引言:随着科技水平的发展,中国的科技力量在不断的提高。在随着很多科技发明出现之后,也有很多需要注意的问题。那么当众所周知中国机器人,有着极强能力来模仿着人的行为动作,有的地方已经广泛的使用机器人来代替人类劳动力。那么现在的机器人发展到了什么阶段呢?对于未来中国机器人的发展需要闯哪“新三关”呢?
一:要更好的利用机器人的功能。
在机器人的使用,也有很多方面是需要改进的,在未来很多人期待机器人的形态和工作范围到底是什么呢?机器人的功能有哪些呢?然而机器人的出现,已经在一些工厂普遍的替代了人类的廉价劳动力。当然不仅是有工业机器人,还有服务行业教育方面都已经出现了机器人。那个机器人可以替代人们做一些人们不想做的事情,然而机器人和人的本质区别就是他可以做人们做不到的事情,或者是代替人来做一些不必要的廉价劳动力。并且它可以从最根本只是代替人类的廉价劳动力,而到现在随着科技水平的不断提高,机器人在一定程度也有了很大的进展。
二:不断拓展在不同的方面去使用机器人。
随着机器人的广泛使用,大部分已经在各个行业都有所身影。 那么在我们的视线里我们可以看见。有没有可能在我们看不见的地方也使用机器人呢?当然这个是需要挑战的,因为毕竟在看不见也摸不到的地方去操作,机器人是很困难的。但是对于机器人的研究已经有了很大的进步。所以相信在不断的实验和研究中是一定可以达到的。
三:做好机器人各方面的突破和深入研究。
在随着现在科学技术的进步已经达到了很多跨界线,跨学科共同促进结合发展的结果。所以不管是人工智能还是智能制造,在一定程度上都不可能离开机器人在这方面的工作。所以这有必要在中国机器人发展方面要不断的突破。因为机器人本身是靠一种编制而来进行重复的操作和运转。那么就需要不断的研究和突破死板的程序。所以在一定的基础上要不断的突破。
中国机器人技术的骄傲
——1985年海洋机器人的诞生中国机器人研究起步较晚。1973年机器人进展,中国科学院沈阳自动化研究所蒋新松与另两位同事正式提出开展机器人研究时机器人进展,不少人不理解,认为中国人多,就业问题尚且解决不机器人进展了,还搞什么机器人?经过自动化领域专家的调研与论证,我国确定,主要开发3种类型的机器人,即特殊环境下作业的机器人,水下无缆机器人和高精度装配机器人,以解决我国海上石油开发、海洋调查和国防急需。
经过科技人员的顽强拼搏,在不太长的时间内,中国的智能机器人研究取得重大进展,其中海洋机器人的研究在90年代已达到世界先进水平。
海上救捞或石油开采,潜水员在水下工作时,20米以下很难看清目标,50米以下便被永恒的黑暗所笼罩机器人进展;而且,从生理上讲,深水域作业极易造成人体伤害,潜水员水下呼吸所需费用,有时1分钟相当于1克黄金。
在几位德高望重的科学家鼎力支持下,蒋新松获得中科院100余万元拨款,开始“海人1号”100米水下机器人的研制。1985年12月,蒋新松任总设计师的中国第一台水下机器人样机首航成功,1986年深潜成功。
随后,蒋新松又将引进的中型无人遥控水下机器人技术转化为产品。到1998年夏天为止,机器人进展他们生产的8套中型水下机器人,3套销往美国,3套在中国南海出租,2套装备我国海军。这些机器人不仅在国内沉船探测、救捞、大坝检测等领域屡建奇功,而且也获得美国用户的高度称赞。
1990年夏天,一艘日本轮船在中国领海被英国船撞沉。中国海军要求把沉船清除出中国领海,外国保险公司希望派水下机器人深潜,在12天内探测沉船位置及地貌等情况,以便救捞,开价是每天1000多美元,进行招标。蒋新松任所长的沈阳自动化研究所决定揽下这活,给中国人争口气。
