不久前，有一條關(guān)于機器人的新聞引發(fā)了大家的關(guān)注。在俄羅斯的彼爾姆，一只叫Promobot的機器人“離家出走”了，“逃出”實(shí)驗室，奔向了外面的街道，后來(lái)由于電池用光了，所以一直停留在馬路中央，并造成了小范圍的交通堵塞。人們在對這條新聞忍俊不禁的同時(shí)，也由衷地感慨：機器人時(shí)代，正在到來(lái)!

　　我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛

　　機器人技術(shù)是衡量一個(gè)國家科技創(chuàng )新水平的重要指標之一，而機器人產(chǎn)業(yè)則是高端制造業(yè)發(fā)展水平的體現，在促進(jìn)制造業(yè)轉型、提高生產(chǎn)效率方面具有重大意義。近年來(lái)，機器人技術(shù)的研究和應用不斷擴展，已從工業(yè)領(lǐng)域向到航空航天、國防軍事、國家安全、醫療康復、社會(huì )服務(wù)等其他領(lǐng)域邁進(jìn)。正因為如此，各國政府高度重視機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，不少?lài)覍l(fā)展機器人產(chǎn)業(yè)列為國家戰略之一，紛紛加緊布局，以搶占技術(shù)和市場(chǎng)制高點(diǎn)。

　　在我國，機器人產(chǎn)業(yè)也獲得了國家政策的大力扶持。據中國機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副秘書(shū)長(cháng)姚之駒介紹，近兩年，各地方政府出臺的對機器人產(chǎn)業(yè)的扶持政策有77項。在政策支持下，我國機器人產(chǎn)業(yè)成為發(fā)展最為火熱的產(chǎn)業(yè)之一，正在以日新月異的速度在前進(jìn)。據相關(guān)數據顯示，我國工業(yè)機器人2015年的銷(xiāo)量為6.67萬(wàn)臺，而2014年的銷(xiāo)量為5.71萬(wàn)臺，同比增長(cháng)率為16.8%;自主品牌工業(yè)機器人2015年的銷(xiāo)量為2.23萬(wàn)臺，2014年的銷(xiāo)量為1.67萬(wàn)臺，同比增長(cháng)率為33.5%。

　　賽迪智庫裝備工業(yè)研究所機器人產(chǎn)業(yè)研究室副主任盧月品表示，我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)在技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)制造方面具備了一定的基礎。近年來(lái)，在需求快速擴張及“十一五”、“十二五”國家科技計劃的持續支持下，一方面很多科研院所在機構、驅動(dòng)和控制等方面開(kāi)展了大量研究工作，取得了豐富成果;另一方面各類(lèi)產(chǎn)品不斷涌現。工業(yè)機器人方面，涌現出一大批機器人研制和生產(chǎn)企業(yè)，通過(guò)自主研制或與外資企業(yè)、科研院所合作，開(kāi)發(fā)多種類(lèi)工業(yè)機器人。服務(wù)機器人方面，各類(lèi)產(chǎn)品開(kāi)始不斷涌現，個(gè)別企業(yè)在某些領(lǐng)域已進(jìn)入世界領(lǐng)先行列。清潔機器人、無(wú)人機和自平衡車(chē)等家用服務(wù)機器人已實(shí)現產(chǎn)業(yè)化;公共安全、救災救援、核裂變堆運行維護等多種型號機器人已經(jīng)開(kāi)始示范應用;外科手術(shù)和輔助治療等醫療機器人、水下機器人、部分型號軍用機器人已進(jìn)行試驗應用。

