近二十年来，互联网的发展带动了一系列网络延展科技的发展，给人们的生活带来了翻天覆地的变化。未来互联网将向物联网发展，而在物联网的时代，RT（Robotics Technology）将取代IT成为全球经济增长的新引擎。作为集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备，智能机器人的诞生对未来的生产生活产生了变革性的影响。智能机器人不仅广泛运用于工厂作业中，近两年来开始向家庭生活运用渗透，智能机器人正在不断改变人们的生产生活方式。洞察智能机器人的发展，把控智能机器人学未来的发展趋势，掌握国家对于智能机器人产业的政策动态至关重要。

本文主要分三部分，首先对智能机器人概念进行概述，对智能机器人的诞生和机器人学的建立及发展进行梳理；其次，罗列并陈述韩国、美国、法国、英国、德国、中国等国家影响智能机器人发展的相关政策。最后，对我国智能机器人发展前景进行推测和展望。

1 概述

机器人学（Robotics）是与机器人设计、制造和应用相关的科学，又称为机器人技术或机器人工程学，主要研究机器人的控制与被处理物体之间的相互关系。目前已经演变为机器人相关的通用技术的学科分支。

机器人的诞生和机器人学的建立及发展，是20世纪自动控制领域最显著的成就之一，是20世纪人类科学技术进步的重大成果。目前，全世界已经有近千万台机器人在运行，而每年机器人的销售额仍然保持20%以上的增长率。随着机器人应用领域的不断扩大，机器人已从传统的制造业进入人类的工作和生活领域，对国民经济和人民生活的各个方面均已产生重要影响。另外，随着需求范围的扩大，机器人结构和形态的发展呈现多样化，机器人系统逐步向具有更高智能和更密切与人类社会融洽的方向发展。

机器人的种类繁多，根据不同的标准可以进行多种分类。国际学术界通常将机器人分为工业机器人和服务机器人两大类。工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来，机器人技术及其产品已成为柔性制造系统（FMS）、自动化工厂（FA）、计算机集成制造系统（CIMS）的自动化工具。服务机器人是机器人家族中的一个年轻成员，可以分为专业领域服务机器人和个人、家庭服务机器人。服务机器人的应用范围很广，主要从事维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。而我国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为工业机器人和特种机器人两类。工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。特种机器人是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，包括：服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。在特种机器人中，有些分支发展很快甚至有独立成体系的趋势，如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。

人类的生活正朝智能化的方向不断发展，智能手机、智能电视、智能冰箱等层出不穷，机器的智能化给人们的生活带来了极大的便利，机器人也不可避免地向着智能化发展。智能机器人得以实现主要依赖于两项技术的突破：第一，人机互动方式的改善；第二，数据获取与处理能力的提升。追溯这两项技术的学术之源，机器人学的发展为智能机器人产业的爆发提供了智力支持。机器人学致力于研究如何进一步改善人际互动的方式与优化数据的获取与处理。作为智能机器人产业核心推动力，机器人学的发展直接决定了智能机器人的人机交互能力和数据的获取与处理能力。

智能机器人研究不仅是国家战略的需要，也是学科前沿交叉的典型代表，已成为国家科技创新与发展的助推器。大数据与互联网、智能材料、仿生、微纳、3D打印、柔性多体动力学、传感与控制技术等的快速发展使得以合作、融合为特征的新一代智能机器人成为可能。

2 智能机器人的发展

从全球机器人市场规模来看，在全球整体机器人市场规模不断扩大的背景之下，亚洲市场是全球机器人消费的最大市场。根据2014年波士顿咨询公司（BostonConsulting Group， BCG）的估计，2025年机器人市场规模将达到670亿美元；而2017年，这一估计值已经被上调至870亿美元。其中，商业市场的增长幅度从17%被调整至22.8%；消费市场的增长幅度则从9%上调至23%。这也预示着当前全球机器人市场正在经历发展方向的转移，由当前以工业机器人为主逐渐转向以服务机器人为主。根据IFR统计，2010年-2016年，服务机器人全球销量从39.64亿美元上升至74.5亿美元，年均复合增速11.14%，个人使用的服务机器人市场预计在2018-2020年间也将达到110亿美元的规模。

2.1 我国智能机器人发展现状

从产业的角度而言，我国对于机器人有着极大的产业需求，据IFR的产业报告，中国是全球机器人需求量最大的国家。但是就技术的发展而言，我国对于机器人学的研究起步比较晚。在20世纪70年代开始，机器人学才开始在我国萌芽。随后的二十年里，机器人学在我国蓬勃发展，随着一批批中国学者前赴后继地投入机器人学研究，我国在相关领域的学术发展在全球崭露头角。我国机器人学发展的主要的历史事件有：1972年，中国科学院沈阳自动化研究所开始了机器人的研究工作；1985年12月，我国第一台水下机器人“海人一号”首航成功，开创了机器人研制的新纪元；1986年，“智能机器人主题”作为自动化技术主题之一被列为《国家高技术研究发展计划》即863计划发展的主要领域，此外还有航空领域确定的“空间机器人”专题，凸显了国家战略对机器人研究的重视；1997年，南开大学机器人与信息自动化研究所研制出我国第一台用于生物实验的微操作机器人系统。2015年，国内工业4.0规划——《中国制造2025》行动纲领出台，其中提到，我国要大力推动优势和战略产业快速发展机器人，包括医疗健康、家庭服务、教育娱乐等服务机器人应用需求。经过近四十年的发展，我国机器人的研究有了很大的发展，有的方面已达到世界先进水平，但与先进的国家相比还是有较大差距，从总体上看，我国机器人研究仍然任重道远。

