1.1.2 智能机器人产业的现状与未来
* 关键词：智能机器人 产业链 典型产品 重点应用领域 展望
* 作者：王哲 冯晓辉 李艺铭 庄金鑫
当前，全球范围内机器人产业的快速发展与相关的基础和前沿技术的发展密不可分，机器人产业迎来大发展时期，智能化成为未来的升级方向。随着新一代信息技术的加速成熟和商业化，智能机器人的发展拥有了较为坚实的软硬件技术基础。IDC预测，到2027年，我国智能机器人市场规模有望达到1.6万亿元人民币。在高速发展的同时，我们仍应关注智能机器人在应用和推广过程中可能面临的问题和挑战，以便能平稳而较快地推动我国智能机器人产业的发展。
1.智能机器人的发展背景
（1）发展历程和定义
前文提到，“机器人”一词最早出现于1920年作家卡雷尔·恰佩克发表的科幻剧本《罗素姆的万能机器人》中，该剧本讲述了罗素姆公司将机器人推向市场，让其充当劳动力代替人类劳动的故事。作者根据捷克语“Robota”（意为“劳役、苦工”）和波兰语“Robotnik”（意为“工人”），创造了“机器人”这个词。之后，人类在机器人领域开始了卓有成效的探索，机器人从想象进入实践，功能和种类不断丰富，智能化程度越来越高。按照技术的演进过程，机器人的发展大致可以按电气时代、数字时代、智能时代3个阶段来划分。
① 机器人1.0：电气时代
正如“机器人”一词的起源，机器人的研制是为了代替人类劳动。20世纪40年代后期，美国橡树岭国家实验室和阿贡国家实验室着手研制用于搬运放射性材料的遥控机械手，它可通过执行指令完成搬运工作。该机械手是一个“主从”型系统，主机械手由使用者操作，从机械手模仿并记录主机械手的动作。1954年，美国的迪沃尔最早提出工业机器人的概念，其借助伺服技术控制机器人的关节，通过人对机器人进行动作示教，实现动作的记录和再现。1959年，Unimation公司通过编程研制出世界上第一个工业机器人——用于压铸的五轴液压驱动机器人。该机器人装有存储信息的磁鼓，能够记录并完成180个工作步骤。之后，机器人开始被美国、欧洲各国、日本等应用于工业生产。
电气时代的机器人按照事先装入存储器中的程序工作。程序有两种来源：一种是由人引导机器人进行操作，机器人将所有动作的顺序和路径记录下来并形成指令；另一种是由人根据工作流程编制程序并将其输入机器人的存储器中。这种由程序控制的机器人，能够按既定程序完成拿取、安放、搬运、机械加工等固定动作，但不具备感知和自适应能力。
② 机器人2.0：数字时代
20世纪70年代以后，随着计算机技术、控制技术、通信技术的发展，机器人的发展逐渐进入数字时代。1974年，辛辛那提·米拉克龙公司研制出由微型计算机控制的工业机器人。同年，通用电机公司（ABB集团前身）开发出使用英特尔8位微处理器的工业机器人，用于物品取放和搬运。1979年，Unimation公司推出具有关节式结构、多CPU（Central Processing Unit，中央处理器）控制的工业机器人，可配置视觉、触觉传感器。此后，机器人逐渐向多传感器、智能控制方向发展。20世纪90年代以来，这类机器人在制造业中得到越来越多的应用，主要从事焊接、装配等工作。
数字时代的机器人配备了传感器，并由计算机控制，能够获取作业环境、操作对象的简单信息，经过分析处理后，做出更为恰当的动作。相较于机器人1.0，机器人2.0能够完成更大的计算量，计算速度更快，动作更准确，能够随着环境条件的改变调整自己的行为，具备简单的初级智能，但还没有达到完全“自治”的程度。
③ 机器人3.0：智能时代
