智能機器人：中國能否趕超？
http://www.moduwu.com 2013-07-26 10:36 來源：人民日報
仿人機器人在表演舞蹈《打鼓江南style》。
參與蘆山地震搜救工作的可變形機器人。
“機器人為中國足球圓夢世界杯！”
獲得國外媒體如此贊譽的，是前不久中國代表隊在荷蘭第十七屆RoboCup機器人世界杯上斬金奪銀的優異表現：在有美國、德國、日本、中國等約40個國家和地區的500支隊伍激烈角逐的本屆比賽中，中國代表隊獲得四項冠軍、一項亞軍。
“這是很了不起的成績。” 中國科學技術大學機器人實驗室主任、中國RoboCup委員會主席陳小平教授認為，中國在世界機器人版圖上的地位已經變得越來越重要。
但比賽并不能說明一切。在機器人進入智能時代后，后發的中國能否趕超發達國家？
研發機器人的終極目標不是戰勝人類，而是服務人類
自1939年西屋電氣公司展出其家用機器人之后，其性能不斷提高，進一步激發了人類的想象力：機器人能否戰勝真人？
懷著這樣的雄心壯志，RoboCup國際聯盟于1996年宣告成立，并于次年在日本名古屋舉辦了首屆世界杯機器人足球賽。“最初的任務，是機器人足球隊到2050年能戰勝人類的世界杯足球賽冠軍隊”。
從1997年首屆杯賽開始，世界杯機器人足球賽每年舉辦一次，目前比賽項目陸續擴展為三大系列——機器人足球、救援機器人和服務機器人；比賽的名稱，也從2003年起改為“機器人世界杯”。
據陳小平介紹，機器人比賽是涉及機器人學、人工智能、機電一體化、通訊、視覺與傳感、精密機械和仿生材料等諸多領域的高技術對抗，是一個國家信息與自動化技術綜合實力的體現。
2000年，中國科大藍鷹隊成為我國歷史上第一支進入機器人世界杯的研究團隊，參加了在澳大利亞墨爾本舉行的第四屆杯賽仿真組比賽。2007年科大藍鷹在第十一屆世界杯上獲得二金一銀，總成績排位世界第一。
今年6月，在荷蘭舉行的第十七屆RoboCup機器人世界杯上，中國代表隊斬獲頗豐：中國科大“藍鷹”機器人在仿真2D組以不敗戰績再度奪冠，該校智能服務機器人“可佳”獲得亞軍；浙江大學、南京郵電大學、北京信息科技大學則分別在小型組、3D組、中型組中奪冠。
面對這樣的佳績，陳小平頭腦清醒：戰勝人類世界杯冠軍隊已不是機器人研究的終極目標，目前世界各國開始大力研發智能機器人，以服務人類造福人類。
機器人進入智能時代，中國研究水平快速提升
自20世紀60年代中期開始，美國麻省理工學院、斯坦福大學、英國愛丁堡大學等陸續成立了機器人實驗室。
1968年，美國斯坦福研究所研發成功世界上第一臺智能機器人Shakey。
什么是智能機器人？
據陳小平介紹，機器人可分為傳統機器人和智能機器人兩類。傳統機器人是具有執行程序能力和操作功能的機器人，只能在規定的環境中重復執行相對簡單的規定動作。目前國際上已經大規模應用的工業機器人大多屬于此類。
“智能機器人所處的環境往往是未知的、變化的和難以預測的，因此需要具備感覺、行動和思考三個要素，即能感知識別環境狀態，具有學習能力，能根據獲得的信息進行思考和規劃，從而對外界作出適應性反應。”陳小平說，相比傳統機器人“吃苦耐勞”、“力大無窮”等品質而言，“智能”是更令人向往的能力。
據了解，西方發達國家，特別是美國、日本和德國，在人工智能與智能機器人研究領域有著長期的積累，占有明顯優勢，許多國際一流大學和著名企業都是機器人世界杯上的常客。近年來，中國高校、研究機構也紛紛進入機器人研究領域，研究水平得到快速提升。
在本屆機器人世界杯上，服務機器人組共有21支參賽隊，科大“可佳”由于受到網絡通訊原因的影響而痛失奪冠良機，但在包括“室內清潔”、“酒吧服務”和“超市購物”等在內的共9項主體技術測試中獲得總分第一。這是歷史上第一支美國、德國、日本之外的團隊在服務機器人主體測試中排位第一，標志著我國智能服務機器人的研究水平已進入世界先進行列。
據介紹，科大“可佳”的智能主要體現在四個方面：一是語義理解，即機器人能理解包括英語、漢語在內的一些自然語言句子，從而與用戶建立起直接的關系，能通過人機交互來理解用戶指令和需求；二是環境建模，即機器人能夠觀察、識別外在環境并對環境進行分析和判斷；三是自動規劃，即機器人的行為不局限于對外界刺激的反應，而是通過自主規劃來確定行動步驟；四是學習能力，即機器人通過多種學習手段獲取新技能和新知識，從而不斷提高其性能。