自2016年以来，中国一直是工业机器人的最大使用国。到2020年，这个数据预计将增长到95万台，超过欧洲的61万台。到2020年大约有190万机器人将在亚洲各地运作着，这几乎等同于2016年全球的机器人存量；而根据IFR表示，中国已经成为了世界上最大的机器人消费国——目前中国排在工业机器人销量市场的第一位，而美国仅仅排在第四位。数据显示，珠三角地区是我国机器人产业发展领先的地区，机器人相关企业数量为747家，总产值达750亿元，平均销售利润率为17%，规模和效益在国内都属首屈一指。根据《中国制造2025》的规划，2020、2025和2030年工业机器人销量的目标，将分别达到15万台、26万台和40万台，预计未来10年中国机器人市场将达6000亿元人民币。

对中国而言，当前的任务不仅是要把机器人水平提高上去，而且还要尽可能多地占领市场。2013年12月22日，工信部为加强行业管理、推进我国工业机器人产业有序健康发展，提出了关于推进工业机器人产业发展的指导意见；2014年6月，习近平在两院院士大会上的讲话提到，“机器人革命”有望成为“第三次工业革命”的一个切入点和重要增长点，将影响全球制造业格局，而且我国将成为全球最大的机器人市场。2017年7月31日，为了促进智能机器人以及相关领域的大力发展，科技部发布了智能机器人重点专项2017年度项目申报指南。通知中规定，2017年度“智能机器人”重点专项按照基础前沿技术类、共性技术类、关键技术与装备类、示范应用类四个层次，发布42条指南。其中基础前沿技术类指南5条，主要涉及机器人新型机构设计、智能发育理论与技术，以及互助协作型、人体行为增强型等新一代机器人验证平台研究。目前，我国工业机器人产业的发展目标是开发满足用户需求的工业机器人系统集成技术、主机设计技术及关键零部件制造技术，突破一批核心技术和关键零部件，提升主流产品的可靠性和稳定性指标，在重要工业制造领域推进工业机器人的规模化示范应用。

同时，国内的几个主要城市如北京、上海、深圳等也推出了相应的政策。

北京市经济和信息化委员会于2017年9月25日印发《北京市机器人产业创新发展路线图》，提出“到2025年建成全球新兴的机器人产业创新中心”的战略愿景。按照《北京市机器人产业创新发展路线图》，北京将分两阶段实现战略目标。第一阶段是，到2020年，北京机器人产业收入达到120至150亿元，培育形成10家行业领军企业、10个研发创新总部，实施10个工业机器人重大应用项目；第二阶段是，到2025年，北京机器人产业收入达600亿元左右，形成全球领先的机器人技术协同创新体系，人工智能等前沿领域达到世界领先水平，操作系统及软件达到国际先进水平，基本建成全球领先的机器人创新应用基地。

为了加快推进上海市机器人产业发展及应用，上海市经济信息化委于2014年11月10日印发了《关于上海加快发展和应用机器人促进产业转型提质增效的实施意见》。上海机器人产业发展已经具备一定基础，已成为我国规模最大的机器人产业集聚区，形成了外资企业与内资企业、本地企业与国内其他企业竞相发展格局，形成机器人研发、生产、应用等较为完整的产业链，集聚了一批本体和功能部件企业、系统集成商、相关大学和科研院所。但上海在机器人产业发展上与欧美、日韩等发达国家相比，还存在着核心功能部件依赖国外技术、自主本体企业尚未形成规模、自主研发的机器人难以满足市场要求等不足。因此，上海市将采取突破机器人产业关键瓶颈、搭建机器人产业服务平台、创新机器人产业发展模式等促进措施，并明确提出将探索设立机器人产业基金。

国家自然科学基金委员会和深圳市政府在2016年全国两会期间于北京签订协议，双方将联合资助机器人基础研究中心项目，加快推进机器人基础研究中心项目落地，共同推动机器人科技创新发展，努力把深圳打造成为国内领先、世界一流的机器人产业基地。深圳是全国首个以城市为单元的国家自主创新示范区，科技创新走在前列，机器人产业发展也步入“快车道”，集聚了雄厚的资源。国家自然科学基金委和深圳市政府联合资助机器人基础研究中心项目，能够更好地落实供给侧结构性改革的要求，充分发挥国家自然科学基金的导向作用和深圳机器人研究开发、产业应用等方面的资源优势，打通产学研链条，吸引和汇聚全国机器人领域的科学家积极开展基础研究，积极促进机器人领域研究成果在产业上的推广和应用，为国家科技进步和实施“中国制造2025”战略做出积极贡献。

