第1篇：我国服务机器人产业成长途径与前景对策研究
当人类跨入21世纪，物流机器人已经由工业生产领域深入到人们的日常生活当中，随着社会经济的进步以及机器人技术的发展与成熟，个人（服务）机器人（PR）将是继个人计算机（PC）之后的一个新兴产业，具有广阔的市场空间。我国正处于产业结构升级和经济发展模式转型的关键时期，服务机器人产业的发展对于以上目标的实现具有重要的战略意义。本文拟就中国服务机器人产业发展的外部形势以及自身现状进行分析，力图提出有益的对策建议。
一、服务机器人的发展及世界市场格局
（一）服务机器人的界定与分类
作为机器人家族中的新生代，服务机器人虽备受关注，但相对于已经比较成熟的工业机器人而言，尚没有一个特别严格的定义，各国科学家对它的看法有所不同。从字面上反映，各种可以直接或间接为人类服务的机器人都属于服务机器人的范畴。目前，认可度较高的定义来自国际机器人联盟（InternationalFederationofRobotics，IFR）的提法：“服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人，它能完成有益于人类健康的服务工作，但不包括从事生产的设备”。按照这一提法，当操作型工业机器人没有被装备在生产和制造业领域时，也可以被看成服务机器人。服务机器人并非一定具有工业机器人那样的机械手臂，也未必一直处于运动状态。国际机器人联盟指出，服务机器人难被完全定义的一个重要原因是其结构与形式的多样性以及用途的广泛性这一特点。德国生产技术与自动化研究所给出的定义是，“服务机器人是一种可以全自主或半自主地为人类或设备提供有用服务的机器人”。我国在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》中对服务机器人的定义为“智能服务机器人是在非结构环境下为人类提供必要服务的多种高技术集成的智能化装备”。先进的服务型机器人能够与人类和环境互动，配备影像、语音、触觉等各式感测器，结合人工智慧能及时反应外在情况且具备学习能力，因而又被称为智能型机器人。
服务机器人主要分为两大类：个人/家用服务机器人和专业服务机器人。（1）个人/家用服务机器人（Personal/Domesticuse）：家务用机器人和休闲娱乐用机器人，其中前者包括如吸尘器机器人、草坪修剪机器人等，后者包括如玩具机器人、教育机器人等；（2）专业服务机器人（Professionaluse），主要是应用于医疗、救灾、排险等方面。
（二）服务机器人先进国家或地区产业发展的特征
（1）日本：纳入国家战略的服务机器人全面发展规划，以仿人机器人、智能玩具机器人和专业救灾救援机器人为主要特征；（2）韩国：以服务机器人为机器人产业重点的政府主导型规划，以智能化家政机器人为主要特征；（3）欧美国家：通过较低端、实用性高的服务机器人先期开拓市场。以吸尘器、草坪修正机器人为特征；（4）中国台湾地区：通过行业协会推动服务机器人市场的成长，以助老/助残机器人为主要特征。
总第424期张嘉昕：我国服务机器人产业成长途径与前景对策研究····商业研究2012/08（三）服务机器人产业的世界市场局势
近年来，随着人类社会经济发展水平的提高，服务机器人呈良好的发展态势，经济大环境的影响较小。下面介绍一下国际机器人联盟（InternationalFederationofRobotics，IFR）数据统计部发布的《世界机器人：服务机器人2010》报告，它对服务机器人2010年全球市场价值情况以及2011—2012年的市场前景进行了分析和预测，以下对总体数据进行简要陈述①。
首先来看个人/家用服务机器人。2011年数据统计，全球家务用机器人累计装置量约440万台，娱乐休闲用机器人为280万台。家务用机器人主要集中于吸尘器和草坪割草机器人，娱乐休闲用机器人的种类主要是玩具与教育及培训机器人。其中，吸尘器机器人在2010年实现销量105万台，比2009年增加50%以上，草坪割草机器人销量为21000台。预计2011—2012年，家务用机器人的销量将达到1160万台，其中，吸尘器、草坪修剪、玻璃清洁和墙面清洗等家务用服务机器人达到480万台；娱乐休闲用机器人680万台，主要为低端玩具机器人和用于教育和培训的机器人。目前，助老/助残机器人的市场保有量还不是很大，但预计在2011—2012年将增加一倍以上。此外，家庭安全与监控、个人交通导航类机器人也会有一定发展。2011—2012年的全球个人及服务机器人的市场价值总量约60亿美元，至2015年，全球市场价值总量达到150亿美元。
