医疗机器人发展概况
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医疗机器人发展概况
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一研究现状
医疗机器人技术是集医学、生物力学、机械学、机械力学、材料学、计算机图形学、计算机视觉、数学分析、机器人等诸多学科为一体的新型交叉研究领域, 已经成为国际机器人领域的一个研究热点。目前,先进机器人技术在医疗外科手术规划模拟微损伤精确定位操作、无损伤诊断与检测、新型手术医学治疗方法等方面得到了广泛的应用,这不仅促进了传统医学的革命,也带动了新技术新理论的发展。
目前, 医疗机器人的研制主要集中在外科手术、康复和医院服务机器人系统等几个方面。其中机器人用于康复领域包括助残和老人看护等,研究领域主要包括康复机械手、智能轮椅,以及家庭和单位之间的交互设备及智能控制界面等。
二应用现状
目前,医疗机器人的实际应用主要集中在外科手术领域,机器人做手术十分精确,一个神经外科大夫的误差精度能达到2毫米,而机器人的精度可以很容易的达到微米级,在追求 MIS 的今天, 其好处是不言而喻的,因此得到了广泛的研究和应用, 目前已经商品化的产品包括TOBODOC、AESOP、ZEUS和Da vinci等系统, 在各种外科手术中得到了广泛的应用。如TOBODOC 辅助外科手术系统在德国、澳大利亚、西班牙、法国、英国、瑞士、中东、日本、韩国、印度等多个国家和地区都有应用,在日本大学和医院里就有7台。而在世界范围内有近 500 台AESOP 机器人在 MIS 中得到应用, 每年完成数万例手术 ZEUS 系统在美国和欧洲的应用也十分广泛。
经过十年来的努力医疗机器人已经在脑神经外科、心脏修复、胆囊摘除手术、人工关节置换、整形外科、泌尿科手术等方面得到了广泛的应用在提高手术效果和精度的同时也不断开创新的手术并向其它领域扩展。
三未来发展
医疗器械未来的最终方向一定是智能化，而医疗机器人则是医疗器械智能化前进的最终方向。据预测，2020年全球医疗器械市场将达到5140亿美元，其中医疗机器人占医疗器械市场的比重将越来越大。我国医疗机器人目前仍处于研发或临床试验阶段，整体发展水平不高，还未实现医疗机器人产业规模化。有待持续发展。
随着技术的发展机器人将向医疗的各个领域渗透将涵盖包括外科手术、医院服务、助残、家庭看护和康复等的所有层面，开创临床医学的新天地。各种新型医用机器人机构、新型手术工具、医学图像采集和处理技术、远程信息传输技术、智能传感器、智能轮椅、智能康复设备及其它相关技术等仍是研究热点。此外用于人体可视化建模和仿真提供更好的了解人体生理组织和结构的生物机器人BioroboticsD 将得到更深入的发展。
目前生物机器人还没有确切的定义但一般认为应具有复杂感觉和智如行走、抓取、视觉、触觉等。值得注意的是随着微型机电技术的不断深入发展研究微小型机器人甚至纳米机器人已经不再是梦想并具有很好的发展前景。它可以直接进
入人体器官内部进行工作完成组织取样、疏通血管、药物放置细胞操作等普通医疗技术和手段无法完成的工作。
国外目前正在研制和开发体内自主行走式诊断治疗、体内微细手术、体内药物直接投放微形外科手术机器人这种机器人由医生用注射器将其推入人体内部，然后由该系统所携带的微生物传感器对人体组织进行检测，并把信号传送到，系统信息处理中心进行分析处理。当发现有病变组织时控制中心即发出信号由微型手术机器人对病变组织进行直接手术治疗和药物注射治疗。尽管这些工作才刚刚开始但已经取得了一些令人振奋的成果。
四结论
由于机器人在手术的准确性、可靠性和精确性上大大超过了外科医生机器人技术已经在医疗领域得到了长足的发展,并取得了很好的临床效果，但由于一些原因, 尤其是心理(医疗机器人被医生视为是竞争者,被一些患者视为危险事物)和其他一些非技术原因(比如许可证的发放等),仍有很长的路要走。但随着技术的进步和人们认识的转变,以及令人神往的医疗效果和巨大商业利益的驱使, 各种医疗机器人及其辅助医疗技术将得到更深入而广泛的研究和应用, 其前景将是非常广阔。
五参考文献
