作為2023世界機器人大會的論壇之一,由北京市科學技術協會、北京市科學技術研究院主辦的“機器人與科創融合發展論壇”近日舉行。
論壇后,北京航空航天大學研究員陶永接受新京報記者專訪。他表示,我國智能機器人技術和產業處于發展快車道,醫療機器人、人形機器人等是未來熱點領域。他建議,要圍繞核心關鍵技術加強機器人的基礎研究,促進多學科的交叉和融合。
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北京航空航天大學研究員陶永。受訪者供圖
醫療機器人、人形機器人等是未來熱點領域
新京報:每年世界機器人大會博覽會上,工業機器人、服務機器人、特種機器人同場炫技都會引發關注。目前,這幾大類機器人各自的發展現狀如何?
陶永:我國智能機器人技術和產業處于發展快車道。三類機器人都處于快速發展中,工業機器人是最早實現產業化應用的,目前廣泛應用于世界各國智能制造自動化生產線中,比如汽車制造、3C加工、食品加工、焊接、噴涂、搬運碼垛等。我國是工業機器人大國,工業機器人裝機量連續九年居于全球首位。工業機器人在產值上也占有較大比例。
服務機器人是快速增長的新興領域,種類比較多,涵蓋了醫療康復機器人、助老助殘機器人、家庭教育娛樂機器人、商用機器人等。百姓家用的掃地吸塵機器人、商場寫字樓里的無人配送機器人、餐館里的送餐機器人等都屬于服務機器人。在這一領域,我國和世界上其他機器人產業發達的國家處于并跑的地位,未來在部分領域可能實現領跑。服務機器人未來有望走入千家萬戶,實現量大面廣的應用。
特種機器人是在特殊環境中代替人進行作業的機器人,比如地震、洪澇災害后應用的搶險救災機器人、核工業環境中的檢測機器人、極地科考機器人、太空中的空間機器人等。隨著特定領域需求的增加,特種機器人也具有廣闊的發展空間。
根據前瞻產業研究院的分析和預測,預計2023年我國機器人產業規模將達到260億美元,其中,工業機器人156億美元、服務機器人81億美元、特種機器人23億美元。
8月16日,2023世界機器人大會現場,工作人員在演示骨科手術機器人。? 新京報記者 李木易 攝
新京報:今年博覽會首次全館打造“機器人+”制造業、農業、商貿物流、醫療健康、商業社區服務、安全應急和極限環境應用等10大應用場景板塊,您認為這樣的設置有何意義?
陶永:今年,工信部、教育部等十七部委聯合發布《“機器人+”應用行動實施方案》,提出到2025年,制造業機器人密度較2020年實現翻番。同時聚焦10大應用重點領域,突破100種以上機器人創新應用技術及解決方案,推廣200個以上具有較高技術水平、創新應用模式和顯著應用成效的機器人典型應用場景,打造一批“機器人+”應用標桿企業。
這次世界機器人大會布置的“機器人+”制造業,就是圍繞我國智能制造進行展示,尤其對國內外工業機器人產業中的龍頭企業進行展示。其他九個板塊也都是國家要推廣機器人應用的重點領域,一些領域和百姓日常生活息息相關。這樣的設置有利于將最新的成果進行集中展示,搭建產學研用的良好環境,更好地面向應用和需求研發機器人重要產品。
新京報:當下,醫療機器人、仿生機器人、協作機器人、群體機器人、微納機器人等也非常受關注,您認為未來哪些機器人有發展潛力,是未來熱點的發展方向?它們有怎樣的應用場景?
陶永:2023世界機器人大會上發布了《機器人十大前沿技術(2023-2024年)》,這些機器人也都被囊括其中。
仿生機器人是指受生物學原理和生物體結構啟發而設計制造出來的機器人,以模仿生物的運動、行為和外貌,實現更自然、適應性更強的性能,包括人形機器人、四足機器人、仿魚水下機器人、仿生撲翼機器人等。未來,他們將在特殊服役、工業生產、商業服務、家庭服務等領域有廣闊的應用空間。
8月16日,2023世界機器人大會在北京經開區亦創國際會展中心開幕,多款仿生人形機器人(左)現場亮相。? 新京報記者 李木易 攝
群體機器人與人工智能技術中的群體智能技術是緊密結合的,旨在實現多機器人的協同,比如多個無人機協同進行飛行表演,電商物流中的幾百個機器人在智能分揀時開展協同作業,它們不會發生碰撞,其中包含分布式系統、群體動力學建模、群體仿真、感知和信息共享、通信協議和拓撲、任務分配與協作等核心技術。目前,機器人的群體感知、定位與導航等技術已經慢慢實現突破,在相關行業有了很好的應用。
微納機器人具備微小、精準、靶向、低損傷、超高精度可控等優點,被認為是未來對抗人體疾病的“理想武器”之一。未來,包含血管介入機器人等帶有微型傳感器的機器人將在生物醫學、組織工程、微電子技術等領域具有廣闊應用前景。
《機器人十大前沿技術(2023-2024年)》中還包括具身智能與垂直大模型。將大模型與具身智能相結合,實現與文本、圖像、音頻等多模態數據的聯合分析,可創造更強大、更智能的機器人系統。在人機交互領域,結合知識性、適合標準化的場景與大模型緊密融合,在機器人聊天、陪護、助理、科教等領域,使得機器人能更好地應對各種情境和復雜的環境,未來有望獲得規?;牧己脩谩?/p>
我國和其他機器人強國的差距正在縮小
新京報:目前,各國都非常重視機器人產業發展,均在布局突破關鍵技術,我國機器人技術產業發展在全球處于什么樣的位置?發展現狀如何?有何優勢?