专业服务机器人：至2010年，全球专业服务机器人为63000部，全球市场价值总量约为112亿美元。其中，将近30%被应用于保卫、救援以及灾难防御方面，另有23%为挤奶机器人，9%为专业清洁机器人，建筑与拆迁机器人7%，物流系统平台和多用途机器人移动平台11%，医疗机器人与水下机器人各8%。预计2011—2012年，全球专业服务机器人将销售49000台，主要的应该在保卫、救援、安全、物流、检验及医疗方面。
根据以上分析，服务机器人产业的发展前景广阔，从市场经济价值总量看，很可能在未来几年出现爆发性增长的“产业拐点”。随着机器人技术的快速进步以及生产成本的下降，服务机器人将广泛进入到各个家庭以及医院、办公室、学校、体育娱乐场馆等，与人类的关系日益紧密。
二、中国服务机器人产业发展的形势分析
（一）中国服务机器人产业的宏观政策导向
与日本、美国等发达国家相比，我国在服务机器人领域方面的研发起步较晚，于20世纪90年代中后期开始对其展开研究。1995年，清华大学开发了一个七自由度移动式护理机器人，以高位截瘫人员作为护理对象，目标是在无人看护的情况下替患者完成取药、送水、翻书等工作。至今，我国服务机器人的研发已在多个领域取得了一定成绩。国家已经把服务机器人项目纳入到国家科技发展战略当中，智能服务机器人被列为《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》未来15年重点发展的前沿技术和重点领域，成为我国高科技产业发展战略中的重要一环，也是提升国家科技竞争力的重要组成部分，并注重服务机器人市场的培育。在基本思路方面，“十一五”期间主要发展四类八种服务机器人，并从低端产品入手，提高我国服务机器人的性价比与竞争力，同时积极研发高端服务机器人产品，为长期发展打下基础。
在《国家高技术研究发展计划（863计划）“十一五”发展纲要》的组织策划下，863计划先进制造技术领域制定了服务机器人发展规划项目多项，将助老/助残机器人系统、餐饮服务多机器人系统、竞技与娱乐多机器人系统、家庭生活支援多机器人系统及其关键技术的研究、系统集成试验验证和示范应用作为主要目标，重视“管、产、学、研”的多层次全面合作，已经取得了不少具有代表性的科技成果，达到或接近国际先进水平。例如，863计划先进制造技术领域的“服务机器人”以及“多机器人系统技术”重点项目，其中，前者在2011年建成以北京四季青模范敬老院和上海第一福利院为依托的“助老/助残机器人系统集成、监控与产品综合展示平台”。此外，863计划重点项目“机器人模块化体系结构设计”与“机器人模块化功能部件产业化”也将研制面向家庭的服务机器人作为重点支持对象。863计划取得阶段性成功的同时，从宏观层面有效地带动和引导了我国服务机器人市场的初步发展。从我国社会经济发展状况看，服务机器人产业的发展具有良好的市场前景。但我们面临的形势也比较严峻，与先进国家相比，目前我国在服务机器人领域的技术路线和产业路线方面仍需要进一步加强规划，统一快进。
（二）我国服务机器人产业的需求前景分析
1.老龄人口与残疾人陪护对服务机器人的市场需求。所谓人口老龄化，是指老年人在总人口中的相对比例上升，按国际标准，60岁或65岁以上的老年人口在总人口中的比例超过10%和7%，一国便进入老龄化社会。2003年，我国60岁以上的老年人口占总人口的比重就已达到11%，到“十二五”末期的2015年，这一比重达到1517%，2030年为2446%，2050年为3273%。随着社会老龄化的到来，更多的老人需要照顾。2000年我国劳动年龄人口对老人赡养比为156%，2010年为1762%，2015年达到2177%，到2050年上升为4849%。高龄老年人的自我照料能力差，主要由家庭护理，护理费用高，劳动强度大，护理条件急需改善。老龄化的家庭结构必然使更多的年轻家庭压力增大，社会保障和服务的需求迫在眉睫。对助老/助残机器人需求巨大；并且，服务机器人可以缓解由于人口老龄化所带来的劳动力紧缺问题（替代劳动力、延长老人的工作寿命）②。