1.景扶苇, 王伯华. 医用手术机器人. 机器人技术与应用,2001
2.陈寅, 林良明等. 微机电系统在最小创伤外科手术中的应用. 医疗卫生装
备, 1999
3.张西正，侍才洪，李瑞欣等．医疗机器人的研究与进展．中国医学设备，2009
4.郑海洋，马磊，张译寒等．医疗机器人的手术应用研究．装备制造技术2013
5.侯小丽，马明所．医疗机器人的研究与进展．中国医疗器械信息，2010
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
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
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
康复机器人行业发展现状分析 一、市场发展现状 中投顾问在《2016-2020年中国医疗机器人产业深度调研及投资前景预测报告》中表示，康复机器人是辅助人体完成肢体动作，实现助残行走、康复治疗、负重行走、减轻劳动强度等功能的一种医用机器人。我们认为康复机器人的下游市场可被认为是一种特殊环境下的“可穿戴设备”，在应用技术突破后的市场需求量巨大，未来几年产业增长速度将超过整体医用机器人市场的增长速度。预测康复机器人市场将从2015年的4300万美元增长至2020年的18亿美元。 图表2015-2020年康复机器人市场（包含外骨骼机器人） 数据来源：中投顾问产业研究中心 二、供需缺口巨大 中投顾问在《2016-2020年中国医疗机器人产业深度调研及投资前景预测报告》中表示，肢体残疾主要由骨关节病、脊髓损伤和脑血管疾病等造成。大量存在的骨关节疾病，其疼痛和功能障碍会导致行走能力、劳动力丧失，甚至致残，60岁以上的老年人55%的人患有该病。脊髓损伤主要是由交通事故造成，轻者使损伤者行走能力减弱，重则瘫痪。脑血管疾病是神经系统疾病的常见病，其中以脑卒中患者居多。脑卒中是死亡率最高的三大疾病之一，85%的脑卒中患者会出现侧肢体运动功能障碍。据专家估计每年我国脑血病新发患者超过200万人。 我国肢体残疾基数庞大，且人数仍在递增。相较于1987年第一次全国残疾人抽样调查数据，2006年第二次抽样调查数据表示，残疾类别结构发生改变，肢体残疾人数大幅增加，肢体残疾人数从1987年的755万上升到2006年的2412万，占残疾总人口比重为29.07%，是残疾的最主要类型。另外，由于我国残疾标
准较为严格，与发达国家相比，残疾人比例相对较低，国际社会公认的全球残疾人比例约为全球总人口的10%，2006年我国的残疾人口比例约为6.34%，因此我国目前的残疾人数可能存在一定的低估。根据第六次全国人口普查的总人数，以及第二次全国残疾人抽样调查残疾人占比，推算2010年末我国残疾人总人数8502万人中，肢体残疾2472万人。 图表肢体残疾人数增长情况 数据来源：中投顾问产业研究中心 人口老龄化增加了致残几率和残疾人的数量，残疾人年龄结构呈倒金字塔型，年龄越大，比重越高。老年人由于生理机能衰退，脑血管疾病、骨关节病、痴呆等发病率和致残几率增高。 我国已步入老龄化进程，老年人口占比不断攀升。2014年我国65岁以上老年人口数达到1.38亿，所占人口比重不断攀升，达到10.1%；老年人抚养比在2014年达到13.7%，维持不断增加的趋势；少儿抚养比下降伴随着因计划生育和经济增长带来的人口出生率下降。伴随着老龄化过程中的生理衰退是老年人四肢的灵活性下降，并且，在老年人群体中存在大量的心脑血管疾病或神经系统疾病患者，且多数患者存在偏瘫症状。
医疗手术机器人发展研究报告
