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国外机器人产业创新的积累路径

2016-09-14 09:50
安娜PARKER
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  作为“制造业皇冠顶端的明珠”,机器人产业成长和创新不是一日之功,而是机器人研发、产业化、制造、核心技术、知识产权、推广应用能力长期积累的结果。机器人产业是研发密集度很高的战略性新兴产业,需要长期的创新积累和时间积累。国外机器人产业发展和创新的积累主要有如下五个路径。

  其一,基础科学研究积累。机器人学是综合了计算机、机械工程、电子、信息传感器、控制理论、材料、人工智能、仿生等诸多学科而形成的一门新兴学科。模糊控制、人工神经网络等新技术突破的应用不断提高了机器人的智能水平。阿兰·图灵提出人工智能概念已有60多年了,人工智能研发和试验经过了相对长期的积累,这期间还经历了人工智能研发的长期停滞寒冬。作为美国远期重大国防科技攻关项目的管理部门,作为因特网和GPS定位系统的发明者,DARPA(美国国防部先进研究项目局)也将机器人技术列入其中。DARPA在创立早期就资助美国高校进行机器人研发。如1962年康奈尔大学研发的军用外骨骼的雏形——“采用主从控制方式的人力放大系统”、1968年MI巨型计算机控制智能机器人的雏形——“Shakey”。1亿美元的DARPA“先进操作机械手组件计划”目标是使机器手能够自主操纵并执行复杂的任务。DARPA在推进“先进操作机械手组件计划”时侧重于基础研究,由于具有超前性,其研究成果往往长期成为技术储备,形成了机器人基础研究与大规模应用之间滞后周期有数20年以上。

  其二,机器人研制的长期积累。早在1959年,德沃尔与约瑟夫·英格伯格研制出全球第一台工业机器人。1961年美国麻省理工学院林肯实验室研发了配有接触传感器的遥控操纵器与计算机连接。同年,美国人乔治·德沃尔(G.C.Devol)获得可编程的机器人专利。1968年,美国斯坦福人工智能实验室的J.McCarthy等研制带有手、眼、耳的计算机系统。1969年,美国原子能委员会和国家航天局研制成功携带着人工臂、电视摄像机和拾声器等的机器人。1979年优尼梅生(Unimation)公司推出了PUMA系列工业机器人。1979年,日本山梨大学牧野洋研制成功具有平面关节的SCARA型机器人。20世纪80年代,雷诺汽车公司与政府研究机构合作研制汽车装配线的第一代工业机器人。波士顿动力公司20世纪90年代初获得DARPA项目资助,实现了机器狗、机器猎豹、人形机器人等试验产品的积累,洛克希德·马丁和雷神在研制军用外骨骼机器人方面的试制积累等。服务机器人行业的明星企业iRobot公司来自于MIT电脑科学及人工智能实验室,1998年得到DARPA的战术机器人项目资助,研制出PackBot,2004—2005年获得的资助超过五千万美元。由于有充足的技术储备和研制积累,2002年,iRobot家庭清扫机器人市场Roomba市场应用获得成功。

  其三,覆盖机器人产业整个价值链的创新积累。为了建立起新的产业形态、新的商业模式、新产业创新生态体系,智能机器人要完成在研发设计、生产、供应链、销售、服务等全价值链环节的创新积累与布局。为保持在全球机器人领域的领导力,欧盟2014年至2020年,开始机器人研发资助项目覆盖技术研发到产品试制的完整价值链。而DARPA资助了大量前瞻性研发项目,如“先进操作机械手组件计划”、充气式机械手臂、柔性机器人、自觅食机器人等以及机器人挑战赛

(DARPA Robotics Challenge,DRC)等。

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