此外，我国残疾人的总量也很庞大，约6000万人，同样存在着需要照顾的情况。约6000万残疾人口也属于世界之最。目前，在我国的13亿人口中，家庭数3—4亿，有功能障碍者或需看护人员的家庭，占全国家庭总户数的1/10，即3577万左右。因此，迫切需要大量的助老/助残型服务机器人为老人及残疾人提供陪护、护理、保健等各方面的服务，来照顾这一人群的日常起居，提高他们的生活质量从而减少整个社会对护理人员数量和质量的需求，降低国家社会经济发展的负担。
2.教育的需求。在提倡素质教育、通识教育、终身教育和自主学习的时代背景下，首先，对学龄前儿童的教育质量要求不断提高，伴随着国内学前教育市场的蓬勃发展，针对学龄前教学的教育娱乐机器人有巨大的市场空间。其次，对于青少年教育，教育机器人进入到授课领域，以及通过动手组装和编程实践能够激发青少年的学习和探索热情，提高其逻辑思维能力，这种寓教于乐的新型教育模式已成为青少年高科技教育的有效手段和工具。在高等教育阶段，教育机器人也有助于推动研究型大学战略目标的实现，培养高素质人才具有十分重要的作用。
3.日常生活娱乐的需求。我国是世界玩具生产大国，产量已占全球市场的3/4，但由于技术水平方面的原因，目前，我国玩具出口主要以加工贸易为主，自行设计开发的玩具大多停留在中低档水平、品种单一、技术含量低。因此，娱乐机器人的发展将为我国玩具产业的发展开辟了新的领域，具有巨大的发展空间。此外，其他各种娱乐型机器人的需求也会随着国民生活水平的提高而有很大的发展。
4.新生活方式的需求。根据以上论述，服务机器人将更加广泛地代替人从事各种劳动作业，使人类从繁琐、重复、单调的劳作中解放出来，并为人类提供丰富多彩的娱乐生活方式。它作为为人类服务的大众性消费产品，其产业的发展很可能为社会经济发展提供新的动力，改变人们的生产和生活方式。
（三）“十二五”期间宏观经济走势的相关影响
在论述了中国服务机器人产业的宏观政策导向和需求前景之后，以下具体分析我国“十二五”时期的宏观经济形势对服务机器人产业发展的影响。“十二五”时期是我国经济发展阶段从工业化中期向后期过渡的关键时期，受外部环境、体制改革、工业化与信息化、城镇化、人口老龄化等方面的影响，经济发展将表现为与“十一五”期间诸多不同的特征和趋势。这些新形势与新变化为服务机器人产业提供了基本背景，通过分析，与服务机器人产业发展密切相关的方面表现为：（1）由于世界市场萎缩，“十二五”时期中国经济增长将主要依靠内需来实现，作为朝阳产业的服务机器人的市场主要在国内；（2）信息化、重工业化与新型工业化道路融合发展，工业机器人产业得到进一步发展，推进机器人技术的研发；（3）信息产业的发展对服务机器人相关技术的带动；（4）服务业不断发展，为服务机器人产业的发展提供了市场需求；（5）“十二五”时期将迎来“刘易斯转折点”，劳动力供给开始紧张，同时，中国人口老龄化问题突出，需要大力发展服务机器人产业；（6）中国居民收入水平整体提高，尤其是城市居民的收入水平。消费观念追求新鲜事物，会推动对服务机器人的需求。总之，从我国“十二五”期间的宏观经济形势看，为服务机器人技术研发与产业化发展提供了良好的环境与发展机遇。
三、我国服务机器人产业发展的对策建议
通过以上分析，我国服务机器人产业化发展已经成为我国社会经济发展战略中的重要内容，并具备了较好的发展机遇与发展前景。但我们也要认识到自己与发达国家在此领域的差距，现阶段由于服务机器人的技术复杂性、研发成本高、各种标准尚未统一，需要政府进行宏观战略规划及引导，促进服务机器人产业的发展。
（一）服务机器人产业发展的主要目标
1.创造新兴产业。目前，我国的服务机器人产业还受技术发展的约束，处于产业化初期，待技术条件成熟后，服务机器人将在家用、个人娱乐用及专业服务等方面创造出诸多新兴产业。政府应对此进行科学的引导与强力的推动，使这些高技术含量的朝阳产业成为国民经济的新增长点。