　　盧月品介紹，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國本土機器人企業(yè)快速成長(cháng)起來(lái)。在工業(yè)機器人方面，本土機器人制造骨干企業(yè)主要有：沈陽(yáng)新松機器人自動(dòng)化股份有限公司、安徽埃夫特智能裝備股份有限公司、哈工大機器人集團、廣州數控設備有限公司、哈爾濱博實(shí)自動(dòng)化股份有限公司、上海新時(shí)達電氣股份有限公司、南京埃斯頓自動(dòng)化股份有限公司和昆山華恒焊接股份有限公司等;服務(wù)機器人方面，骨干企業(yè)主要有科沃斯電器有限公司、北京康力優(yōu)藍機器人科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“康力優(yōu)藍”)、納恩博(北京)科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“納恩博”)、北京風(fēng)行天下科技有限公司、北京天智航醫療科技股份有限公司、深圳市優(yōu)必選科技有限公司等。根據OFweek行業(yè)研究中心數據統計，截至2015年末，國內機器人相關(guān)企業(yè)數量達到1026家，其中廣東省聚集的機器人廠(chǎng)商最多，達到285家，其次是浙江省156家，位列第2;其他地區如江蘇、上海、山東、北京、安徽、遼寧和重慶分別達到125家、108家、89家、58家、56家、45家和40家。

　　各地布局之態(tài)火熱

　　機器人產(chǎn)業(yè)在拉動(dòng)經(jīng)濟發(fā)展和實(shí)現產(chǎn)業(yè)轉型方面的巨大作用和廣闊前景，也深深地吸引了各地政府。因此，各地政府緊跟國家機器人產(chǎn)業(yè)大政方針，紛紛布局機器人產(chǎn)業(yè)，規劃和建設開(kāi)展機器人產(chǎn)業(yè)園。據統計，截至目前，我國建成和在建機器人產(chǎn)業(yè)園區已超過(guò)40個(gè)，初步環(huán)渤海、珠三角、長(cháng)三角和中西部4大區域集群。

　　環(huán)渤海區域集群以哈爾濱經(jīng)開(kāi)區機器人產(chǎn)業(yè)園、沈陽(yáng)新城機器人產(chǎn)業(yè)基地、青島國際機器人產(chǎn)業(yè)園等為主，其特點(diǎn)是科研機構扎堆，研發(fā)能力強;珠三角區域集群以廣州機器人產(chǎn)業(yè)園為主，其特點(diǎn)是產(chǎn)業(yè)基礎雄厚、市場(chǎng)應用空間大，控制系統占優(yōu)勢;長(cháng)三角區域集群以上海機器人產(chǎn)業(yè)園、昆山機器人產(chǎn)業(yè)基地、常州武進(jìn)高新區機器人及智能裝備產(chǎn)業(yè)園為主，其特點(diǎn)是外資、合資企業(yè)多，系統集成商發(fā)達，市場(chǎng)優(yōu)勢明顯;中西部區域集群以重慶兩江機器人產(chǎn)業(yè)園、蕪湖機器人產(chǎn)業(yè)園為主。

　　北京智能機器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng )新聯(lián)盟副理事長(cháng)高謙介紹了北京機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現狀。北京科技資源豐富，擁有全國領(lǐng)先的新一代信息技術(shù)資源，這些資源為北京智能機器人發(fā)展提供了強有力的技術(shù)支撐，奠定了北京快速發(fā)展智能機器人產(chǎn)業(yè)的基礎。目前，北京形成了一批有代表性的機器人研發(fā)單位，主要聚焦醫療健康、家庭服務(wù)和特種工業(yè)機器人，這些領(lǐng)域的機器人在國內已達到了領(lǐng)先水平。在家庭服務(wù)機器人領(lǐng)域，整體技術(shù)水平與發(fā)達國家同處于起步發(fā)展階段，形成了納恩博、康力優(yōu)藍、北京博創(chuàng )智聯(lián)科技有限公司、國家康復輔具研究中心、北京航空航天大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“北航”)、北京工業(yè)大學(xué)等代表性單位。在醫用機器人領(lǐng)域，目前已突破基于在線(xiàn)反饋和智能引導的人機交互技術(shù)、智能假肢運動(dòng)控制技術(shù)、人體運動(dòng)意圖識別技術(shù)、碳纖維復合材料工藝等核心技術(shù)。醫用機器人產(chǎn)業(yè)的部分技術(shù)達到了國際水平，整體技術(shù)水平與國際先進(jìn)水平相差3～5年，腦外科、假肢等技術(shù)已實(shí)現轉化應用，目前形成了以北航、北京天智航醫療科技股份有限公司、北京大學(xué)、北京工道風(fēng)行智能技術(shù)有限公司、北京理工大學(xué)等為代表性單位。但高謙同時(shí)表示，北京機器人產(chǎn)業(yè)體量較小，企業(yè)相對分散，產(chǎn)業(yè)尚未在北京地區形成集聚。