中国的ROV(水下机器人)能行吗?外方人士对此将信将疑。“这样吧,让它下去抓把土上来,看看海底是沙还是泥。”中国科技人员说话保持低调。
中国的“ROV”慢慢潜入海底,不仅抓了土,并且第一天就准确测定了沉船方位,第二天探测出船蚀程度,第三天摸清了地貌,探查任务完成得既迅速又漂亮。这时,英国人由衷地佩服和惊奇,连连称赞中国的“OK,ROV”。
90年代初,蒋新松等人研制成功6000米水下机器人,使我国水下机器人水平连上两个台阶,成为世界上少数拥有此项技术的国家。这一成果,使我国具有除了海沟以外的全球97%海域的探测能力,因此,人们把6000米水下机器人试验成功,看作是“返回式海洋卫星”发射成功。
水下机器人在6000米以下的深海中,指甲盖大的面积,要承受6吨的压力;其导航定位,由于受海水和海流的影响,比空中飞行难度更大;由于电磁波在水中衰减很快,因此不能用电磁波进行无线通讯,只能用声纳联络;海水对材料的腐蚀力很强,因此水下机器人必须采用抗腐蚀的特殊材料制作。科技人员为完成这项科研任务,所付出的艰辛可想而知。
1997年5月20日到6月27日,“CR-01”6000米水下机器人进行的深海考察表明,它已完全达到深潜、遥控、自主航行等指标;它拍摄的录像带和照片,为大洋调查提供了宝贵的数据资料。因此,两院院士评选1997年十大科技进展时,“CR-01”榜上有名。
1997年“CB-01”的深海考察,是在夏威夷东1000海里的深水海域进行的。在这里,联合国分给中国一块15万平方公里的海域,由中国自行普查其中的资源,可以留下一半富含稀有矿藏的地域,另一半还给联合国。因此,水下机器人这次出海,学术上的使命和价值也非同小可,它深潜成功引起的震动,确实不亚于成功发射返回式卫星。
蒋新松虽然1997年初就与世长辞,但由于他在中国最先致力于机器人研究,为中国机器人的发展屡建奇功,因此被尊为“中国机器人之父”。
本报沈阳4月18日讯(通讯员隋铁亮 记者毕伟)日前,由中国科学院沈阳自动化研究所承担的“863”课题“可重构星球探测机器人的研究”在沈阳通过验收,此举标志着我国星球探测机器人研究取得了重要进展。 星球探测机器人是一种用于星球表面未知环境中执行探测任务的机器人,如月球车、火星车等。单个机器人作业系统在星球探测中存在极大的风险,如被欧洲航天局寄予厚望 的“猎兔犬2”号火星登陆器着陆火星后失踪,导致欧洲的火星登陆计划失败。因此,多个星球探测机器人协作系统成为目前国际上研究的热点。 专家介绍,多个探测机器人协作系统中,每个探测机器人在机构、控制等方面相互独立,可以协作共同完成任务。多机器人协作系统提高了作业成功率和效率,但在单个机器人能力上没有太多的提高,比如遇到通过沟壑、跨越障碍等特殊情况时,目前的星球探测机器人还无法做到像人那样相互扶持克服困难,而可重构星球探测机器人在这方面却具有非凡本领。 可重构星球探测机器人由车体和轮子组成,车体为主机器人,每个轮子都是一个子机器人。子机器人采用新型的轮手一体化移动机构,可独立行走,能够跨越障碍物,到达目的地后可以根据指令自己站立起来,完成采样、搬运等作业。子机器人的“手”抓住主机器人后,就成为了主机器人的轮子,多个子机器人的协调运动,就可完成与“机遇”号和“勇气”号火星车相同的运动。子机器人和主机器人之间的对接完全是自动的,子机器人之间也可以相互对接,协调运动。 2002年起,中国科学院沈阳自动化所与日本东京工业大学合作,开始开展可重构星球探测机器人的研究工作。目前,沈阳自动化所已经完成了子机器人的研究开发,制作了多个子机器人样机,可实现单个子机器人的独立运动、跨越障碍、抓取作业,也可完成子机器人之间的对接,实现多个子机器人的协调运动。专家们认为,可重构星球探测机器人研究为多星球探测机器人协作系统研究开辟了新途径,沈阳自动化所开发出的系统样机为进行多移动机器人系统研究提供了实用化平台。