随着人工智能技术在机器人领域的应用，机器人正在向智能时代迈进。相比机器人2.0时代基于感觉控制，机器人3.0时代的机器人的突出特点是基于知识的控制。使用机器视觉、自然语言处理、机器学习、神经网络等人工智能技术，机器人3.0时代的机器人不仅具备简单的感知能力和自适应能力，而且能充分识别周围环境和工作对象，根据指令和自身判断，确定与之相适应的动作，具备更高的智能，因而被称为“智能机器人”。智能机器人的应用场景不再局限于工业领域，而是向更多领域拓展。
综上所述，智能机器人尚处在发展的初级阶段，目前无普遍认可的统一定义。我们认为，智能机器人是融合机构学、动力学、自动控制、机电技术、传感技术、计算机、信息通信、人工智能、仿生学等多种学科和技术，具有感知、学习、思考、行动和交互能力，通过获取、处理和识别多种信息并自主进行分析和决策，从而完成较为复杂的操作任务或解决实际问题的机器。
（2）智能机器人的产业链
按照智能机器人的生产和价值实现过程，可以将其产业链划分为上游、中游、下游3个环节。
上游环节的主体是各类零部件厂商，这些厂商向下一环节提供芯片、传感器、减速器、伺服电机、控制器、网络设备、导航设备，以及各种金属、非金属材料制品等在智能机器人生产中所需要的主要器件和机体。
中游环节的主体是智能机器人本体制造商、软件供应商和方案服务商。其中，本体制造商在智能机器人整体设计的基础上，对上游零部件进行加工、组装，生产智能机器人的整机。软件供应商通过开发算法和程序，让智能机器人实现感知、分析、学习、交互、决策等功能。方案服务商是智能机器人生产企业和用户间的桥梁，为用户提供咨询、培训服务，针对用户个性化的智能机器人需求提供解决方案，联合生产企业对用户已有的智能机器人进行改造或完成定制化生产，并提供后续运维服务。
下游环节的主体是智能机器人的用户，包括流程制造业、离散制造业等工业级用户，物流、医疗、餐饮、零售、政务等企业和机构用户，以及家庭和个人消费者等。
2.智能机器人产业的发展情况
（1）国内外产业发展概况
① 全球产业发展情况
·全球市场规模持续扩大，信息技术带来全新机遇
得益于互联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的发展与普及，机器人智能化水平不断提升，应用场景逐步明晰，全球机器人市场规模持续扩大。2018年，全球机器人市场规模达298.2亿美元，近十年年平均增长率接近17%。具体而言，2018年工业机器人市场规模占比最大，达168.2亿美元，近年来保持15%以上的稳定增长，全球工业机器人使用密度已超过每万人70台。同时，随着人工智能的蓬勃发展，智能服务机器人迎来“爆发式”增长。2018年，全球智能服务机器人市场规模达92.5亿美元，年平均增长率高达27.9%。此外，技术的快速发展也推动了特种机器人的应用。2018年，全球特种机器人市场规模达37.5亿美元，年平均增长率达12%。
·亚洲地区成为重要市场，我国市场日益成为热点
近年来，新兴市场国家逐步进入工业自动化发展阶段，亚洲地区逐步成为机器人需求主力。IFR（International Federation of Robotics，国际机器人联合会）统计显示，2018年全球工业机器人销售额超过160亿美元。就地区而言，亚洲地区占比达60%。其中，中国、日本和韩国成为全球市场前三名。此外，我国工业机器人的产量逐步提升，2018年，我国工业机器人年产量超过12万台。近年来，全球工业机器人巨头均十分重视我国市场，纷纷在我国建立产业基地，以期抢占我国市场制高点，并满足其他亚洲市场对自动化解决方案日益增长的需求。例如，ABB集团在珠海、青岛和重庆建立机器人应用中心，安川电机公司在常州武进国家高新区建设第三工厂，库卡公司继续扩大在我国的产能等。
·基础和前沿技术创新活跃，机器人智能化水平提升
