仿人機器人集機械、電子、計算機、材料、傳感器和控制技術等多門科學于一身,代表著一個國家的高科技發展水平。仿人機器人屬于服務機器人范疇,是外形類人的機器人,在外形和行為設計上模仿人類,具有手部、足部、頭部和軀干等,是一種容易獲得人類好感、親近感并能滿足情感認同的一種機器人。
相較于其他移動機器人,仿人機器人具有更大的適應性和靈活性,更適合在人類生活、工作的環境中與人類協同作業,或代替人類工作。它不僅可以在有輻射、粉塵和有毒環境中代替人類作業,而且還將被廣泛應用于多個領域,比如醫療、護理、家庭服務、娛樂、教育、生物技術、救災等。
首先,仿人機器人的市場潛力巨大。麥肯錫預計到2025年,全球醫療、增強人體機能、個人和家庭服務、商業服務機器人規模化應用的潛在經濟影響每年將達到1.1萬億至3.3萬億美元。2014年日本《機器人白皮書》預測,到2020年,日本醫療和護理等服務行業的機器人市場規模將達到約2.8萬億日元,是現在的3倍以上。日本《2012年機器人產業市場趨勢》報告也指出,到2035年,日本機器人市場約50%的訂單將來自醫療護理、教育、娛樂、家政和物流等服務業領域。
發達國家對仿人機器人高度重視,紛紛制定相關發展戰略。2015年1月,日本發布《機器人新戰略》;韓國先后出臺了《智能機器人促進法》、《智能機器人基本計劃》、《服務機器人產業發展戰略》,并于2014年8月,發布了第二個智能機器人開發5年計劃。
其次,仿人機器人新產品不斷涌現。全球進行仿人機器人研發的國家,目前主要有日本、中國、韓國、法國和美國。仿人機器人產品一般可分為大型仿人機器人、小型仿人機器人和仿真機器人三種。這些產品已實現初步產業化,應用領域較為有限。主要有兩大類:一是在商業領域作為接待員或形象代言人,二是在教育領域作為科研開發平臺,或在一些公共場合進行機器人文化的展示和宣傳。例如,全球先進的仿人機器人ASIMO已被IBM等7家企業租用,作為接待員。小型仿人機器人NAO則被美國哈佛大學、英國威爾士大學、德國弗萊堡大學、日本東京大學、中國浙江大學和同濟大學等全球450余所大學與實驗室作為開發平臺,開展相關教學與研究工作。另外,NAO曾在上海2010年世博會擔任法國的高科技大使,作為吉祥物進行表演,并為參觀者提供導游服務。2009年和2013年,我國“匯童”仿人機器人分別開始在廣東科技館和中國科技館等地工作。
我國仿人機器人只有不到20年的發展歷程,目前已處于世界先進水平,但仍存在不少問題。一是整體技術水平有待提高。在整體功能、穩定性和可靠性方面,與日本相比還存在差距,本體機構設計、運動規劃、控制等關鍵技術也有待提高。例如,日本ASIMO可以實現速度為9km/h的奔跑,我國研發的機器人尚不能達到這樣的水平。二是精密減速器、伺服電機、伺服驅動器等核心關鍵零部件長期依賴進口,亟須突破。三是企業參與度低。我國仿人機器人的研發,大都集中在高校或研究機構。日本高水平的技術則主要掌握在本田、川田和豐田等公司手中,例如本田公司研制的仿人機器人P2問世后,其外形、自由度配置、傳感器配置和控制方式等迅速成為當時仿人機器人參照的模板,之后研制出的P3、AISMO等機器人,代表了當今仿人機器人的最高水平。
目前,全球仿人機器人大多都處于研發階段,初步實現了產業化。對我國而言,這是一個良好機遇,必須把握住仿人機器人產業處于起步階段這一契機,出臺發展戰略,加大技術研發力度,建立共享研究平臺,鼓勵企業與機器人產業融合,加強相關人才儲備,最終搶占這一前沿科技的制高點。
摘自《經濟日報》