投资要点 ●2021 年，全球手术机器人市场规模预计将达到200 亿美元。手术机器人 市场规模在2014 年为32 亿美元，目前北美市场目前为最大市场，而由于政府医疗投入加大，医疗系统重组和人们对微创手术意识加强，未来市场 重心将逐渐往亚洲市场转移。 ●达芬奇手术机器人是目前全球最成功及应用最广泛的手术机器人，也代表 着当今手术机器人最高水平。由总部位于美国加利福尼亚州阳光谷1995 年成立的直觉手术机器人公司（Intuitive Surgical）自行设计、生产及销售。 主要由3 个部分组成：1、医生控制系统；2、三维成像视频影像平台；3、机械臂，摄像臂和手术器械组成移动平台。它有三个关键核心技术：可自由运动的手臂腕部EndoWrist、3D 高清影像技术、主控台的人机交互设计。截止2016 年上半年，达芬奇系统全球累计安装3745 台，全球共完成达芬 奇手术300 万例，其中2015 年全球共65.2 万例，同比增长14%。 ●Intuitive Surgical Devices Inc（直觉外科公司）成立于1995 年，公司盈利 状况良好。2016 年上半年，公司总资产57.81 亿美元，实现营业收入12.65 亿元，较上年同期增长13.09%。实现净利润3.21 亿美元，较去年同期上涨38.62%。公司主营业务为产品销售与服务，产品销售主要是系统及仪器与配件的销售。 ●手术机器人系统开发者除了美国Intuitive Surgical 公司外，还有刚刚进入 手术机器人的老牌医疗公司Stryker。2013 年，Stryker 以16.5 亿美元收购Mako 外科治疗公司及其相关核心技术。另外，国际上一些公司已经开始把注意力集中在眼科、神经外科、骨科这些达芬奇系统还未占领的领域，例如CUREXO Technology 的ROBODOC 外科手术系统、英国Acrobot 公司的外科医疗手术系统等。 ●国内医疗机器人市场蕴含巨大潜力，博实股份设立全资子公司投资微创外 科手术机器人项目。博实股份早在2013 年底即起步开展对公司关注的智能医疗服务装备个别关键技术的研究。微创外科手术机器人属于高技术聚集、高利润附加的高端智能医疗装备，是国际机器人行业增长最为迅速的领域，临床需求旺盛。公司看好相关领域投资机会，是公司进军高端医疗装备领域战略的具体实施，具有重要意义。 ●风险提示：技术进步低于预期；消费者需求低于预期。
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。
解析医疗机器人九大关键应用技术 目前，机器人已经是制造业和其它重复劳动中的标准配置。并且机器人市场的需求正在转向，从过去的工业领域转向民生领域。特别是医疗、养老和教育行业，对于智能服务机器人的需求非常迫切，服务机器人在这些行业的应用将会很有市场前景。 随着我国进入老龄化，医疗、护理和康复的需求不断增加，同时由于人们对生活品质追求的提高，使得医疗不管在质上还是量上都要满足更高水准的要求。另一方面，医护人力相对缺乏，医疗及健康服务机器人具有巨大的发展潜力。而在医疗应用环境中，机器人的出色表现是需要过硬的技术来支撑的，目前医疗机器人工作首要要害技术有以下几项： 机器视觉技术：中医智能机器人专注于中医的“望、闻、问、切”，具有鲜明的中国特色，其主要功能为面诊、舌诊、问诊及脉诊。首先通过机器人的视觉采集人体的面像和舌像，通过机器手或手环采集人体的脉搏，利用先进的计算机视觉、机器学习、人工智能和深度学习算法，智能判读人体的面像、舌像和脉搏数据，再结合问诊信息，最后通过中医医理模型推断人体的整体健康体质类型，并根据具体情况提供个性化的康复建议，包括保健原则、饮食药膳、起居养生、穴位按压、中医功法和音乐疗法等。
优化方案技术：医用机器人已然叫机器人，那就离不开机器人的基础理论和要害技术，包括安排、控制、传感、人机交互、遥操作和资料等等，这方面和传统机器人没有太大不一样。方案时要脱节传统工业机器人的“影子”，结束轻量化、精密、活络机器人安排构型立异方案。 系统集成技术：医用机器人有“医用”的分外内在，恳求安全有用。系统集成时一定要面向详细的手术流程需要，思考手术室如何运用，留心人机成效学的研讨。假设医生不接受你的系统，你理论工作做得再好、技术再抢先也不行能得到推行运用，所以医用机器人更偏重“医生-机器人-病人”三者的共融。