当前，全球范围内机器人产业的快速发展与相关的基础和前沿技术发展密不可分，机器人产业迎来大发展时期，智能化成为未来的产业升级方向。其中，围绕人机协作、人工智能和仿生结构的技术创新最为活跃，推动机器人向智能机器人演进。人机协作方面，随着人机交互技术由基本交互向图形、语音和体感交互方向不断发展，人机共融技术已不断深入，成为机器人尤其是工业机器人研发过程中的核心理念。人工智能方面，深度学习、计算机视觉、语音识别、自然语言处理等技术已成为服务机器人提升智能化水平并实现持续发展和场景渗透的重要引擎。仿生结构方面，仿生新材料、仿生与生物模型技术、机电信息处理与识别技术不断进步，推动特种机器人逐步实现“感知—决策—行为—反馈”的流程，使其自主智能水平和环境适应性不断提升。
② 我国产业发展情况
·本土企业迅速崛起，技术创新日新月异
在我国大力推动科技创新的大背景下，智能机器人产业热潮日益高涨，在各细分领域都涌现出了一批优秀的本土企业和国产技术产品。新松、中信重工、深之蓝、妙手机器人、博实股份、天智航等知名国内企业在应急救援机器人、矿山探测机器人、水下机器人、警务防暴机器人、手术机器人、康复机器人等领域推出了一系列有竞争力的产品。大疆、科沃斯、优必选、康力优蓝、小i机器人等众多创业型企业在无人机、家用机器人、陪护机器人等服务机器人领域十分活跃，获得了市场的充分认可。本土企业依托全球重要的机器人应用市场，创新势头迅猛，成为国内智能机器人产业技术研发、市场开拓和模式创新的主导力量，并有力带动了芯片、传感器、图像识别、语音识别、电机驱动、导航定位、工业设计等一系列相关领域的快速发展。
·产业处于起步阶段，上游环节仍存短板
我国智能机器人产业虽蓬勃发展，但总体仍处于发展的起步阶段，且在高端材料研发、核心零部件制造等领域仍存在明显短板。当前，我国智能机器人产业总体规模仍偏小，技术和产品还不够丰富，应用渗透水平有待提升，尚无法满足智能制造和消费领域的旺盛需求。目前，大量的科技成果集中于高校和科研院所，技术创新的数量积累尚未转化为实践优势。与此同时，我国虽然已基本形成智能机器人产业链，但大量活跃的本土企业主要集中于中下游的本体制造和应用环节，且高端产品占比较低。此外，在上游环节，高端芯片、传感器、减速器、伺服电机及控制器等关键零部件领域的短板更加明显。总体来看，我国智能机器人产业仍需加大支持力度，培育产业集群，鼓励技术、产品和应用模式创新，推动核心零部件国产化，加快向中高端、多领域发展。
（2）重点企业及典型产品
① 国外重点企业及典型产品
·ABB集团
ABB集团由两家百年企业——通用电机公司和布朗勃法瑞公司（Brown Boveri Company，BBC）于1988年合并而成，是全球500强企业，为全球工业机器人四大家族之一。ABB集团拥有很多种类的机器人产品、技术和服务，业务涵盖电力产品、离散自动化、运动控制、过程自动化、低压产品五大领域，其中以电力和自动化技术最为著名。
ABB集团的双臂工业机器人是集柔性机械手、进料系统、基于相机的工件定位系统及尖端运动控制系统于一体的协作型小件装配双臂机器人解决方案，在循径精度、运动速度、周期时间、可程序设计等方面性能优异（如图1-3所示）。
图1-3 ABB集团的YuMi-IRB 14000型双臂工业机器人
·波士顿动力公司
波士顿动力公司创立于1992年，总部位于美国马萨诸塞州的沃尔瑟姆，是一家全球知名的工程与机器人设计公司，2013年被原Google X收购，2017年再次被软银公司收购。波士顿动力公司致力于研发、制造各类平衡机器人，包括人形机器人和四足机器狗等，经典产品包括“大狗”“阿特拉斯”等。
