中国机器人产业报告：服务机器人技术发展与挑战

　　随着机器人技术的不断发展，机器人正在被应用到生产和生活的各个方面，而且从长远来看，服务机器人市场容量、增速会远高于工业机器，智能服务机器人蕴藏巨大的发展空间。“首届机器人与生活高端论坛”于2015年4月18日在广州万科云RobotX咖啡馆成功举办，来自全国各地的机器人公司创始人、机器人方向科研院校代表、机器人领域投资人齐聚一堂，全面探讨了服务机器人领域的最进技术进展与市场动向。

　　在论坛上，国家科技部《中国服务机器人发展技术政策白皮书》编制专家组成员刘治教授对机器人的技术发展和挑战进行了介绍。

　　机器人发展的三个阶段

　　机器人集新材料、机械、微电子、传感器、计算机、智能控制等多学科于一体，是高端装备制造业的重要组成部分。纵观机器人的整个发展历程，大致可分为三个阶段：

　　第一阶段，示教型工业机器人。50年代末至90年代，示教型工业机器人需要使用者事先教给它们动作顺序和运动路径，通过离线示教过程不断地重复这些动作。这类机器人目前大量应用于汽车工业和电子工业自动线上。

　　第二阶段，自适应型工业机器人。90年代以来，此类机器人在生产企业中的台数逐年增加。该阶段工业机器人已经配备了丰富的传感系统，能获取外界环境和操作对象的简单信息，以提高工作效率，降低出错率。

　　第三阶段，智能服务机器人。人们对机器人服务的需求已不再是简单的车间加工和单向信息传递。如何使仿人智能机器人真正具有人类的运动方式、学习以及感知能力，已成为仿人智能机器人发展和应用的重要问题。

　　机器人将在三大方面替代人类

　　刘治认为，机器人的应用主要在“人干不好的”、“人干不了的”和“人不愿意干的”三个方面。

　　过去，在汽车生产线上，工人天天拿着很重的焊钳，一天焊几千个点，重复性的劳动，很累又不能保证产品的质量，在这些人干不好的领域，机器人具有很大的应用空间。

　　随着劳动力解放潮流的到来，工业机器人应运而生。而在太空、月球、海洋；有毒、有害、高温等危险的环境；微观环境，如人体内等是人类干不了的区域，特种机器人的出现弥补了人类在这片区域的空白。

　　随着新生代员工就业观念的改变，很多人不愿意再从事那些服务性很强的行业，服务机器人就顺理成章地走上了由构想到现实的道路。

　　服务机器人现状和研究成果

　　服务机器人可分为两类即家用服务机器人和专业服务机器人。其中家用服务机器人包含教育娱乐机器人，助老助残机器人、清洁机器人、护理康复机器人等，专业服务机器人包含特殊用途机器人、医疗手术机器人、抢险与应急救援机器人、军用机器人、公共安全机器人等。

　　服务机器人广泛应用于公共安全和危险作业领域、家庭和社区服务领域、助老助残、医疗服务领域、教育娱乐领域等。

　　刘治认为服务机器人的核心共性技术分为感知、认知和执行三个层面。

　　感知关键技术包括无线传感技术、导航定位技术、姿态识别技术、传感器网络技术、信息融合技术等；

　　认知关键技术包括视觉理解技术、语言理解技术、情感识别技术、手势识别技术、行为识别技术、学习与记忆技术等；

　　执行关键技术包括实时控制技术、智能决策技术、机构关节技术、路径规划技术、仿生机械技术、关节驱动技术等。

　　服务机器人从兴起到现在，也经历了不短的时间，其在学术成果，发明专利和实用新型专利上都取得了不错的进展。仿人机器人ASIMO，Google的无人车，运输机器人“大狗”(Big Dog)，自我保持平衡的机器人Petman，达芬奇手术机器人，反恐排爆机器人Andros系列，仿人类表情机器人“HRP-4C”和教学研究用机器人NAO等都是较为出色的服务机器人。