　　加強材料產(chǎn)業(yè)對機器人產(chǎn)業(yè)的支撐作用

　　盧月品表示，我國未來(lái)機器人產(chǎn)業(yè)需求潛力巨大。據統計，2015年全球工業(yè)機器人銷(xiāo)量超過(guò)24萬(wàn)臺，同比增長(cháng)8%。2006-2015年，全球工業(yè)機器人銷(xiāo)量年均增速約為14%。2014年亞洲銷(xiāo)量約占2/3，中國、韓國、日本、美國和德國5大市場(chǎng)的銷(xiāo)量占全球工業(yè)機器人總銷(xiāo)量的75%左右。目前，我國工業(yè)機器人市場(chǎng)需求處于爆發(fā)期。全球制造業(yè)每萬(wàn)名工人使用工業(yè)機器人數量由5年前的50增加到66，其中工業(yè)發(fā)達國家機器人密度普遍超過(guò)200，我國制造業(yè)機器人密度由5年前的11增加到36，我國機器人密度較低但增速較快，未來(lái)工業(yè)機器人市場(chǎng)潛力巨大，需求將繼續保持井噴態(tài)勢。此外，我國從2012年開(kāi)始進(jìn)入人口老齡化快速發(fā)展期，而且我國也是地震、洪澇等災害多發(fā)國家，這些因素將使得我國有望形成全球最大的服務(wù)機器人市場(chǎng)。

　　毫無(wú)疑問(wèn)，我國機器人產(chǎn)業(yè)是一塊“大蛋糕”。但是，占到機器人成本70%左右的控制器、伺服電機、減速機等機器人的3大核心零部件，目前仍處于依賴(lài)進(jìn)口的局面。如何奪回被國外市場(chǎng)搶占的“大蛋糕”，是一個(gè)復雜而嚴峻的問(wèn)題。北京大學(xué)工學(xué)院王啟寧研究員表示，機器人技術(shù)的交叉性極強，涉及機械、自動(dòng)化、力學(xué)、計算機、材料學(xué)、仿生學(xué)等多個(gè)學(xué)科。他指出，機器人產(chǎn)品核心部件的國產(chǎn)化，受到結構設計、加工工藝、制造精度、材料以及標準等諸多因素的影響。

　　機器人產(chǎn)業(yè)是高端裝備制造業(yè)的代表。材料產(chǎn)業(yè)是工業(yè)發(fā)展的先導，為機器人產(chǎn)業(yè)等高端制造業(yè)的發(fā)展奠定了基礎、提供了保障。機器人關(guān)鍵部件所用的材料有：機器本體用結構材料、高精密減速器用高強度耐磨材料、伺服電機用高性能磁性材料、感知系統用傳感材料等。

　　跟蹤機器人的發(fā)展趨勢，不斷提高機器人產(chǎn)業(yè)與材料產(chǎn)業(yè)間的融合度，對于材料產(chǎn)業(yè)而言責無(wú)旁貸。當下，應主要做好3方面工作，以提升材料產(chǎn)業(yè)對機器人產(chǎn)業(yè)的支撐力度。

