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日美争夺机器人市场领头羊地位英德加速技术

发布时间:2019-03-27 19:32:56

2015世界机器人大会将于11月23日至25日在北京召开。据悉,“机器人技术创新与产业推进计划”将在此次会议期间公布。

今年夏天,机器人制造行业一家名为MegaBots的美国新创公司向日本水道桥重工公司下战书,希望双方制造的大型机器人在一年后进行一对一的单挑决斗。这一举动大致反映了两国在机器人尤其是工业机器人领域的现状:日本处于全球水平,而美国正在急追直赶欲重夺“领头羊”位置。英德两国也不甘示弱,纷纷在此领域整合各自优势,加速前沿技术实用化。如今,机器人产业在国际上已被誉为“制造业皇冠顶端的明珠”,发展机器人产业已成为世界各国抢占未来经济科技制高点的国家战略。

美国:欲重夺“领头羊”位置

机器人产业当前面临的挑战是如何把机器人更好地整合在一起,从而减少成本、增加模块化并缩短上市时间。

美国是机器人的诞生地,早在1962年就研制出世界上台工业机器人,比“机器人王国”日本起步至少要早五六年,但此后却被日本赶超。

美国佐治亚理工学院机器人与智能机器研究所所长亨里克·克里斯滕森教授表示,美国政府于2011年推出“国家机器人计划”,以“建立美国在下一代机器人技术及应用方面的地位”。

那么,“国家机器人计划”怎样助力美国机器人重新腾飞?作为美国国家科学基金会机器人项目主管之一的杨杰称,“国家机器人计划”由国家科学基金会、国家卫生研究院、美国航天局与美国农业部四家机构执行,其中国家科学基金会每年资助的资金达到3000万美元,而其他三家机构每年总共有2000万美元左右,国家科学基金会每年资助数十个项目,项目分为大小两种,大项目每年资助可多达500万美元,而小项目少的只有几千美元,主要针对的是本科生。

经过这几年美国政府的大力推动及企业的积极参与,杨杰认为效果明显:“现在家庭清洁机器人(在美国)到处都可以买得到,许多州通过法律允许无人驾驶车上路。跟5年前、10年前相比,美国机器人从技术到应用发展得都很快。”

美国电气与电子工程师学会成员、密歇根州立大学机器人专家席宁教授认为,美国在国家层面以前不是很重视工业机器人,但现在认识到制造业不仅是经济问题,而是关系到国家安全,所以提出了“制造业回归美国”的理念。但美国的生产成本无法与发展中国家相比,因此发展机器人成为其中重要的一步。

席宁特别强调,总体而言,美国机器人其实一直处于世界前沿水平,尤其在军用机器人方面,美国机器人支援日本福岛核电站救援就是一个例子。美国服务机器人也处于水平,比如被广泛使用的手术机器人“达芬奇”就是“美国制造”。

谈起机器人产业当前面临的挑战及研发的重点方向,克里斯滕森认为,的挑战是如何利用物联的标准和新出现的德国工业4.0计划等类似规划,把机器人更好地整合在一起,从而减少成本、增加模块化并缩短上市时间,核心技术都集中到了这一块儿。“集成通常是个挑战”,但“很难具体说哪些地方要加强研发”。

德国:面临工业4.0新挑战

伴随着技术进步以及工业4.0概念的提出,德国对未来的工业机器人提出了新要求。

工业机器人在德国应用广泛,

日美争夺机器人市场领头羊地位英德加速技术

在工厂服役的机器人已接近20万台。不过,伴随着技术进步以及工业4.0概念的提出,传统工业机器人正面临新挑战,需要更好地掌握感知能力、学习能力、决策能力、与人协作的能力等许多新技能。

现阶段,工业机器人在德国已成熟应用到了汽车制造、金属加工、电气电子等多个工业领域。来自国际机器人联合会的数据显示,2014年,德国每一万名制造工人配备有292台工业机器人,仅次于韩国和日本。同时,德国的工业机器人制造水平也全球。

德国政府如今提出工业4.0概念,对未来的工业机器人提出了新要求。德国机械设备制造业联合会机器人与自动化部门负责人帕特里克·施瓦茨科普夫说,工业4.0时代,机器人将实现高度互联,并借助物联技术灵活地与其他设备相交流。同时,机器人的移动能力、与人协作的能力等均应加强。