“大狗”是一款能够适应复杂地形的智能机器人，是波士顿动力公司的成名之作（如图1-4所示）。“大狗”的机载计算机能够控制躯体移动和过程传感器，通过液压系统驱动引擎，保持躯体平衡，在不同的地形选择不同的运动和导航方式。“大狗”能够行走、奔跑、攀爬以及负载重物。
图1-4 波士顿动力公司的“大狗”智能机器人
② 国内重点企业及典型产品
·新松机器人公司
新松机器人公司成立于2000年，隶属于中国科学院，是一家以机器人技术为核心，致力于提供全智能产品及服务的高科技上市企业。新松机器人公司是我国智能工业机器人产业的领军企业，具有以自主核心技术、核心零部件、核心产品及行业系统解决方案为一体的完整全产业价值链。当前，新松机器人公司拥有工业机器人、移动机器人、特种机器人、服务机器人、协作机器人五大系列的百余种产品，面向半导体装备、智能交通、智能装备、智能物流、智能工厂等领域，形成了十大产业方向。
新松机器人公司推出的七自由度柔性多关节协作机器人拥有快速配置、牵引示教、视觉引导、碰撞检测等功能，特别适用于布局紧凑、精准度高的柔性化生产线，满足精密装配、产品包装、打磨、检测、机床上下料等工业操作需要，可用于汽车、电子、食品、生物制药、仓储物流等诸多行业（如图1-5所示）。
新松有轨制导车辆是一款高性能、高灵活性的搬运机器人，可以通过程序设定高效率完成托盘或周转箱的取放、运送等任务，并可与上位机或WMS（Warehouse Management System，仓库管理系统）通信，结合RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）、条码识别等识别技术，实现自动化识别、输送和存取等功能，可作为柔性化程度较高的自动化搬运设备（如图1-6所示）。
图1-5 新松机器人公司的SCR3型柔性多关节协作机器人
图1-6 新松机器人公司的搬运机器人
·大疆创新公司
大疆创新公司成立于2006年，是一家无人飞行器控制系统及无人机解决方案的研发和生产商。大疆创新公司致力于无人机领域的技术创新，已成为该领域的领先者之一，在全球消费级无人机市场的占有率超过70%。当前，大疆创新公司拥有消费级和专业级两大无人机产品线，可用于航拍、农业植保、电力巡检等诸多领域。
“晓”Spark无人机是一种小型航拍无人机，能够提供高质量航空拍照、摄像功能（如图1-7所示）。“晓”Spark无人机集成了两轴增稳云台、远距高清图像传感器、GPS（Global Positioning System，全球定位系统）/ 格洛纳斯定位、室内视觉定位等诸多功能，可实现手势控制，具备智能航空规划、自动返航、智能跟随等功能。
图1-7 大疆创新公司的“晓”Spark无人机
·科沃斯公司科沃斯公司成立于1998年，是我国最早的服务机器人制造商之一。科沃斯公司以制造传统吸尘器起家，先后经历了向扫地机器人、家用机器人的转型，现已成为智能服务机器人行业的领军企业。当前，科沃斯公司拥有包含扫地机器人、擦窗机器人、净化机器人、管家机器人等在内的完整家用机器人产品线，以及公共服务机器人。
科沃斯公司的扫地机器人是一款具备扫地、拖地功能的智能服务机器人，可通过内置的数十个传感器和智能算法进行路线智能规划，实现规律扫拖、智能避障等功能，能够预约打扫、自行充电，并可结合手机App实现信息呈现和智能控制（如图1-8所示）。扫地机器人现已成为一种操作简单、功能丰富的日常家用电器，逐渐走进现代家庭。
图1-8 科沃斯公司的地宝DT85G型扫地机器人
3.智能机器人的重点应用领域
随着人工智能技术的加速成熟，自动控制技术逐步与人工智能技术等新一代技术有机融合，为智能机器人的行业应用带来革命性机遇。目前，智能机器人较具代表性的行业应用集中在制造、物流、家庭服务和军事四大领域。
（1）制造领域