　　第一，加強機器人輕量化材料的研發(fā)。傳統機器人龐大的自身重量本身為其安全性帶來(lái)了一定的隱患，另外，機器人自重太大會(huì )制約其在某些對質(zhì)量有很?chē)栏裣拗茍?chǎng)合中的應用。因此，若要提高機器人的安全性能，機器人的輕量化是需要解決的重要問(wèn)題，也就是開(kāi)發(fā)質(zhì)量盡可能輕的輕型機器人。同時(shí)，輕量化可以提升機器人的運動(dòng)性能，可以節約材料、節約能源、降低成本。而將機器人的部件采用新型輕質(zhì)材料進(jìn)行替換，是機器人輕量化的重要途徑之一。目前，應用在輕量化方面的主流材料有高強度鋼、鋁合金、鎂合金、碳纖維以及其他復合材料等。而對這些輕量化材料在機器人上的應用還需要進(jìn)一步加強。據悉，美國的相關(guān)企業(yè)就非常重視機器人輕量化的研究，力爭大幅降低機器人的自重與負載比。這一動(dòng)態(tài)需要得到我國業(yè)界人士的足夠重視。

　　第二，促進(jìn)新興材料在機器人上的應用。仿生是機器人未來(lái)的發(fā)展方向之一，在諸多不適合由人類(lèi)來(lái)承擔任務(wù)的情況如反恐防爆、太空探索、搶險救災等環(huán)境下逐漸凸顯出良好的應用前景。前沿的材料技術(shù)為機器人的發(fā)展帶來(lái)無(wú)限可能。例如，作為仿生機器人一類(lèi)的軟體機器人，由柔韌性材料制成，可在大范圍內任意改變自身形狀和尺寸，在偵察、探測、救援及醫療等領(lǐng)域的應用前景非常廣闊。石墨烯隨著(zhù)其技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)化的推薦，不斷走入現實(shí)生活，有媒體稱(chēng)，一種石墨烯凝膠的成功研發(fā)使得軟體機器人邁入了新的時(shí)代。而有關(guān)適合應用于機器人上的新型材料的研發(fā)消息層出不窮。2015年，來(lái)自劍橋大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種神奇的配方，這種配方能將具有單獨功能的多種材料集成到一種材料上，這種人類(lèi)首次設計并合成的多功能材料，就像動(dòng)物的肌肉一樣，非常適合用于制造機器人。2016年3月，康奈爾大學(xué)的研究人員研發(fā)出了一種神奇的新型復合材料，該材料融合了堅硬的金屬和柔軟的泡沫橡膠，可在堅硬和柔軟2種特性中相互轉換。發(fā)明者表示，機器人如果采用這種新材料，它的動(dòng)作就會(huì )變的更加自然，而且可在需要時(shí)為自己打造一款柔韌性十足的外骨骼，不需要時(shí)則可將其熔化并重新塑形。機器人不斷開(kāi)拓的新型應用領(lǐng)域如搶險救災、太空探索、水下作業(yè)等，由于環(huán)境特殊，所以對材料也有著(zhù)特殊的要求，這也為材料帶來(lái)了巨大的發(fā)展新機遇。目前，新興材料在機器人上的應用尚處于剛剛起步的階段，還存在著(zhù)一系列問(wèn)題需要繼續進(jìn)行扎實(shí)而深入的研究。

　　第三，推動(dòng)交叉學(xué)科人才的培養與建設。關(guān)于科技發(fā)展的一個(gè)說(shuō)法是，人類(lèi)科學(xué)技術(shù)發(fā)展史就是一個(gè)各種學(xué)科和技術(shù)互動(dòng)融合、交叉發(fā)展的歷史過(guò)程。機器人技術(shù)作為當今科學(xué)領(lǐng)域最活躍的研究方向之一，其學(xué)科交叉尤其繁多。目前，機器人產(chǎn)業(yè)就存在交叉學(xué)科人才匱乏的問(wèn)題。材料科學(xué)是一門(mén)基礎的學(xué)科，服務(wù)于包括機器人產(chǎn)業(yè)在內的制造業(yè)。培養材料科學(xué)和機器人技術(shù)的交叉人才，才能搭建材料產(chǎn)業(yè)與機器人產(chǎn)業(yè)的橋梁，促進(jìn)二者之間的有效融合，進(jìn)而推動(dòng)我國機器人產(chǎn)業(yè)的健康持續發(fā)展。

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