧产业优势明显,中国市场潜力巨大 (1)工业机器人市场销量与存量 全球工业机器人本体市场以中欧美日为主。日、美、德、韩、中五国存量占全球比例达71.24%,销量达69.92%。 截至2012年底,全球机器人累计销量达到247万台。机器人平均使用寿命为12年,最长15年。估计现在全球机器人存量在120万台-150万台之间。 分区域看,亚洲/澳洲增幅达到9%。亚洲增幅主要由中国需求拉动,因为中国2012年工业机器人销量增幅达到30%。 分生产地和消费地看,日本是唯一的工业机器人净出口国,拥有全球最大的机器人产能,占据全球机器人产量的66%。机器人消费地最大的区域是除日本以外的亚洲地区,占比约34%,而且是以中国市场为主。 (2)全球工业机器人与机床行业销量的对比 工业机器人销量占机床销量比反映各国机器人使用情况。这个比例的上升在一定程度上代表着这个国家机器人普及水平的提升。我们给出美日德中四国的机器人销量占机床销量比,从这个数据和历年的变化趋势看各国机器人行业的发展状况。 美日德三国的机器人销量占机床销量比稳定在一定区间内(15%-25%),表明

仿人机器人发展概况-调查

仿人机器人发展概况 摘要:介绍了国内外仿人机器人的发展特点,以行走机构为主要内容详细分析了日本、美国等几种仿人机器人的主要技术及其技术指标,根据国外的样机设计,分析了仿人机器人的控制设计中的一些问题,就国外仿人机器人发展对中国仿人机器人发展的差异提出了看法。 关键词: 仿人机器人,技术,双足步行 1概述 仿人机器人在过去的10多年特别是近5年中发展迅猛,自从有关综述文章发表以来,情况有了很大改变。 行走机构是仿人机器人的关键技术,对于仿人机器人的研究是从对行走机构的研究开始的,日本旱稻田大学在1973年研制成功了最早具有记载的双足步行人形机构WABOT-1。本文重点论述世界范围内仿人机器人的近期发展,对行走机构的发展做重点介绍。 2 仿人机器人近期发展特点 现如今,世界各个国家都进行仿人机器人的研究,据韩国的一个经常更新的仿人机器人网站统计,2005年3月5日,世界上共有76各仿人机器人项目正在进行中,其中日本36个,美国10个,韩国7个,英国4个,中国3个,瑞典2个,澳大利亚、泰国、新加坡、保加利亚、伊朗、意大利、奥地利、俄罗斯等国各有1个,从统计数字可以看出当时日本在此领域的领先地位及其他各国的竞争实力。 2005年2月18日出版的《科学》杂志上介绍了一种全新的行走机构,康奈尔大学、麻省理工学院和荷兰Delft理工大学的研究人员分别展示了基于这种行走机构的样机。

这种行走机构的概念来自一个简单的玩具:行走企鹅。这个企鹅臀部有两个没有动力的关节分别支撑两条直腿,该企鹅可以沿着斜坡摇摇晃晃的行走而下,这就是被动动力行走者。问题是在平地上企鹅不会行走,研究人员贡献在于设计了仅用少量驱动器就可以在平地上行走的行走机构。以Asimo为代表的传统仿人机器人每一个关节都用一个驱动器。新行走机构则不同,它的关节分为有驱动和无驱动两种,以康奈尔的设计为例,机器人每条腿的自由度为5个(臀1,膝2,踝2),其中只有一个踝关节用电机驱动,其他都是被动的,双手摆动各有一个自由度,通过机械结构由双腿带动,左腿带动右臂,右腿带动左臂。走动时,感知到左足触地时,右踝驱动右足踢开地面,使右腿摆动至左腿前方,完成一步,反之亦然。新行走机构的特点是节省能源,据说只需要通常行走机构的十分之一的动力,另外,新型步行机器人走路时一起一伏,跟人没什么两样。Delft设计和康奈尔的设计大致相同,只是采用气动驱动,MIT的设计则为每条腿有6个自由度,其中两个踝部关节用电机驱动,其他都是被动的。从录像看,康奈尔和Delft的机器人的行走姿态是令人满意的,但似乎它们只能有一种走法.不象每个关节都采用独立驱动方式的传统仿人机器人那样可以通过编程获得不同的步态.至于MIT模型,虽然采用了先进的控制方法,但其蹒跚的步态令观看者对其机构设计难以接受.实际上,研究者不止以上3家,日本Asano等人的被动动力步行模型基于能量约束并考虑了ZMP判据。 传统行走机构的研究继续瞄准动作的质量。本田提出新一代Asimo的步行速度要增加到2.5公里/小时,跑步速度增加到3公里/时,主要措施是添加腰部关节以在行进时扭摆.太极拳要求动作连贯均匀,协调完整.打太极拳是对仿人机器人动作质量的最好检验.各公司和业余爱好者正在寻找更好的设计和控制,以便在今后的机器人太极拳比赛中一决高低。探讨人类行走和奔跑时的各种动作方式。研究仿人机器人动态步行控制方法是研究重点2004年底前,本田公司宣布了新一代Asimo计划,寻求更强的行动能力,更佳的与人沟通,以及在真实世界中更机敏的反应能力。ZMP判据仍是二足步行机器人各种控制方法的基本依据.最早提出ZMP判据的南斯拉夫学者Vukobratovic最近对ZMP判据35年来的发展作了总结,Lim和他的同事除了以仿人机器人上身躯干的摆动来补偿下