智能机器人在制造领域的应用是国家工业水平的重要体现，是制造领域数字化转型的重要举措。在制造领域应用的智能机器人集机械、电子、控制、传感器、人工智能等多学科的先进技术于一体，是继动力机、计算机之后又一全面延伸人类劳动力和智力的新一代生产工具，可融入人类的生产、生活环境，与人类优势互补、合作互助，在汽车、机械、电子、化工等制造领域应用前景广泛。
从全球范围来看，智能机器人在制造领域的应用多采用全产业链的商业模式，行业企业构建了从技术、成本到服务的全方位竞争格局。具体而言，相关企业大多拥有自主生产的智能机器人控制系统、机器人专用伺服驱动系统、工业机器人二维和三维视觉技术、智能机器人核心算法、全自动机器人生产线等，覆盖了从核心零部件、智能机器人本体到智能生产线的全产业链。
在我国，智能机器人在制造领域的应用受到内外两大因素的共同驱动。从内部因素考虑，机器人学、计算机视觉、机器学习算法等人工智能技术的成熟，为智能机器人与制造业深度融合创造了源源不断的内生动力。从外部因素考虑，我国进入制造业转型升级的关键机遇期，适龄劳动力减少，劳动力成本不断攀升，制造企业急需依靠机器智能实现提质增效。
目前，我国制造领域应用的智能机器人供货方仍以国外厂商为主，国产核心零部件占比小于30%，产业链中盈利高的核心零部件主要依赖国外优势企业，国内厂商进入领域的时间短、规模小、市场地位低、技术基础薄弱，尤其在精密减速器、智能化伺服驱动和机器人智能控制器三大核心零部件技术领域缺乏关键技术，大多集中在中游的本体组装和下游的系统集成等工业附加值较低环节，制约了国内制造领域智能机器人的发展。不过，基于技术突破、政策激励、下游市场需求扩大等因素的共同影响，制造领域国产智能机器人的进步空间巨大。
新松机器人公司是近年来快速成长的国内智能机器人制造商，公司创始团队来自中国科学院自动化研究所和机器人技术国家工程研究中心，具有以自主核心技术、核心零部件、核心产品及行业系统解决方案为主的智能机器人全产业价值链。在制造领域，新松机器人公司已经推出了用于柔性生产和智能制造的双臂协作机器人、柔性协作机器人、复合型机器人产品，其中新松机器人公司的双臂协作机器人是国内首款采用柔性多关节技术、可动双目视觉系统的双臂协作机器人，具有高灵活性、高安全性、自主避障、快速配置等特点（如图1-9所示）；新松机器人公司的复合型机器人则采用计算机视觉技术，实现了视觉误差补偿，满足了智能工厂对机械结构运动精度的苛刻需求，可大大提升智能制造领域的人机协作效率（如图1-10所示）。
图1-9 新松机器人公司的双臂协作机器人
图1-10 新松机器人公司的复合型机器人
（2）物流领域
智能机器人在物流领域的应用成为近几年的新亮点。2019年，高工产业研究院的数据表明，全球物流类智能机器人销量达到23 500台，同比增长 49.65%，市场需求的增长空间巨大。物流领域仓储和分拣的成本极高，物流仓库中货架是固定的，分拣员每处理一个订单都必须在仓库中来回寻找，增加了大量无谓的仓储成本。在传统物流仓储条件下，一罐89美分罐装食品的仓储成本可达1美元。随着电子商务的蓬勃发展，越来越多的从业者发现企业的竞争力来源于效率，而高效的仓储和物流是电子商务成功的重要保证之一。因此，智能机器人在物流行业的大规模应用逐渐成为必然趋势。
智能机器人在物流业的应用采取了以分拣员为中心、让货架运动的“逆向思维模式”，同时借助人工智能配送系统，加强了机器人之间的交互协调能力，重构了物流仓储结构设计，为物流业带来效率革命。亚马逊公司是最早将智能机器人成功应用于物流领域的企业。