德国汉堡大学教授、机器人专家张建伟认为,工业4.0要求将智能机器人的很多技术融入到更大的生产系统中。基于云计算和大数据的知识建模、物理仿真、多传感器感知预测等技术,既是工业4.0的关键技术,也是工业机器人的关键技术。因此,工业机器人的技术发展可以说是与工业4.0同步。也正因如此,德国政府在大力推动工业4.0发展的同时,对机器人相关技术的资助也会进一步增多。

德国联邦经济部推出了一系列有关工业4.0的技术发展项目,来自工业界和学界的约100家参与方就14个具体项目展开合作,涉及生产、物流、机器人、服务等多个领域。

英国:整合产学研资源

尽管优势明显,但英国的机器人产业仍面临包括人才、资金以及市场接受度等方面的挑战。

英国着眼于机器人技术,正全力整合产学研资源,争抢未来的制高点。

两年多前,英国政府就列出包括机器人和自控系统在内的“八大科技领域”,并进行重点支持。在政府的带动下,机器人技术领域已形成学术研究机构与企业的良性互动。不过在人才培养、标准和法规制定等方面,也有不少待解难题。

英国政府下设的工程和物理科学研究委员会近期成立了“英国机器人和自控系统络”组织,统筹规划机器人技术方面的学术和科研核心资源,促进院校、科研机构与企业展开合作,加速前沿技术实用化。

据这一组织介绍,英国政府近期加大力度,通过多种形式为从事机器人技术研发的中小企业提供资金和政策支持,资助创建与机器人技术相关的学术研究中心、人才培训中心和开发设施。

通过长时间积累,英国许多院校目前在机器人技术领域已形成一定优势。仅帝国理工学院一家,就有多个与机器人技术相关的实验室和科研中心,涵盖了传感器、人工智能、无人机、自动驾驶汽车等,并且英国高校普遍注重技术孵化以及市场对接,与企业的合作成效明显。

在政府的推动下,包括设菲尔德大学、爱丁堡大学、利兹大学等也开始整合各自资源,共同设立涵盖多学科的机器人技术研发中心。

设菲尔德大学机器人技术中心主任托尼·普雷斯科特说,英国在机械加工、电子及计算机科学等众多工程技术领域本身就有深厚积累,为发展机器人技术奠定了很好基础,使英国在人机交互、自控系统等多个相关技术领域处于世界前沿。

尽管优势明显,但英国的机器人产业仍面临许多挑战,其中包括人才、资金以及市场接受度方面的短缺等。

日本:大力发展护理机器人

除企业大力开发机器人外,日本一些机构也开始倾力研发护理机器人,并获得了政府补贴。

到2055年,日本65岁以上的老人将达到总人口的40%。护理机器人已成为老龄化阶段解决养老问题的重要手段之一。老年人即使运动能力降低,也能借助机器人活动身体,参与社会生活;而护理人员减轻负担后,也能为老年人提供更加优质的护理服务。

日本政府极为重视机器人产业的发展,开发机器人的工作主要由经济产业省统管。经济产业省发布的报告预测,机器人的市场规模在2025年将达到约7.2万亿日元(约合590亿美元)。

经济产业省为护理场所使用机器人制定了安全标准,为企业、研究机构和个人的护理机器人开发提供补贴,帮助护理机器人实现批量生产,并开展大规模的护理机器人效果验证。

日本众多大企业都积极参与护理机器人的研发。截至2014年9月,已有100多家企业成为经济产业省及新能源和产业技术综合开发机构资助的机器人护理器械开发伙伴。

除企业大力开发机器人外,大学等研究机构也纷纷倾力研发护理机器人,如早稻田大学、东京理科大学等。东京理科大学教授小林宏领导的“小林工作室”开发的护理机器人品种有可穿戴助力机器人、人工步行辅助装置和人工排泄辅助装置等,并获得政府补贴。

松下公司机器人项目推进中心主任技师河上日出生指出,日本护理师严重不足,预计2025年日本将有100万名护理师的缺口,随着社会环境的变化、普及制度的推进以及人们意识的变化,日本已具备普遍应用护理机器人的环境。

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