2.2 其他国家机器人发展

机器人的发展一直都是世界主要发达国家战略重点。从2012年至今，发达国家针对机器人发展纷纷推出国家层面的机器人发展支持的策略，希望能够在市场上抢占机器人发展的先机与主动权。

2012年韩国发布《机器人未来战略2022》，希望进入全球前三强；2013年美国发布《机器人发展路线图》，提出机器人发展的九大重点领域；法国发布《机器人行动计划》，推出机器人发展九大措施；2014年英国发布《机器人和自主系统战略2020》，希望占据全球机器人10%的市场份额；德国发布《工业4.0战略》，让机器人接管工厂。

其中，德国为了实现传统产业转型升级，陆续提出了本国的机器人领域发展带动产业升级战略规划。按照德国在2013年汉诺威工业博览会上提出的工业4.0计划，通过智能人机交互传感器，人类可借助物联网对下一代工业机器人进行远程管理，同时工业4.0中的智能工厂和智能生产环节都需要借助不断升级的智能机器人。这不仅有助于解决机器人使用中的高能耗问题，还可促进制造业的绿色升级，全面实现工业自动化。据统计，德国是世界第五大机器人市场，同时也是欧洲最大的机器人市场。

此外，用机器人“打败”人，是美国“再工业化”战略的方法之一。众所周知，全球第一台工业机器人就是在美国汽车生产中得到应用，由此拉开工业自动化新时代。如今，美国“再工业”化发展政策，将主要瞄准先进制造业，大力推动高附加值制造产业。因此，其对工业机器人的需求也将快速上升。

国际机器人联合会预测，“机器人革命”将创造数万亿美元的市场。由于大数据、云计算、移动互联网等新一代信息技术同机器人技术相互融合步伐加快，3D打印、人工智能迅猛发展，制造机器人的软硬件技术日趋成熟，成本不断降低，性能不断提升，军用无人机、自动驾驶汽车、家政服务机器人已经成为现实，有的人工智能机器人已具有相当程度的自主思维和学习能力。国际上有舆论认为，机器人是“制造业皇冠顶端的明珠”，其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。在此背景下，各个国家的机器人主要制造商纷纷加紧布局，抢占技术和市场制高点。

3 趋势

3.1 趋势预测

经预测，未来三年内交叉研究的主要领域是机器人学习，主要是Robotics和Neural Networks、Machine Learning、Computer Vision、Control Methods等领域的交叉。

机器人未来的发展有三大趋势：软硬融合、虚实融合和人机融合。软硬融合是指机器人软件比硬件更为重要，因为人工智能技术体现在软件上，数字化车间的轨迹规划、车间布局及自动化上料等都需要软硬件相结合。因此，机器人行业的人才既要懂机械技术，又要懂信息技术，尤其是机器人的控制技术。虚实融合是指通过大量仿真、虚拟现实，能够把虚拟现实与车间的实际加工过程有机结合起来。人机融合是指人、机器和机器人这三者如何有机融合，值得业界的深入思考。

3.2 我国机器人发展的前景展望

目前，我国机器人产业正处于蓬勃发展的状态，各类机器人正快速发展。工业机器人作为制造业皇冠顶端的明珠，其性能优势决定了其在工业生产中的优势地位。近年来，随着经济危机阴影的消退，工业机器人的生产需求量不断上升，市场销量也保持快速增长。未来，一方面由于我国劳动力人口不断减少，劳动力缺口不断提升，对工业机器人的需求会呈增加趋势；另一方面随着产品加工精度不断提高等，对工业机器人性能的需求也会不断提升。对于服务机器人，有机构预测未来服务机器人将像家用电器一样普及，广泛参与人们的生活、走进千家万户。特别是随着我国人口老龄化加速，未来对医疗服务机器人、陪伴机器人等的需求有可能会出现爆炸式增长。凭借其重要的战略意义，未来军事机器人也将越来越受到重视，其智能化将会越来越高。而军事机器人的尺寸则将会呈现出“两级分化”的发展趋势：一方面，为满足新形势下急难险重任务的需求、提高工作效率，一部分机器人将越来越偏向大型化；另一方面，为提高隐蔽性、方便士兵携带，另一部分军用机器人将越来越小，呈微型化发展。

虽然目前机器人市场基本被国外品牌垄断，但我国政府开始对机器人领域的重视：我国工信部发布的《机器人产业发展规划（2016—2020年）》中明确要求要大力发展机器人关键零部件，强化产业创新能力，以提升我国机器人的竞争力，为《中国制造2025》服务。同时，我国的自主品牌开始创立起来，创新能力不断提高，市场也在一步步打开。

以上内容节选自《AMiner：2018智能机器人（前沿版）研究报告》

摘自《自动化博览》2018年10月刊