早在2012年，亚马逊公司就以7.75亿美元收购了Kiva Systems公司，将其改名为Amazon Robotics并宣布拥有其独家使用权。目前，亚马逊公司已将Kiva系统全面应用于物流机器人中。Kiva系统用人工智能算法对每一个机器人进行管理，在实现了单个机器人独立运行的同时，保证了所有机器人可以按照海量用户订单统一协作。在亚马逊公司的物流仓库中，物流机器人背着装满商品的货架“跑来跑去”，数百个机器人能够自行移动，互相尾随，但是绝不会撞到彼此（如图1-11所示）。亚马逊公司把大部分单调的工作交给智能机器人，不仅大大降低了劳动力成本，还极大地提升了物流分拣效率和货品仓储密度，使得亚马逊公司的仓储与物流成本大大降低，从而巩固了其在电子商务领域的领先地位。
与此同时，在智能机器人的技术应用方面，亚马逊公司举办了亚马逊机器人大赛，将Kiva系统源代码通过Alphabet Soup平台开放给开发者使用，力求实现对智能机器人运动算法的优化迭代，并推动智能机器人在更多行业和领域的跨界应用。
图1-11 亚马逊公司在物流领域大规模使用智能机器人
（3）家庭服务领域
家庭服务领域的智能机器人一般被用于工业生产之外，服务于人类家庭生活，是各类型智能机器人中市场普及度较高的种类。家庭服务类场景对智能机器人的感知能力和交互能力要求较高。目前，深度学习、机器视觉、人脸识别、语音交互、自然语言处理、生物识别等人工智能技术的应用，已经成为家庭服务机器人产业竞争的核心技术。
智能机器人在家庭服务领域的广泛应用来自四大重要因素的驱动。第一，劳动力成本不断攀升形成劳动力缺口，发达国家从事清洁、看护、陪伴等家庭服务工作的人口呈逐年下降的态势，智能机器人的出现无疑将填补家庭服务行业的劳动力缺口。第二，经济水平的提高大大提升了个人可支配收入，人们更加愿意通过使用家庭服务机器人，将自身从简单、重复的劳动中解放出来，以获得更多的空闲时间。第三，人工智能等信息技术的进步使得家庭服务机器人的智能化水平飞速提升，智能机器人不仅成本持续走低、功能更加丰富多样，而且拟人程度越来越高。第四，全球人口的老龄化问题使得市场对社会保障服务、家庭看护陪伴的需求越发紧迫，智能机器人作为良好的解决方案在家庭服务领域拥有巨大的发展空间。
智能机器人在家庭服务领域的应用已成为全球热点。目前，全球至少有25个国家在进行家庭服务类机器人的开发，美国、德国、法国、日本和韩国具有领先地位。在日本、北美洲和欧洲等国家和地区，已有7种类型共计40余款服务类机器人进入商业化，应用在服务机器人领域。在具体产品落地方面，美国的iRobot、Neato、Mint，德国的Karcher，瑞典的伊莱克斯，法国的Aldebaran Robotics，日本的Shink电器、松下、索尼、软银，韩国的三星、LG等公司均有家用智能机器人产品问世，国内的新松、科沃斯、哈工集团等企业也推出了家庭服务领域的智能机器人解决方案。
其中，“派博”是软银公司和Aldebaran Robotics公司联合研发的一款服务于家庭的消费级社交机器人，集合了深度学习、语音识别、计算机视觉、机器人学等关键技术。“派博”是全球首款会判读情感的个人化机器人，可识别人类表情，并用表情、动作、语音与人类交流、给予反馈。同时，“派博”可以实现对人类情感的判读，并依据情感变换改变语调（如图1-12所示）。在技术层面，“派博”利用机器无监督学习技术，通过接收云端知识和经验数据，实现对人类情感判读的迭代，对外界反应的敏感度随之不断增长，可极大地满足消费者的社交需求。
图1-12 “派博”的服务场景
（4）军事领域
军事领域的智能机器人出于军事目的而被研制，目标是辅助或代替人类士兵参与对敌作战的军事行动，是未来战场上不可或缺的重要角色。智能机器人可综合运用机器人学、智能控制、自动规划、语言和图像理解、机器视觉等人工智能技术，在毒气、冲击波、热辐射等极端环境中代替人类士兵进行持续、高强度工作。同时，随着智能化水平的提升和智能感知技术的进步，智能外骨骼机器人已开始在辅助人类士兵、提升对敌战斗力和战场存活率等方面发挥重要作用。