2.改造和升级传统产业。在863“十一五”期间，机器人技术主题工作进一步拓宽，开始用机器人技术改造传统产业，直接为国民经济建设服务，目前已取得了阶段性成果。按照笔者对863“十一五”计划项目的参与和调研，“十二五”期间，智能服务机器人中的很多先进技术，如人工智能、导航技术、远程操控等，可以被用于改造传统产业和带动其发展。因此，政府应进一步在此方面加大投入，以服务机器人产业的发展改造和带动传统产业升级，提高我国企业的市场竞争力。
3.维护社会和谐。大力发展助老/助残服务机器人，可以减轻众多家庭的负担，营造一个良好的社会环境，有利于维护社会主义的社会和谐。因此，政府应考虑在“十二五”期间对助老/助残服务机器人领域加大投入，给予政策倾斜，促进其优先发展。
4.探索素质教育新途径。寓教于乐机器人可以作为推行素质教育的一个平台。我国提倡对学生进行素质教育，促进青少年的综合全面发展，现在，很多学校把目光投向机器人，希望将其作为一个切入点。政府有关部门应继续推动各类由学生参与的机器人大赛的开展，将更多的机器人课纳入到选修课体系中，促进一个新的素质教育平台的搭建与形成。
（二）发展服务机器人产业的具体战略规划
在具体战略规划方面，政府应将推动服务机器人企业的自主发展作为重点。引导和扶持有关企业进行产品结构优化和产业结构升级。为此，政府要将服务机器人产业特殊对待，实施专门的产业规划和扶持政策，进行制度创新。主要建议包括：
1.制定有关机器人产业发展的法律法规。我国服务机器人正处于产业幼稚期，这一阶段迫切需要政府的扶持与保护。政府应制定有关机器人产业发展的法律法规，明确规定鼓励服务机器人产业发展的具体内容，在某些特殊领域优先发展和使用服务机器人，对不利于服务机器人产业的行为予以制裁。
2.理顺市场准入机制，制订统一的行业标准、操作规范以及服务机器人产品的评价体系。促进研发机构与企业联合行动，例如，鼓励建立以企业为主体、产学研紧密结合的企业集团，设立地区性的开发专项，鼓励军民结合项目，探索“官、产、学、研”有机结合的新途径。
3.鼓励和扶持中小企业的发展。对规模较小的服务机器人生产企业予以关注，在政府采购计划中，适当提高中小企业产品的比例，帮助具有市场前景的高技术水平的中小企业快速发展。并在国家中小企业创新基金中，增加鼓励使用服务机器人的条款，对中小企业引进服务机器人进行免费技术指导计划。
4.采取一定的政策倾斜。在税收和政府采购方面，为自主创新型企业提供更优惠的所得税前抵扣额度，对服务机器人企业实行财政补贴，提高出口退税率等，并将国产的自主创新产品纳入政府优先采购范围。在投融资方面，目前，我国只有沈阳新松机器人自动化股份有限公司“机器人”一家服务机器人公司上市，政府应帮助更多的服务机器人企业上市融资。对于国家鼓励目标行业中使用机器人的项目，对实施项目方给予短期投资贷款等。
第2篇：机器人自动化研究前景及进展探究
我国机器人学研究起步较晚，但进步较快。已经在工业机器人、特种机器人和智能机器人各个方面区的了明显的成就。近年来我国的机器人自动化技术也取得了长足的发展，但是与世界发达国家相比，还有一定的差距，如可靠性低于国外产品；机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距。目前，我国已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，但总的来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离。当前我国的机器人生产都是应用户的要求，“一客户，一次重新设计”，品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低，而且质量、可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术。对产品进行全面规划，搞好系列化、通用化、模化设计，积极推进产业化进程。
1.工业机器人的研究趋势