工业机器人的现状及发展趋势

工业机器人的现状及发展趋势

工业机器人的现状及发展趋势

工业机器人的现状及发展趋势 1 引言 机器人学是一门综合性的新兴学科,它涉及机械工程学、电气工程学、微电了工程学、计算机工程学、控制工程学、信息传感工程学、声学工程学、仿生学以及人工智能工程学等多门尖端学科。工业机器人是机器人学的一个分支,它代表了机电一体化的最高成就。随着科学技术的不断发展,工业机器人己成为柔性制造系统(F M })、自动化工厂(FA)、计算机集成制造系统(CIM S)的自动化工具。广泛采用工业机器人,不仅可提高产品的质量与数量,而目对保障人身安全,改善劳动环境,减轻劳动强度,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低生产成本,对促进我国制造业的崛起,有着十分重要的意义。 2工业机器人的发展现状 2.1国外工业机器人的发展现状 自1962年美国推出世界上第一台Unimate型和Versatra型工业机器人以来,机器人在工业发达国家得到了迅速发展。根据国际工业机器人联合会(IFR)前儿年的预测,到2000年全世界工业机器人的总数将达到82万台,比1996年增加24%。其中,日本将拥有42万台,占全世界机器人总数的50%左右,继续保持“机器人王国”地位。除日本外,世界上还有许多工业发达国家,如美国、前苏联和西欧一些国家的机器人产业也发展得很快。例如,在美国,1970-1980年间的机器人台数增加20倍以上。尽管美国所拥有的机器人在台数上不如日本,但其技术水平较高,占有一定的优势。到1998年,美国拥有8

万多台机器人,德国为7万多台,分别占世界机器人总数的15%和13%左右,排名世界第2位和第3位。在亚洲,韩国的机器人产业发展迅速,现排名世界第5位;而日本、韩国和新加坡的机器人密度(即制造业中每万名雇员占有的工业机器人数量)居世界第1-3位,包揽了前三名。西欧的意大利、法国、英国和东欧的匈牙利、波兰、南斯拉夫以及北美的加拿大等,机器人制造业及应用机器人的情况都有很大发展。表1显示了世界现役机器人台数和预测台数,从中可以看出近几年世界工业机器人的发展状况。 2.2国内工业机器人的发展现状 我国工业机器人起步于20世纪70年代初期,经过30多年的发展,大致可分为3个阶段:70年代的萌芽期,80年代的开发期,90年代的实用化期。在高技术发展的推动下,随着改革开放方针的实施,我国机器人技术的发展得到政府的重视和支持。在80年代中期,国家组织了对工业机器人需求的行业调研,结果表明,对第一代工业机器人的需求主要集中在汽车行业(占总需求的60%一70% )。在众多专家的建议和规划下,于“七五”期间,由机电部主持,中央各部委、中科院及地方科研院所和大学参加,国家投入相当资金,进行了工业机器人基础技术、基础元器件、几类工业机器人整机及应用工程的开发研究。经过五年攻关,完成了示教再现式工业机器人成套技术(包括机械手、控制系统、驱动转动单元、测试系统的设计、制造、应用和小批量生产的工艺技术等)的开发,

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