医疗机器人销售规模及重点竞争企业 一、医疗机器人市场发展规模 中投顾问在《2016-2020年中国医疗机器人产业深度调研及投资前景预测报告》中表示，2014年全球医疗机器人的销量为1224台，与2004年全球医疗机器人销量为386台相比，年复合增速达12.2%。 图表2004-2014年全球医疗机器人销售情况 数据来源：中投顾问产业研究中心 商业机器人市场于2015年达到了59亿美金，主要受益于在商业机器人中占比极大的医疗及手术机器人的迅速增长，未来市场份额有望在2025年达到170亿美金，取代军用机器人板块成为第二大机器人市场。 图表2015-2020年机器人市场细分以及增速情况 单位：十亿美元
数据来源：中投顾问产业研究中心 中投顾问在《2016-2020年中国医疗机器人产业深度调研及投资前景预测报告》中表示，截止2016年1月，全球医疗机器人行业每年营收达到74.7亿美元，预计未来5年年复合增长率能稳定在15.4%，至2020年，全球医疗机器人规模有望达到$114亿美金。其中，手术机器人占60%左右市场份额。 目前北美市场目前为最大市场，而由于政府医疗投入加大，医疗系统重组和人们对微创手术意识加强，未来市场重心将逐渐往亚洲市场转移。2013年全球外科手术辅助机器人总销售额达14.95亿美元，其中达芬奇机器人全球销售额达6.33亿美元，占比42.43%。截至2014年底，全球共装机达芬奇机器人3266台，其中美国2223台(68%)，欧洲549台(16.8%)，亚洲350台(10.7%)，我国内地共29台(7.96%)，其中9台在北京(2.76%)。 二、医疗机器人市场竞争格局 中投顾问在《2016-2020年中国医疗机器人产业深度调研及投资前景预测报告》中表示，医疗机器人在国外属于市场化程度较高的行业，主要是由市场的供需情况决定的，竞争比较激烈。而技术更迭周期短的行业特性也决定了拥有核心技术以及突破性独创理念的公司将快速抢占市场份额。 目前全球医疗机器人行业中欧美地区的医疗企业占据了较大的市场份额，处于市场主导地位，全球最大的10家医疗机器人企业中大部分是美国和欧洲公司。其中，美国医疗机器人行业在全球处于领先地位，已发展到30多个。这些医疗科技公司拥有庞大的资源网络、全面的服务内容和优秀的研发团队。能够为医院、及其他医疗机构提供更科学、精确、安全的手术辅助服务。
康复机器人市场规模及供需情况分析 一、市场发展现状 中投顾问在《2016-2020年中国医疗机器人产业深度调研及投资前景预测报告》中表示，康复机器人是辅助人体完成肢体动作，实现助残行走、康复治疗、负重行走、减轻劳动强度等功能的一种医用机器人。我们认为康复机器人的下游市场可被认为是一种特殊环境下的“可穿戴设备”，在应用技术突破后的市场需求量巨大，未来几年产业增长速度将超过整体医用机器人市场的增长速度。预测康复机器人市场将从2015年的4300万美元增长至2020年的18亿美元。 图表2015-2020年康复机器人市场（包含外骨骼机器人） 数据来源：中投顾问产业研究中心 二、供需缺口巨大 中投顾问在《2016-2020年中国医疗机器人产业深度调研及投资前景预测报告》中表示，肢体残疾主要由骨关节病、脊髓损伤和脑血管疾病等造成。大量存在的骨关节疾病，其疼痛和功能障碍会导致行走能力、劳动力丧失，甚至致残，60岁以上的老年人55%的人患有该病。脊髓损伤主要是由交通事故造成，轻者使损伤者行走能力减弱，重则瘫痪。脑血管疾病是神经系统疾病的常见病，其中以脑卒中患者居多。脑卒中是死亡率最高的三大疾病之一，85%的脑卒中患者会出现侧肢体运动功能障碍。据专家估计每年我国脑血病新发患者超过200万人。 我国肢体残疾基数庞大，且人数仍在递增。相较于1987年第一次全国残疾人抽样调查数据，2006年第二次抽样调查数据表示，残疾类别结构发生改变，肢体残疾人数大幅增加，肢体残疾人数从1987年的755万上升到2006年的2412万，占残疾总人口比重为29.07%，是残疾的最主要类型。另外，由于我国残疾标
医疗机器人项目立项申请报告 投资分析/实施方案