目前，国外机器人技术正在向智能机器和智能系统的方向发展，其现状及发展趋势主要体现在以下几个方面：工业机器人性能不断提高（高速度、高精度、高可靠性、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。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。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靠性、易操作性和可维修性。虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制，如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来，这种新型装置已成为国际研究的热点之一，纷纷探索开拓其实际应用的领域。
2.工业机器人研究进展分析
2.1国内机器人研究进展
针对现有的车辆在崎岖的丘陵山区作业时出现的地面适应性差，由中国农业大学研制的仿地形车辆，车轮易打滑，附着力不足等问题，根据路况较差的特殊的工作环境，采用底盘多自由度大变形的方法，研制出具有8轮驱动全地形仿形车辆，该车辆采用地面仿形原理，底盘具有5个自由度，在崎岖地形行驶能够根据地形变化而变形，实时适应地形环境。该全地形车能够保证车轮与地面附着力，克服一般车辆地形适应性差，车轮易打滑等问题很好的解决了越障问题。北京航空航天大学研制的一种车轮直径可变的月球探测车，由装在轮毂内的电机驱动车轮收缩和张开，车轮直径变化范围为200～390mm。月球探测车的车轮直径可以依据所通过的路面状况由车载系统控制张开或收缩，具有机构紧凑、越障能力强和地形适应性好等特点。北京航空航天大学大学研制模块化的可重组履带机构，目的在于解决履带机器人的通用性、地形适应性、便携和微小化问题，得到一个几者之间兼顾的最佳解决方案.模块化履带机构的运动性较为稳定其中三节稳定性最好，而且比较灵活，越障能力也较强，控制协调也较简单，因此具有较强的实用性。
2.2国外机器人研究进展
InuKtun公司研制了机器人MicroVGTV，机身可变位，采用电缆控制，含有直视的彩色摄像头，并带有微型话筒和扬声器，可穿越困难地形以向被困者发出双路音频，可用于与压在废墟中的幸存者通话，适用于在小的孔洞和空间中执行任务。由日本东京电子信息大学研制的HANZO机器人，克服了传统轮系越障高度不能高于其轮径的缺点，具有自动变臂功能。该机器人采用无线控制，具有五种变臂模式，能够较强适应复杂环境，该系统采用PID调节，相比传统机器人它有更高的自由度和较强的越障能力。由日本研制的轮腿混合机器人能够实现轮径可变以增强其越障功能，克服了传统轮腿模式的瓶颈，同时具有轮系和腿系运动结构的优点，能够应用于更加复杂的地面环境，增强了其应用范围，并且可以在其结构上安装一些传感器以应用于搜索和救灾领域。
3.机器人发展前景分析
在日常生活中，机器人身影也悄然出现。目前，出自机器人“奥特曼”之手的“奥式削面”已经悄然面世。“奥式削面”可根据顾客喜好调节面条薄厚，很多顾客在食用后，都对这个“削面师傅”竖起大拇指。从微观生活到规模化操作，机器人正在渗入人类生活中的细枝末节一场可以预见的“机器人代工”时代必将到来，拥有13亿人口的中国又将如何应对？但作为世界第一的劳动力大国，中国应该预见到这种发展趋势。从全球来看，家电生产、汽车制造中已经基本实现机器人作业。而在石油勘探、化工制造以及核电站等危险环境下，则更需要机器人尽快投入使用。资料显示，上世纪60年代末以来，机器人开始进入工业领域。从目前看，全世界60%的机器人出自日本，尤其是高端机器人。作为机器人新兴市场的中国、东南亚、印度等国家和地区也出现显著增长。近年来，工业机器人的应用领域正向电子信息产业以及建筑、采矿等领域延伸。专家预计，未来工业机器人年均增速有望达到25%左右，用于物流、搬运的移动机器人每年增幅将不低于20%。机器人将成为未来市场炙手可热的领域，世界各国都在抢占先机，以期赢在“第一起跑线”。此前有媒体报道说，日本打算在2020年用机器人逐步替代工资高昂的劳工，以占据价格优势。中国潜在的巨大市场需求也初露端倪。资料显示，随着中国制造业的发展，特别是作为工业机器人主要应用领域的汽车及汽车零部件制造业的发展，工业机器人的装配量将会快速增长。