陶永:機器人產業是戰略性的新興產業,不管是在智能制造工廠還是未來人類的生活中,都將有很好的應用;而且機器人相關技術是帶動性的技術,將這些技術發展起來后可以在不同行業進行擴展。
目前,我國和美國、歐洲、日本等世界機器人強國(地區)的差距正在縮小。在工業機器人的零部件技術、高精度控制、智能傳感器、工業視覺技術、力傳感器技術等領域,我國正在快速發展,逐漸實現了機器人核心零部件的國產化替代。雖然關鍵核心技術和國外相比仍有差距,但我國正在加強研發和投入的力度,當前已經處于快速發展當中。
中國的優勢是市場巨大、用戶需求廣。我國人口多,進入老齡化社會后,對于醫療康復機器人、養老機器人有著迫切的需求。我國也是制造大國,對工業機器人有著旺盛的需求。另外,我國的協作機器人、商用服務機器人等也處于快速探索和發展之中。同時,我國機器人產業人才隊伍正越來越壯大。
8月16日,2023世界機器人大會現場,觀眾排隊體驗可以制作冰激凌的機器人。? 新京報記者 李木易 攝
新京報:當下,機器人越來越多地走入人們的日常生活,我國機器人技術與產業發展前景如何?哪些因素正驅動智能機器人發展?
陶永:我國機器人產業未來的發展前景十分廣闊。進入老齡化社會后,由于勞動人口的短缺,我國對機器人的需求將更加迫切。一些醫院愿意采購醫療機器人以提高手術的水平。另外,隨著我國經濟水平提高、居民收入的增加,大家將更有意愿購買機器人,代替人類進行簡單、重復、繁重的勞動。
同時,我國居于領先地位的新能源汽車、3C、光伏、智能硬件等領域,對自動化機器人生產線的需求也日益增多。此外,人工智能、大數據、云平臺、虛擬現實、5G、人機交互、情感識別等技術的突破,將對服務機器人的發展起到很大的推動作用,進一步促進機器人成本的降低,使其性能更加完善,可靠性進一步提高。
注重人才隊伍培養,加強校企交流與合作
新京報:要發展機器人產業,我國還有哪些前沿技術和挑戰性問題亟待解決?
陶永:我國發展機器人產業仍有一些關鍵瓶頸技術需要進一步突破。首先,機器人核心零部件要實現自主替代,不僅包括控制器、伺服電機和驅動器及減速器三大傳統部件,視覺傳感器、力傳感器、高速/高功率的微小型電機/液壓驅動器等新型零部件也需要攻克。在特殊行業應用方面,機器人的環境感知、精確運動控制技術也極為重要。
另外,隨著機器人進入家庭,和人打交道越來越多,語音交互、視覺交互等人機交互技術的發展也十分重要。機器人與虛擬現實、元宇宙技術的融合,觸覺感知能力、腦機接口技術等的融合,機器人技術與人工智能技術、大數據云平臺技術的融合,以及家庭教育、娛樂等服務機器人的模塊化設計等都是需要攻克的技術。
另外,機器人安全和倫理等相關問題和技術也需要關注。
新京報:你對于未來智能機器人的發展有哪些建議?
陶永:要圍繞關鍵核心技術加強機器人的基礎研究,促進多學科的交叉與融合,培育壯大一批機器人龍頭企業,并發揮這些企業的帶動作用,加速機器人的應用和推廣。
聚焦人工智能、5G、云平臺、大數據、工業互聯網等新興領域,加快新一代人機協作機器人、醫療康復機器人、社區服務機器人、教育服務機器人和電商無人配送等智能機器人的發展;同時,圍繞搶險救災等特殊行業的應用,建立機器人市場準入的快速綠色通道,并加強監管和規范。
要加強機器人行業人才隊伍培養,探索產教融合的機器人應用教育新模式,在相關高校設立機器人專業和學院,加強機器人領域校企的交流與合作,讓相關專業的學生能夠在機器人企業進行實習,提升機器人研發和應用型人才的規模和水平。此外,通過專業認證的機器人大賽培養和發掘人才。
還要加強機器人產業鏈和供應鏈的協同穩定發展,建立機器人供應鏈保障體系,保障機器人重點行業和企業關鍵原材料、核心零部件的供應。
新京報記者 張璐
編輯 陳靜 校對 吳興發