报告说明— 该医疗机器人项目计划总投资20406.17万元，其中：固定资产投资13800.99万元，占项目总投资的67.63%；流动资金6605.18万元，占项目总投资的32.37%。 达产年营业收入48056.00万元，总成本费用37489.24万元，税金及附加376.17万元，利润总额10566.76万元，利税总额12400.41万元，税后净利润7925.07万元，达产年纳税总额4475.34万元；达产年投资利润率51.78%，投资利税率60.77%，投资回报率38.84%，全部投资回收期 4.07年，提供就业职位943个。 医疗用的机器人种类很多，主要包括手术机器人、康复机器人、医疗服务机器人、健康服务机器人等。目前，在我国医疗机器人市场中，康复机器人占比最大，约为41%；医疗服务机器人、手术机器人占比相差不大，分别为17%、16%
第一章基本信息 一、项目概况 （一）项目名称及背景 医疗机器人项目 （二）项目选址 某循环经济产业园 项目建设区域以城市总体规划为依据，布局相对独立，便于集中开展 科研、生产经营和管理活动，并且统筹考虑用地与城市发展的关系，与项 目建设地的建成区有较方便的联系。所选场址应避开自然保护区、风景名 胜区、生活饮用水源地和其他特别需要保护的环境敏感性目标。项目建设 区域地理条件较好，基础设施等配套较为完善，并且具有足够的发展潜力。 （三）项目用地规模 项目总用地面积50318.48平方米（折合约75.44亩）。 （四）项目用地控制指标 该工程规划建筑系数76.04%，建筑容积率1.54，建设区域绿化覆盖率6.38%，固定资产投资强度182.94万元/亩。 （五）土建工程指标
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
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。
医疗机器人系统的研究和发展 摘要：医疗机器人主要用于伤病员的救援、转运、手术和康复，是医疗卫生装备信息化、智能化的重要发展方向之一。通过对手术机器人和康复机器人等医疗机器人的研究现状及进展介绍，表明医疗机器人在军用和民用上有着广泛的应用前景，是目前机器人领域的一个研究热点。 关键词：医疗机器人；伤病员；手术；康复 一、引言 从2 0世纪9 0年代起，国际先进机器人计划（IARP）已召开过多届医疗外科机器人研讨会，在发达国家已经出现医疗机器人市场化产品。目前,先进机器人技术在医疗外科手术规划模拟、微损伤精确定位操作、无损伤诊断与检测、病人安全救援、无痛转运、康复护理、功能辅助及医院服务等方面得到了广泛的应用,这不仅促进了传统医学的革命,也带动了新技术、新理论的发展。医疗机器人在战创伤救治方面也有着良好的应用前景，受到外军的广泛重视。美国国防部高等研究计划局（DARPA）为美国陆军未来战场伤病员救援和医疗设计了高度集成化、机器人化和智能化的医疗系统。 二、国内外研究现状 近年来. 西方许多先进国家都进行专门立项投资. 积极开展医用机器人方面的研究/ 如美国国防部开展了Telepresence Surgery ( 临场感手术) 技术研究. 用于战场模拟0 手术培训和解剖教学，NASA已经在美国加州与意大利米兰之间进行了这方面的试验，欧共体技术专家Maurice在 IEEE SPECTRUM期刊中表示。欧共体正在制定一项新的计划，其中将机器人辅助外科手术及虚拟医疗技术仿真作为重点研究发展计划之一。日本也制定国家计划开展高技术医疗器械研究发展。许多著名的国际会议，象IEEE Robotics and Automation，IEEE Eng，In Medicine and biology Society,IEEE System, Man and Cybernetics等都将医用机器人与计算机辅助外科单独列为一个专题，在欧洲、美国、日本等国多次召开国际会议；1996年，机器人工业协会将Eagleburger 最高荣誉奖授予了W.Barger和H.Paul博士，表彰他们在医用机器人技术临床研究方面的贡献 ) 。 目前.，医疗机器人的研制主要集中在外科手术、康复和医院服务机器人系统等几个方面。