长期以来，美国DARPA（Defense Advanced Research Project Agency，国防高级研究计划局）对军事领域智能机器人的研发和应用投入大量资金，每两年举办DARPA机器人挑战赛，对遴选出来的具有发展潜力的参赛者提供进一步支持。DARPA认为，智能机器人应用于军事领域时所面临的最棘手的问题在于自由移动，因而他们对能够像动物一样在非结构化环境中轻松移动的智能机器人十分关注。在此背景下，波士顿动力公司成为全球军事领域智能机器人制造者中的佼佼者。
波士顿动力公司基于智能传感器和人工智能算法解决复杂的机械控制问题，研发出一系列高仿真、高机动性、高灵活性和高移动速度的智能机器人。早在2003年，波士顿动力公司就与DARPA签订了第一份合作协议，至今已推出“小狗”“大狗”“猎豹”“阿特拉斯”等系列智能机器人产品，均为美国军方所用。“阿特拉斯”机器人由波士顿动力公司制造，美国人类与机器认知研究所参与编写了其控制、感知和规划算法，使机器人具备了一定的灵活性。该研究所称，路径规划算法将平面区域中机器人的足迹规划到由操作员指定的目标位置，机器人可利用激光雷达感知地形，绘制平面区域的地图。
2018年5月11日，在TechCrunch的TC机器人大会上，波士顿动力公司宣布旗下“SpotMini”机器人正在进行生产。该款机器人重约29.96kg，充满电可以运行90min。同时，波士顿动力公司公开了两个新视频，分别展示了“SpotMini”机器人在布满障碍物的办公室中自由穿行、爬楼梯（如图1-13所示），以及“阿特拉斯”机器人在田野间自由慢跑的身姿。在其中的一段视频中，人形机器人“阿特拉斯”在到处都是斜坡的草地上慢跑，并在一个点停下来，跳过一段木头（如图1-14所示）。此前，军事领域智能机器人的行动路线需要人类操作者进行设定和引导，但在此次发布的视频中，两款机器人使用摄像头避开了障碍，实现了在自有认识下的自主运行和自主导航。
图1-13 “SpotMini”机器人在杂乱的办公室中自由穿行
2019年5月，美国人类与机器认知研究所又发布了一段新视频，视频中波士顿动力公司的人形机器人“阿特拉斯”在小心翼翼、自主地走过各种物体，包括悬空的木板和摇晃的砖块（如图1-15所示）。美国人类与机器认知研究所称，“阿特拉斯”机器人已经能够通过自主规划实现在狭窄的地形上行走，目前“阿特拉斯”机器人在这种地形上行走的成功率约为50%。
图1-14 “阿特拉斯”机器人在草地上慢跑并跳过一段木头
图1-15 波士顿动力公司的“阿特拉斯”机器人过崎岖的独木桥
4.智能机器人的未来展望
随着新一代信息技术的加速成熟和商业化，智能机器人的发展拥有了较为坚实的软硬件技术基础。得益于行业智能化和生活智能化发展趋势的诉求，商用服务机器人的发展处于爆发拐点，消费机器人有望成为继智能手机之后的下一个互联网终端。
（1）智能机器人的技术发展和应用趋势
首先，大数据、物联网、虚拟现实、人工智能等新一代信息技术逐渐在智能机器人中集成和应用。近年来，随着人工智能技术和互联网技术的快速发展，智能机器人成为这些新兴技术的重要载体，通过使用新的信息技术，机器人的智能化水平得到大幅提升，机器人可以灵活执行多种类、多样化的工作，引领智能机器人的创新发展。
其次，智能制造行业的智能技术发展为工业机器人的发展提供了广阔空间。随着智能制造生态体系的建立健全，越来越多的企业开始积极探索相关新模式、新业态。智能机器人在生产信息采集、生产流程、安全控制、维护检修等环节的应用广度不断增大，深度不断增强，支撑高端装备网络协同开发、高端装备远程运维服务、产品全流程质量追溯等新型智能制造模式的开展和推进。智能机器人在电力等领域的应用不断普及。以巡检机器人为代表，广泛应用的无轨化、三维激光导航技术和视觉识别等技术，将助力巡检机器人在各类天气情况下的各类路况的巡检工作及简单的安全维护，真正提升操作流程的智能化水平，实现从自动巡检机器人向智能巡检机器人的蜕变。
最后，智能服务机器人的功能不断丰富与完善，发展前景可观。当前，全球人口老龄化速度不断加快，为智能服务机器人带来巨大的市场空间。目前老龄化程度较高的日本和欧洲地区，老龄人口比例基本已达到60%。从我国市场来看，2014年全国老龄化程度在96个国家和地区中只排第52位，但预计到2050年将会上升到第21位，老龄人口比例将达到39%。另有研究表明，“空巢”老人占老龄人口比例约50%。智能服务机器人在养老看护、医疗保健、情感关爱方面具有独特的应用优势，与信息技术的融合创新将推动智能服务机器人更加便捷化、友好化、智能化，将更为深刻、积极地改变各类人口的个性化、实时性、精细化的生活需求，特别适合满足老龄人口的各类生活需求。
（2）智能机器人发展面临的深刻问题和伦理挑战
智能机器人产业具有较强的特殊性，由于其发展理念将对人类的生产和生活造成较大的替代和规则性变化，因此在社会各层面一直面临着较大挑战，这些挑战可能阻碍产业按正常规律壮大，应始终高度关注产业发展。
智能机器人对劳动力的替代能力和幅度一直是全球宏观经济的首要关注问题。劳动力是经济增长的核心要素，控制和降低失业率一直是宏观经济发展的关键指标，也是各国政府保证社会稳定的重要议题之一。咨询机构Redwood Software和Sapio Research通过对IT领导者的调研认为，到2022年，自动化和机器人的使用可能会影响60%的企业，这将显著影响人类就业。
机器故障将带来伦理观念与法律责任的审视和争论。近些年来，某些特殊用途机器人的出现，更加放大了人类对智能机器人的恐慌和敌对情绪。一方面，这引起了人类对智能机器人所具备的功能和能力的审视，即智能机器人是否可以学习人类价值观，又能在多大程度上掌握和超越人类所拥有的能力。另一方面，现有的作为生产工具的智能机器人在发生故障时有明确的、对应的责任承担人，未来社会中更加智能的智能机器人应承担的法律责任边界却并不明晰。
（3）当前我国智能机器人领域的发展方向与重点
政策体系层面，我国应坚持继承式发展，不断细化和完善智能机器人政策体系，贯彻落实《新一代人工智能发展规划》，细化和完善《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（2018—2020年）》《“互联网+”人工智能三年行动实施方案》《机器人产业发展规划（2016—2020年）》等相关政策举措，形成相互适应、共同促进的智能机器人政策体系。
技术创新层面，我国应持续支持对与智能机器人相关的高新技术和行业知识技术的联合研发、投入，使这些技术成为智能机器人实现良好人机互动功能的突破口。促进人工智能、物联网、云计算、大数据、下一代通信等技术的发展，在夯实智能机器人技术基础的同时，以应用引领技术研发，加快智能制造、智慧能源、智慧交通、智能家居等广泛领域的智能机器人软硬件协同研发，优化和提高智能机器人信息获取、识别、分析的环境和效率，完善我国智能机器人技术体系。
生态构建层面，我国应从各类要素精准需求入手，构建智能机器人发展生态，继续保持人工智能领域已经具备的创业活跃、融资金额高、研究论文和专利数多等优势，坚持建设高水平人才队伍。在市场培育、启动资金、基础研发、应用研发等方面给予政策支持，特别是在推动未来智能机器人发展的具体应用场景方面给予试点示范，完善智能机器人发展生态所需的环境。