因为未来机器人进展的人类需要这项技术。
微机器和微机器人已逐步形成一个牵动众多领域向纵深发展机器人进展的、对21世纪科学将产生深远影响机器人进展的新兴学科。从战略的角度来看机器人进展,智能机器人主题应不失时机地组织跟踪。
一)国内工业机器人的需求情况
工业机器人发展长期以来受限于成本较高与国内劳动力价格低廉的状况,随着中国经济持续快速的发展,近几年的国民生产总值年平均增长率更是保持在9%左右,人民生活水平不断地提高,劳动力供应格局已经逐步从“买方”市场转为“卖方”市场、由供远大于求转向供求平衡。作为制造业主力的农民工也从早期的仅解决温饱问题到现在对薪资和工作条件提出了更高的要求。这些情况使得许多劳动密集型企业为了提高劳动生产率所采用的增加工人数量、延长工人劳动时间的方法变得成本高昂,同时也受到法律的限制和政策的阻碍。无论是企业还是社会都认识到必须采取从改善机器设备入手,提高技术和资金的密集度来减少用工量以应对这种改变。总之,劳动力过剩程度降低、单个工人成本上升、对产品质量更高的要求、国家对装备制造业的重视等变化改善了机器人的使用环境,工业机器人及技术在中国已逐步得到了政府和企业的重视。随着机器人知识的广泛普及,人们对于各种机器人的了解与认识逐步深化,利用机器人技术提升我国工业发展水平、从制造业大国向强国转变,提高人民生活质量成为全社会的共识。
(二)国内工业机器人的销售情况
国家863机器人技术主题自成立以来一直重视机器人技术在产业中的推广和应用,长期以来推进机器人技术以提升传统产业,利用机器人技术发展高新产业。目前,政府正在使用各种办法加大中国装备制造业在市场中占据的份额,并提供优惠措施鼓励更多企业使用机器人及技术以提升技术水平。国内越来越多的企业在生产中采用了工业机器人,各种机器人生产厂家的销售量都有大幅度的提高。根据我国海关统计,最近4年来许多企业在华的销售量甚至是前面十几年销售量的几倍,年平均增长率超过40%。2001年我国工业机器人海关进出口数量不过是3774台,国内生产数量约700台左右。2004年市场规模已经增长到万台左右,数量和金额相对于2001年都增长了两倍。2004年国产工业机器人数量突破了1400台,产值突破8亿元人民币。进口机器人数量超过9000台,其中多功能机器人约1700台,简易机器人7500台,进口额约25亿美元。德国CLOOS公司在华焊接机器人销售量2000年以前为47台,2000年以后已经突破121台,销售量翻了近3倍。可以预见,中国的工业机器人产业不久后将会作为一种在国民经济中占据重要地位的产业而存在。
(三)国内工业机器人的市场特征
1.以汽车制造业为主的制造业发展促进了工业机器人的发展。汽车制造业属于技术、资金密集型产业,也是工业机器人应用最广泛的行业。在我国,工业机器人的最初应用是在汽车和工程机械行业,主要用于汽车及工程机械的喷涂及焊接。2000年开始,受国家宏观政策调控及居民消费水平提高的影响,我国汽车工业进入了一个高速增长期。面对这种局面,国际汽车巨头纷纷进入中国市场并与我国企业合资设厂或扩大原有生产规模,国内企业也纷纷转型或加大对汽车行业的投资,整个行业增产扩能增加了对工业机器人需求。据不完全统计,最近几年国内厂家所生产的工业机器人有超过一半是提供给汽车行业的,海关进出口增长数据与汽车行业增长数据具有较高的相关度。可知,汽车工业的发展是近几年我国工业机器人增长的原动力之一。