手术机器人市场发展现状及主要研发机构 一、行业发展概况 手术机器人大类包括腹腔镜手术机器人系、统矫形外科机器人系统、神经外科机器人系统、可操纵的机器人导管、及其他临床手术机器人。 2014年，手术机器占全球医疗机器人份额60%以上，占比最重。其中，腹腔镜检查是手术机器人最大的应用领域，在2014年占手术机器人行业的88.5%。其他临床手术机器人占比11.5%。未来由于对微创诊断和治疗程序的需求增加、老年人口基数的增长、地球环境的恶化、不健康的饮食习惯和对高脂肪食品、酒精的消费，以及都市人口平日缺乏体育锻炼等不健康的生活方式，种种因素都极大促进了手术的发生率，也为手术机器人的发展提供了空间。 二、市场发展现状 事实上，手术机器人只是一个手术平台。在手术中，医生可以远离手术台坐在操作控制台中，双手握住手柄，同步控制患者体内的机械臂手术器械进行手术。在这个系统操作下的手术过程比起传统的手术更可控，而且给“远程手术”带来了发展空间：事实上，手术机器人最早就是为野战医院而设计的，在未来，北京、上海的医生远程控制新疆、西藏的机器人进行手术都可以变为现实。 在我国，目前机器人手术主要用于普外科(肝胆、胰腺、胃肠道、甲状腺等)、心脏外科、胸外科、泌尿外科、妇科、小儿外科、咽喉头颈外科等等。 一个不得不正视的现实是，目前几乎国内所有公立、民营医院所应用的机器人清一色进口，直觉外科公司凭借“达芬奇机器人”成为最大赢家：根据中国区供应商的统计，从2006年第一台达芬奇手术机器人落户国内至今，截至2015年12月，分布在全国各地的数几十台“达芬奇手术机器人”在2014年共完成手术11445例，历年总计完成手术22917例。在美国，2007至2013年间有170万名病人进行了机器人手术。 在2018年，全球医疗机器人的销量会达到约4000台，从2014年起，未来4年内平均每年年均复合增速达到34.45%，在中国这一数字会更加好看。 政策扶持加之庞大的市场增量，对于国内的医械企业来说，谁能率先研发出具有自主知识产权的手术机器人设备，谁就将占有市场先机。 对于国内的患者来说，尽管手术机器人拥有者诸多优势：精度更高、有效避免人工手颤抖的缺陷、出血量更小、影响系统有效扫除手术盲点，但敢于尝试的患者仍不是很多，除了信任度之外，高昂的手术费用是另一个主要因素。
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
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
一、医疗机器人主要分类介绍 图表 机器人分类情况 数据来源：产研智库 （一）康复机器人 康复机器人作为医疗机器人的一个重要分支，它的研究贯穿了康复医学、生物力学、机械学、机械力学、电子学、材料学、计算机科学以及机器人学等诸多领域，已经成为了国际机器人领域的一个研究热点。目前，康复机器人已经广泛地应用到康复护理、假肢和康复治疗等方面，这不仅促进了康复医学的发展，也带动了相关领域的新技术和新理论的发展。 （二）手术机器人 之所以将机器人引入医疗，是因为在微创手术中，它们可以实现对外科仪器前所未有的精准控制。 目前为止，这些机器已经用来定位内窥镜、进行胆囊手术以及胃灼热和胃食管反流的矫治。机器人手术领域的最终目标是设计一种机器人，可以用来进行不开胸口的心脏手术。仅在美国，机器人设备每年可以用于超过350万个医疗手术中。按照手术机器人的应用范围，可以分为神经外科机器人、骨科机器人、腹腔镜机器人、血管介入机器人等。 （三）护理机器人
英国科学家正在研发一种护理机器人，能用来分担护理人员繁重琐碎的护理工作。新研制的护理机器人将帮助医护人员确认病人的身份，并准确无误地分发所需药品。 将来，护理机器人还可以检查病人体温、清理病房，甚至通过视频传输帮助医生及时了解病人病情。 （四）医用教学机器人 医用教学机器人是理想的教具。美国医护人员目前使用一部名 为“诺埃尔”的教学机器人，它可以模拟即将生产的孕妇，甚至还可以说话和尖叫。通过模拟真实接生，有助于提高妇产科医护人员手术配合和临场反应。 （五）移送病人机器人 移送病人机器人主要帮助护士移动或运送瘫痪、和行动不便的病人，如英国的PAM机器人。 （六）运送药品机器人 运送药品机器人可代替护士送饭、送病例和化验单等，较为著名的有美国TRC公司的Help Mate机器人。 二、医疗机器人市场发展规模 2014年全球医疗机器人的销量为1224台，与2004年全球医疗机器人销量为386台相比，年复合增速达12.2%。 图表 2004-2014年全球医疗机器人销售情况