經過多年的研發，中國科大機器人團隊已經在上述四種智能機器人的關鍵技術研發中取得重要進展。今年6月，聯想集團發布消息，將與中國科大聯手研發“生產線機器人”，此舉將有力地推動機器人科研成果盡快轉化為現實生產力。
中國將成為全球最大機器人市場，但在規模化研發和應用方面還有很長的路要走
陳小平說，金融危機后，美歐澳等發達國家紛紛提出“再工業化”路徑，實施制造業振興計劃。在此背景下，中國在生產制造領域的地位面臨新的挑戰。
北京航空航天大學機器人研究所所長王田苗教授表示，在勞動力成本上升、市場競爭激烈及新技術突破等背景下，機器人市場需求愈發強勁，作為制造大國的中國更是如此。
有數據表明，2004年以來，我國工業機器人新安裝量增長率一直保持在40%以上。國際機器人聯盟(IFR)則預測，2014年中國將成為全球最大的機器人市場。但是，由于我國機器人生產的規模化程度低，機器人成本和定價高，機器人性能不夠穩定，如此巨大的市場卻并不主要掌握在中國人自己的手中。
為此，王田苗建議國家應在高端制造領域長期投入，實現部件國產化、自主化，大幅降低成本和定價，促進我國工業機器人規模化應用時代的到來。
不過，也有專家認為，在國外企業占據壟斷地位的格局下，我國機器人傳統發展模式的空間較小，難以形成真正的產業競爭力。
“智能機器人是未來技術發展的制高點，是未來新興產業的支撐點。”陳小平認為，面對小批量、多品種和客戶定制等新的生產模式，以及中國大批中小企業的技術需求，傳統機器人已經難以勝任。因此，在大力推動工業機器人規模化應用的同時，促進智能機器人的研發與應用，是我國在機器人領域中趕超國際水平的最佳選擇和必經之路。
據介紹，我國一些有較強實力的企業正在加大投資，開展機器人硬件及核心部件，如電機和減速器的研發。“但中國的工業基礎比較落后，要有所突破，還須另辟蹊徑，比如找到不依賴傳統工業基礎的硬件生產路徑。”陳小平認為，相比而言，我國機器人軟件研發水平與國際差距相對小一些，但在規模化研發和應用方面，還有較長的路要走。
“加強協同創新和系統集成相當重要。”陳小平舉例說，美國波士頓動力公司研制的智能機器人，其獨特的技術路線最初并不被多數人看好，但在美國國防部高級計劃局的資助下，已在四足機器人上取得重大突破，目前正在動員全國力量做軟件，這種軟件集成大量技術，可控制機器人在復雜真實環境中完成挑戰性任務，一旦取得突破，將從根本上改變國際機器人戰略格局。而國內的風氣傾向于高認同、低風險和各自為戰，不被多數人看好的構想往往得不到有效支持，企業、大學和研究機構之間更是缺乏必要銜接，即使不同研究團隊在各自方向上取得局部突破，也會因為缺乏協同和集成，很難取得以點帶面全面突破的效應。
“因此，智能機器人要想取得突破，不僅要從硬件上加快突破，還要從國家層面加強協同創新和系統集成。”陳小平認為，只有這樣，在從“中國制造”向“中國創造”的轉型過程中，智能機器人才能真正成為一個著力點和突破口。
機器人大事記
1920年
捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克在科幻小說中創造出Robot(機器人)這個詞。
1939年
美國紐約世博會上展出了西屋電氣公司制造的家用機器人Elektro。它由電纜控制，可以行走，會說77個字。
1954年
美國人喬治·德沃爾制造出世界上第一臺可編程的機器人。
1959年
德沃爾與美國發明家約瑟夫·英格伯格聯手制造出第一臺工業機器人。
1968年
美國斯坦福研究所研發成功世界上第一臺智能機器人Shakey。
1978年
美國Unimation公司推出通用工業機器人PUMA，工業機器人技術完全成熟。
1999年
日本索尼公司推出犬型機器人愛寶 (AIBO)，娛樂機器人邁進普通家庭。
2002年
丹麥iRobot公司推出吸塵機器人Roomba，是目前世界上銷量最大的家用機器人。
2006年
微軟公司推出Robotics Studio，機器人模塊化、平臺統一化的趨勢越來越明顯。
2008年
世界首例機器人切除腦瘤手術成功。
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