2.沿海经济发达地区是工业机器人的主要市场。我国工业机器人的使用集中在广东、江苏、上海、北京等地,工业机器人的拥有量占全国的一半以上,这种分布态势和增长趋势符合我国现阶段经济发展状况。我国经济最具活力的地区已经从珠江三角洲地区扩展到长江三角洲地区,而且长江三角洲地区在制造业中所占的比重越来越大。
3.外商独资企业、中外合资企业和国有企业是工业机器人的主要客户。工业机器人属于技术含量高,价格相对昂贵的制造装备,采用工业机器人较多的企业,一般对产品的质量要求较高,企业在市场上具有更高的影响力。现阶段,工业机器人使用量最多的仍是外商独资或中外合资企业。国有企业也在加大对工业机器人的采购用于技术改造,如汽车行业中的一汽、二汽、上汽等,它们的产品在市场上已经具有了相当强的竞争力,它们对工业机器人有着较大的需求,同时采购上它们能够得到国家和政府的支持,因此制造业中的大中型国有企业的工业机器人使用量一直很大,而且在未来相当长的时间内仍将保持这种增长势头。另外,我国的民营企业正逐渐认识到工业机器人的优势,对工业机器人的采用量也在逐步增加,虽然装备的数量上与以上企业仍存在较大差距,但是增长的速度惊人,将很快成为工业机器人市场的重要客户。
4.国内进口工业机器人的国家和地区分布。2001~2004年我国进口的工业机器人主要来自日本与台湾,2004年日本对华出口金额占我国进口工业机器人金额的一半。
四、我国机器人技术应用研究进展及发展趋势
中国工业机器人经过“七五”攻关计划、“九五”攻关计划和863计划的支持已经取得了较大进展,工业机器人市场也已经成熟,应用上已经遍及各行各业,但进口机器人占了绝大多数。我国在某些关键技术上有所突破,但还缺乏整体核心技术的突破,具有中国知识产权的工业机器人则很少。目前我国机器人技术相当于国外发达国家20世纪80年代初的水平,特别是在制造工艺与装备方面,不能生产高精密、高速与高效的关键部件。我国目前取得较大进展的机器人技术有:数控机床关键技术与装备、隧道掘进机器人相关技术、工程机械智能化机器人相关技术、装配自动化机器人相关技术。现已开发出金属焊接、喷涂、浇铸装配、搬运、包装、激光加工、检验、真空、自动导引车等的工业机器人产品,主要应用于汽车、摩托车、工程机械、家电等行业。
我国机器人技术主题发展的战略目标是:根据2l世纪初我国国民经济对先进制造及自动化技术的需求,瞄准国际前沿高技术发展方向创新性地研究和开发工业机器人技术领域的基础技术、产品技术和系统技术。未来工业机器人技术发展的重点有:第一,危险、恶劣环境作业机器人:主要有防暴、高压带电清扫、星球检测、油汽管道等机器人;第二,医用机器人:主要有脑外科手术辅助机器人,遥控操作辅助正骨等;第三,仿生机器人:主要有移动机器人,网络遥控操作机器人等。其发展趋势是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。
五、结语
工业机器人市场竞争越来越激烈,中国制造业面临着与国际接轨、参与国际分工的巨大挑战,加快工业机器人技术的研究开发与生产是我们抓住这个历史机遇的主要途径。因此我国工业机器人行业要认识到以下几点情况:第一,工业机器人技术是我国由制造大国向制造强国转变的主要手段和途径,政府要对国产工业机器人有更多的政策与经济支持,参考国外先进经验,加大技术投入与改造;第二,在国家的科技发展计划中,应该继续对智能机器人研究开发与应用给予大力支持,形成产品和自动化制造装备同步协调的新局面;第三,部分国产工业机器人已经与国外相当,企业采购工业机器人时不要盲目进口,应该综合评估,立足国产。
参考资料: