机器人的“儿童期”

　　它是关乎国家工业发展关键装备的支撑技术；它是工业生产、助老助残、娱乐教育、家庭服务的重要助手；它被称为继PC工业之后，推动国家经济和技术发展的“引擎”；机器人正在全球范围内点燃人们的热情。然而，已经40岁的中国机器人产业仍处于规模小、市场小、应用少、核心元件缺乏的“儿童期”。在“十二五”发展高端制造业的战略下，中国机器人能否迎来最佳的成长时机？

　　刚过25岁生日的胡古最近很兴奋，他收到了一份特别的生日礼物：家务机器人。这个机器人的外型更像一个圆盘型吸尘器，它可以自动感应地面灰尘量，自动选择最佳清洁模式，在房间内循环地沿边清洁、精扫，没电的时候还能自动返回插座充电。这个机器人给胡古全家带来了很多乐趣。

　　机器人正在全球范围内点燃人们的热情，中国也不例外。自上世纪70年代提出“发展机器人”以来，中国机器人特别是工业机器人的技术和市场取得了从无到有的巨大进步，但依然处于“儿童期”。

　　为工业而生

　　“所谓机器人，就是用技术手段实现人的功能。因此机器人的发展可以分为两个步骤，即工业化机器人和服务型机器人。”沈阳新松机器人自动化股份有限公司总裁曲道奎表示。

　　机器人最早诞生于工业生产中，特别是制造业，为了提供生产效率，保证产品品质，率先产生了对机器人的需求。

　　1954年，美国人乔治·德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人，并注册了专利。这种机械手能按照不同的程序从事不同的工作，具有通用性和灵活性，让机器人有了成为工业生产主力的可能。在此之后，机器人开始逐渐应用在制造业中。

　　“人们在工业生产中发现，生产线是标准化的流程，工人只要对产品进行某一项手工操作，而不需要太多思考，更多时候是‘动手不动脑’。所以，最早出现的机器人就是目前工业生产中最常提及的‘机械手’。”曲道奎说，这实际上是工业制造流程的自动化，这一时期的机器人，注重的是对人类四肢的模仿。

　　而到了20世纪末和21世纪初，伴随着视觉、识别、传感以及微电子技术等相关学科的进步，机器人的功能开始有所拓展，并逐渐向“人”发展。人们开始设想将电影中能够主动适应外界环境、与人进行交互沟通，并具有学习和思考能力的机器人变为现实。这就是现在世界各国正在研究的智能型机器人，也称为“服务型机器人”。

　　“未来，包括医疗机器人、保姆机器人在内的服务型机器人将在消费者市场普及，有很好的市场前景，但目前还没有形成产业，仍处于技术研究阶段；工业机器人是真正有需求、有应用、有市场的。”在曲道奎看来，目前工业机器人仍然是整个机器人产业的主体。

　　但是，当机器人已经在日本、美国等先进国家应用于工业生产时，绝大多数中国人仍视机器人为天方夜谭。1972年，时任中国科学院助理研究员的蒋新松和两位同僚联名起草了《关于人工智能及机器人》的报告，第一个在国内提出了“机器人的研究必须早起步”的建议。

　　很快，上海、天津、吉林、哈尔滨、广州、昆明等地的十多个研究单位和院校分别开发了固定程序、结合式、液压伺服型同用机器人，并开始了机构学（包括步行机构）、计算机控制和应用技术的研究。如今，这些机器人只有大约1/3被用于生产。

　　逼出来的产业

　　1986年，机器人产业开始受到国家关注，智能机器人被列入“863计划”；“九五”期间，“863计划”在沈阳、哈尔滨、一汽集团、北京机械工业自动化所、上海、四川绵阳确立了六大机器人主题产业化基地，开始了对产业的研究。

　　不过，这些产业基地大多以科研为主，所做的研究只能算是机器人“事业”，而非“产业”，中国机器人经过很长一段时间发展，都没有形成产业化。“真正的产业化，是逼出来的。”清华大学精密仪器与机械学系的博士生导师朱煜教授在接受《计算机世界》报记者采访时这样说。

　　2004年，中国半导体设备制造企业北方微电子研发用于芯片制造的高性能刻蚀机——这是一种能够在硅片上进行集成电路芯片图形蚀刻的设备。由于芯片制造极端精细，成品率控制极其严格，集成电路生产线的设备都采取完全自动化的工作模式，需要配置高、可靠（失效率小于十万分之一）的硅片传输机械手，分别在超洁净的大气环境和高真空环境下工作。而这样的机械手当时在国内根本没有，美国一家公司占据了全球市场的80%以上。为此，北方微电子经过选型，最终决定从美国订购一整套硅片输片机械手。

　　然而，这类半导体设备和生产线专用的机械手产品属于尖端技术，美国对中国实施“技术出口限制”，且极为昂贵。当时，北方微电子的研发工作已经投入了大量资金，在这一环节所受制约影响了研发进度，同时今后设备的量产需要持续地引进这种输片机械手，如果一直这样受制于人，将严重影响设备的产业化和成本控制。

　　北方微电子高层一方面与国内高校联系，一方面向相关政府机构汇报，希望通过政府支持自主开发半导体专用机械手。高校机器人专家看了需求和国外的样品后认为，国内可以设计制造出类似的产品，于是，政府在“863计划”中的机器人主题紧急资助了一个“半导体输片机械手”课题，对上述半导体专用输片机械手开展攻关。

　　“这样的事在中国机器人产业的发展中很常见，可以说，中国的机器人产业是被工业发展‘逼’出来的。”作为见证我国半导体设备艰辛攻关的专家之一，朱煜教授感触极深。而曲道奎更认为，中国机器人的市场，也是逼出来的。

　　一方面，在工业生产中，人类有体力的极限，而机器人可以代替人类完成许多“不可能的任务”，比如在水下、高温炼钢炉等工作环境极端恶劣的条件下，机器人比人类更稳定、更精确。因此，机器人出现后，被越来越多地应用在汽车工业、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、物流、制造业等诸多领域中，代替人类完成诸如搬运、焊接、喷涂等工作。

　　另一方面，由于劳动力成本最近几年不断上升，加之高端劳动力稀缺，这也使企业不得不转而依赖机器人。

　　引擎式“小”产业

　　今年2月，IBM最新的机器人“沃森”在美国问答节目《危险边缘》（Jeopardy！）中击败了节目史上最强的两位答题高手。在2010年上海世博会上，日本馆的机器人秀、法国馆的舞蹈机器人、上海联合馆的炒菜机器人等都赚足了人们的眼球。

　　此后，医疗机器人、餐厅机器人、清洁机器人等各种全新的机器人概念不断涌出。“真希望机器人能够出现在生活和生产的各个环节中。”一位看过各种机器人的世博观光客说。

　　无论是用于生活还是生产，机器人都将极大地提高生活质量和生产效率，为此，各国政府部门相继出台扶持机器人产业的相关政策，或是加大对机器人的投资。

　　上世纪90年代末，韩国因金融危机经济遭受重创，决定加快培育新型服务业，机器人成为一个重要方向。2009年，韩国政府发布了“第一次智能型机器人基本计划”，目标到2018年成为全球机器人主导国家，还将投入7亿韩元兴建机器人公园。

　　而在占全球工业机器人约有4成、技术和市场规模都处于领先地位的日本，机器人更是被寄予极高的希望。2004年，日本在“新产业发展战略”中提出7个产业领域，机器人产业赫然在列；在进一步实施“新产业发展战略”的“新经济成长战略”报告中，机器人也被放在日本成为“世界技术创新中心”的支柱地位，并开始重新审视更新机器人产业政策。同时，索尼、爱普生、本田、三菱等拥有良好机器人应用和研发基础的大工业制造企业，在业务重组、转型时都非常注重考虑智能机械的战略地位。

　　目前，欧洲拥有世界约1/3的机器人生产企业，因此欧盟将机器人视为检验欧洲竞争力的一项决定性因素。而美国也在2009年出台了针对军事领域的《机器人战略白皮书》，以减少士兵风险。

　　在中国，除了内地早早将机器人列入“863计划”外，台湾厂商在寻找电子产业领域的下一个杀手级应用时，也纷纷开始将目光聚焦在新兴的机器人领域。2008年上半年，台湾厂商在机器人领域的投资已达1.92亿美元，其规模较一年前成长了17%。

　　然而，尽管机器人受到了全世界极大的关注，但与PC工业几乎同时起步的机器人产业，发展状况却与PC业相距甚远。

　　根据国际机器人联盟IFR统计数据，2009年全球工业机器人累计装机量已经达到103.1万台，到2011年底这一数字将达到105.7万台，按照平均每台7万美元计算，机器人市场全球产业规模为752.5亿美元。

　　截止2009年底，全球正在运行的工业机器人中，美国有约19.4万台，日本33.98万台，而德国、韩国、意大利、中国和印度分别为14.58万台、7.93万台、6.29万台、3.68万台和4200台——我国运行中的机器人数量仅为第一名日本的10.8%。分析机构预测，2011年中国的机器人市场规模约为57亿元人民币。

　　“全球机器人都还是一个很小的产业，中国机器人的产业发展比国外更慢一些。”曲道奎表示，机器人产业发展还面临着很多制约因素。

　　首先，进入机器人领域要跨越技术、资金、人才等一系列壁垒，缺一不可。一方面，机器人属于“高精尖”技术，它是包含了机械制造、传感、识别、软件开发等在内的复合型学科，不是每个企业或机构都有足够的研发能力发展机器人；另一方面，机器人开发需要大量的资金支持，而市场却不成熟。“资金巨大而且无法获得足够的销售，因此企业都不愿意做机器人。”曲道奎说。

　　第二，就中国的产业发展来看，经过多年努力，虽然在某些研究领域已经与国外先进水平相差不大，但在一些关键的工艺技术和核心部件上，中国仍然受制于人。“这是由于中国的工业基础相对比较差，无法生产必须的高性能材料，或是加工工艺达不到国外一流水平。”朱煜表示，中国自主生产的机器人，很多时候为高端应用而开发，但最终受到工业基础薄弱和国际化全球化的冲击，很多产品只能应用在相对低端的领域。比如此前受北方微电子需求开发的输片机械手，目前还不能用于集成电路制造的设备上，而是先用在了太阳能电池和LED生产的设备中。“不过，有产业应用比不用强得多，不用就没有市场检验，完全失去了提高产品性能的机会。”他强调。