机器人在医疗应用上的现状和发展前景 机器人是在解决人类社会生产力问题 最近两年关于机器人的讨论非常热烈，其中一个比较激烈的观点是人工智能或者机器人是人类在自掘坟墓，这方面，霍金多次强调了类似的观点。不过，从我个人的角度而言，我们研发机器人的目的，是为了什么？我们希望机器人能够聪明一点，灵巧一点，安全一点，归底结底是希望机器人能够弥补人类或者个人在某些领域的不足，帮助人类在某些不方便到达的区域工作，放大在未来10年、20年，甚至30年、50年以后，机器人其实是在解决人类社会生产力问题。 人工智能的标志不是知识而是想象力 某些时候，大家会纠结一个问题，什么是智能机器人，到底什么是智能？其实在28年前，我在学医的时候，就一直在思考这个问题，我在医学院最后实习的半年，在精神病总院待了半年，有人说人类区别于动物，或者人类智慧的特点是语言，当你观察精神病人会发现精神病人经常滔滔不绝，但通常缺乏逻辑性。智能的东西不管是学习还是深度学习，你能告诉我，能不能有逻辑性。包括最近《Science》发表的一篇文章提到，机器人可以通过视觉学习识别和定位菠萝，但是如果你在菠萝中再加入一些其他事物，比如菠萝饭，酸奶中放入菠萝，面包中夹片菠萝，人工智能能分辨认识总结吗？但如果你问五岁的小孩这几样东西有什么共同的地方，他会强调都有菠萝或者菠萝味。因此我认为智能的标志不是知识，而是想象力。 关于医用机器人、Robot和Humanoid 关于医用机器人，很多时候会涉及到一个问题，到底是医疗还是医用。我认为医疗是非常严格的一个科学过程或者实践过程，医用有的时候要求则可以稍微低一点，所以我把医用定义为必须实用，必须可用，而且可负担。比如英国有一个护理机器人，27万英镑，那还不如雇个人更实惠。 关于Robot和Humanoid，我认为Robot是一个智能机器或者装置，在自控程序下执行工
工业机器人发展现状及趋势 1国内工业机器人得发展现状 1、1发展概述 我国得工业机器人研究开始于20世纪80年代中期．在国家得支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关．已经基本实现了实验、引进到自主开发得转变。促进了我国制造业、勘探等行业得发展。但随着我国门户得逐渐开放．国内得工业机器人产业面临着越来越大得竞争与冲击。虽然我国机器人得需求量逐年增加，但目前生产得机器人还很难达到所要求得质量．很多机器人得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得同家。 现在，我国从事机器人研发得单位有200多家，专业从事机器人产业开发得企业有50家以上。在众多专家得建议与规划下，“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与大学参加，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得开发研究。“九五”期间，在国家“863”高技术计划项目得支持下，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得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 随着科学技术得不断进步，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得里程碑按照工业机器人得关键技术发展过程其可分为三代：第一代就是示教再现机器人，主要由机器人本体、运动控制器与示教盒组成，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得示教程序，使机器人实现预定动作。这类机器人通常采用点到点运动，连续轨迹再现得控制方法，可以完成直线与圆弧得连续轨迹运动，然而复杂曲线得运动则由多段圆弧与直线组合而成。由于操作得容易性、可视性强，所以在当前工业中应用最多。
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