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【深度】机器人发展现状及趋势分析

一、机器人创新发展概述

机器人是集机械、电子、控制、传感、人工智能等多学科先进技术于一体的自动化装备。自1956年机器人产业诞生后,经过近60年发展,机器人已经被广泛应用在装备制造、新材料、生物医药、智慧新能源等高新产业。机器人与人工智能技术、先进制造技术和移动互联网技术的融合发展,推动了人类社会生活方式的变革。

当前,我国机器人市场进入高速增长期,工业机器人连续五年成为全球第一大应用市场,服务机器人需求潜力巨大,核心零部件国产化进程不断加快,创新型企业大量涌现,部分技术已可形成规模化产品,并在某些领域具有明显优势。

(一)机器人创新发展进程

图1  机器人创新发展进程

第一阶段,发展萌芽期。1954年,第一台可编程的机器人在美国诞生。1958年,美国发明家恩格尔伯格建立了Unimation公司,并于1959年研制出了世界上第一台工业机器人。这一阶段,随着机构理论和伺服理论的发展,机器人进入了实用阶段。

第二阶段,产业孕育期。1962年,美国AMF公司生产出第一台圆柱坐标型机器人。1969年,日本研发出第一台以双臂走路的机器人。同时日本、德国等国家面临劳动力短缺等问题,因而投入巨资研发机器人,技术迅速发展,成为机器人强国。这一阶段,随着计算机技术、现代控制技术、传感技术、人工智能技术的发展,机器人也得到了迅速的发展。这一时期的机器人属于“示教再现”(Teach-in/Playback)型机器人,只具有记忆、存储能力,按相应程序重复作业,对周围环境基本没有感知与反馈控制能力。

第三阶段,快速发展期。1984年,美国推出医疗服务机器人Help Mate,可在医院里为病人送饭、送药、送邮件。1999年,日本索尼公司推出大型机器人爱宝(AIBO)。这一阶段,随着传感技术,包括视觉传感器、非视觉传感器(力觉、触觉、接近觉等)以及信息处理技术的发展,出现了有感觉的机器人。焊接、喷涂、搬运等机器人被广泛应用于工业行业。2002年,丹麦iRobot公司推出了吸尘器机器人,是目前世界上销量最大的家用机器人。2006年起,机器人模块化、平台统一化的趋势越来越明显。近五年来,全球工业机器人销量年均增速超过17%,与此同时,服务机器人发展迅速,应用范围日趋广泛,以手术机器人为代表的医疗康复机器人形成了较大产业规模,空间机器人仿生机器人和反恐防暴机器人等特种作业机器人实现了应用。

第四阶段,智能应用期。这一阶段,随着感知、计算、控制等技术的迭代升级和图像识别、自然语音处理、深度认知学习等人工智能技术在机器人领域的深入应用,机器人领域的服务化趋势日益明显,逐渐渗透到社会生产生活的每一个角落。

(二)机器人产业规模加速增长

根据IDC预测,在全球机器人区域分布中,亚太市场处于绝对领先地位,预计其2020年支出将达1330亿美元,全球占比达71%;欧洲、中东和非洲为第二大区域;美洲是第三大市场。

图2  2020年全球机器人市场占比

近年来,中国各地发展机器人积极性较高,行业应用得到快速推广,市场规模增速明显。2017年,我国机器人市场规模达到62.8亿美元,2020年,预计超过100亿美元。

图3  中国机器人市场规模

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