　　最好的时刻

　　今年，“十二五”规划提出“推进重点产业结构调整，推动装备产品智能化”，并特别将高端装备制造作为七大战略产业之一。“未来5年，在产业升级与结构调整中，高端装备制造的发展必然对生产自动化产生强烈的需求，进而带动中国工业机器人需求快速增长，市场环境也将随之成熟起来。”业内人士指出，“现在到了中国发展机器人最好的时候。”

　　一方面，中国的机器人技术正日趋成熟。据曲道奎介绍，随着国内软件业的发展，目前中国机器人在控制系统等软件上已经与国外企业相差无几，但诸如电机（伺服）驱动、高精齿轮、减速器等关键部件仍然依赖进口。“但这样的情况也正在改变。”曲道奎说，再有两三年时间，这种被动的局面就会扭转。

　　另一方面，过去中国机器人研究大多集中在科研机构，没有形成产业化的运营和管理，也缺乏龙头企业的带领，而现在，这种“无产业”状态已经逐渐开始改变。

　　2009年10月23日，首批登陆创业板的28家企业正式挂牌交易，其中就包括了一支名为“机器人”的股票，这就是新松机器人自动化股份有限公司。新松公司成立于2000年，以“八五计划”中六大机器人产业之一的沈阳新松机器人基地为背景，自主研发了中国第一台工业机器人样机、中国第一台政务机器人等先进技术成果，是目前中国最大的机器人产业化基地。

　　事实上，新松公司这几年走得并不容易。公司背靠中科院沈阳自动化研究所，没有产业背景，公司成立初期，除了主要成员的一腔热情，完全没有任何优势。“为了生存，新松只能一点一点地拼技术，‘别人做不了的我能做’、‘别人不愿意做的我来做’。”曲道奎告诉记者，新松尽可能以最快的速度将产品交付给用户，终于慢慢打开了市场，成为中国机器人产业少有的能与瑞典ABB、日本发那科等国外企业相抗衡的企业，并成功上市。

　　有了成熟的技术、成熟的市场和处于领先地位的成熟企业，一个产业才有可能进入快速成长阶段。业内专家表示，中国机器人产业虽然已经具备了这样的条件，但目前仍不能进入快车道，这是因为中国的机器人产业尚缺乏类似“18号文”这样能产生深远影响的指导性政策。

　　对此，朱煜认为，要扶持机器人产业的发展，需要解决创新体制和工业体制两方面问题。“一方面要加强产学研的互动，让科研成果可以转换为企业产品，同时也要让企业需求成为科研方向，把科研和市场的力气用在一起。”他表示，目前国内高校在机器人科研方面做得并不差，在国际大赛上常常拿奖，但就是科研和市场衔接不上。而另一方面，朱煜还认为，机器人是无法独立发展的产业，它需要与制造业和工业配套发展。

　　观点

　　让机器人不再孤单

　　今年1月，我有机会去韩国的庆尚南道昌源市走访了韩国的机器人产业基地。据当地机器人财团（RobotFoundation）的负责人介绍，在韩国，大大小小的机器人企业共有200多家，专门从事机器人的开发、设计和制造。而机器人财团就是一个扮演着行业协会角色的投资机构，专为促进韩国机器人产业发展而设。

　　在参观中我发现，韩国的机器人发展轨迹，与中国的软件产业有许多相似。

　　眼下，机器人财团正在着力建设韩国机器人主题公园，规划中的主题公园不仅设置了展览区、互动区，让游客可以更多地接触和了解机器人，未来，这里还将有一片称为实验基地的区域，专门向一些较小的企业或开发者开放，为它们提供场地和设备——这与国内一些软件园地创业产业基地的做法非常相似。

　　与此同时，韩国机器人企业也同样面临着核心技术和核心部件受制于人的情况，而且韩国机器人产业至今也没能形成像日本发那科、瑞典ABB这样的全球品牌，更多的韩国机器人企业，甚至还只是这些大品牌的代工厂——这就好像国内的软件外包企业。

　　而在中国呢？记者在采访中发现，中国机器人产业中能叫得响名字的企业，除了新松公司之外几乎寥寥无几，也没有行业协会这样的组织。而更令人惊讶的是，在中国发展了近40年、早已被列入“863计划”的机器人，至今仍连一套专门针对机器人产业的发展政策都没有出台，机器人只能被归类为“装备制造”。

　　其实，韩国的机器人起步时间并不比中国早多少，但是韩国政府对机器人产业投入了极大的重视和支持，产业才得以快速发展。现在，新松公司已经成功上市，也算是为中国的机器人企业发展提供了可借鉴的发展模式。我希望，我们的政府能够更加重视机器人产业，不要让“战略性新兴产业”停留在口头，更不要让好不容易做起来的企业再孤军奋战。（文/李响）