一、引言

  機器人系統以功能及系統實現為載體，通過自主或半自主的感知、移動、操作或人機交互，體現類似于人或是生物的智能水平；它能夠擴展人在尺度、時間、空間、環境、情感、智能以及精度、速度、動力等方面所受到的約束和限制，并為人服務。

  中國作為世界最大的機器人消費國，除了工業機器人連續 5 年成為世界最大的市場外，服務機器人的需求也增長顯著。各種各樣為了滿足不同需求的特種機器人、康復與助老助殘機器人、醫療輔助機器人等服務機器人，正在成為推動機器人產業發展的新動力。

  二、主要成果

  1. 仿人機器人技術不斷突破，進入了國際領先行列

  仿人機器人技術是智能機器人研究的熱點，也是一個國家機器人研究水平的標志。20 世紀90年代初到2000年，我國先后研制出多指關節靈巧手、雙足步行機器人和仿人機器人“先行者”，逐漸縮小了我國仿人機器人研究與世界先進水平的差距。“十五”期間， 我國自主開發了仿人機器人“匯童”，標志著我國成為繼日本之后第二個掌握集機構、控制、傳感器、電源等于一體的仿人機器人技術的國家。“十一五”期間，我國研制出國際 領先水平的五指靈巧手，實現了對多種形狀物體的識別、抓取和自主操作；攻克了仿生機器人動力學穩定控制、高性能手臂一體化部件設計制造、自主實時控制操作系統研發、高速視覺識別算法等核心技術，實現了具有高度感知與運動控制能力的仿人機器人乒乓球對抗，保持了國際領先地位。

  2. 從6000米無纜自治機器人到7000米載人深潛器，水下機器人取得重大成就

  海洋資源勘探和開發是國際激烈競爭的焦點問題之一，水下機器人是海洋資源勘探和開發的重要工具。20 多年來，我國水下機器人不斷發展，從 1000 米無纜自治機器人到 6000 米無纜自治機器人，再到 7000 米載人深潛器，水下機器人取得了重大成就。我國成功地研制出首臺6000 米無纜自治機器人“探索號”，并在太平洋深水處進行了大洋探測實驗。深海試驗表明，“探索號”主要技術指標達到國際領先水平，標志著我國成為繼美、俄、法、英、日之后，擁有整套深潛探測技術能力的少數國家之一。2002年，我國啟動了7000 米載人深潛器“蛟龍號”的研制工作，其工作范圍可以覆蓋全球海洋區域的99.8%。2012 年，蛟龍號圓滿完成 7062 米的下潛任務，標志著我國在深海高技術領域達到了領先國際的先進水平。

  3. 智能化工程機械從單機產品到機群作業和遠程維護，引領了工程機械行業技術升級

  開發以機器人技術為核心的智能化工程機械，是促進工程機械產品更新換代的重要手段。在國家重大科技專項和“863”計劃等的支持下，工程機械行業骨干企業包括徐工、三一、中聯、山河、柳工、廈工、天工等重點研發了一批單機智能化、機群智能化工程機械產品，建立了工程機械遠程智能維護系統，為引領工程機械產品技術升級和提升工程機械行業競爭力做出了重要貢獻。

  4. 開發出工業機器人系列產品，推動了工業機器人示范應用和產業化

  工業機器人作為制造業的重要基礎裝備，“九五”期間，我國掌握了工業機器人的設計和集成技術，研制出弧焊機器人、點焊機器人、切割機器人、仿型噴涂機器人、平面關節型裝配機器人、直角坐標型裝配機器人、移動搬運機器人、移動包裝機器人等一批國產工業機器人系列產品。“十一五”期間，研制出 30 臺 165 kg 和 2 臺 210 kg 點焊機器人產品并成功應用于奇瑞汽車焊裝自動化生產線，國產弧焊機器人、移動搬運機器人、包裝搬運機器人等達到國外同類產品的先進水平。2010 年，國產工業機器人市場銷售幾百臺套，帶動幾百億元的國產機器人自動化成套生產線銷售額，走出了工業機器人產業化的第一步。

  5. 特種機器人從無到有，特種機器人品種和應用不斷壯大

  特種機器人通常指工作在非結構環境下作業的機器人，始終是智能機器人技術研究的重點。我國特種機器人從無到有、品種不斷豐富、應用領域不斷拓展，奠定了特種機器人產業化的基礎。20 多年來，我國先后研制出一大批特種機器人，并投入使用，如輔助骨外科手術機器人和腦外科機器人成功用于臨床手術，低空飛行機器人在南極科考中得到應用，微小型探雷掃雷機器人參加了國際維和掃雷行動，空中搜索探測機器人、廢墟搜救機器人等地震搜救機器人成功問世，細胞注射微操作機器人已應用于動物克隆實驗，國內首臺腹腔微創外科手術機器人進行了動物試驗并通過了鑒定，反恐排爆機器人已經批量裝備公安和武警部隊等。

  三、國內外發展比較與趨勢

  （一）國內外發展比較

  1. 工業機器人

  中國已經成為全球第一大工業機器人市場，但是從國內外產品的產業結構、應用領域、應用行業、應用類型等方面細致比較，當前國內外的機器人產品存在顯著差異，國外機器人在高端應用領域占據著絕對優勢。在核心零部件生產方面，目前全球機器人行業，75% 的精密減速機被日本的 Nabtesco 和 Harmonic Drive 兩家公司壟斷；而交流伺服電機及控制器基本被日本、德國、美國壟斷，我國機器人關鍵部件不具備競爭力。 從機器人使用密度上來看，我國目前工業機器人使用密度仍然遠遠低于全球平均水平，離日本、韓國、德國等發達國家更是有很大差距。

  2. 特種機器人

  旋翼飛行機器人（無人機）作為一種具有代表性的特種機器，一直備受關注。在民用領域，與美國相比中國的無人機企業數多于美國，中國無人機企業以研發制造為主，而美國無人機企業主要進行創新服務；在軍用領域，歐美無人機系統及技術的研究具有代表性。2016 年國家地區或軍方新發布的四個具有代表性的無人機發展戰略或路線圖分別為：丹麥的國家無人機發展戰略、歐洲通用無人機項目——“歐洲中空長航時無人機系統”（MALE RPAS）項目定義研究、美國空軍《小型無人機系統飛行計劃：2016 — 2036 年》以及美國海軍無人系統路線圖。

  水下機器人方面，據不完全統計，到 2009 年年底，大約有 461 個型號近 6000 臺遙控水下機器人在運行，全球有超過 300 家專業從事遙控水下機器人研制、生產和售后服務的企業。我國在 6000 米無纜自治機器人、7000 米載人深潛器水下機器人研究方面比肩美國、日本、法國等國家，達到國際領先水平；我國水下滑翔機創造的 91 天續航時間和 1884 千米續航距離，使我國成為繼美國之后第二個具有跨季度的自主移動海洋觀測能力的國家。

  3. 服務機器人

  在康復機器人方面，國際上具有代表性的研究機構及成果包括法國 KINETEC 公司推出的 Maestra 便攜式手指康復機器人、冰島的 Ossur 公司研發的多種假肢、比利時布魯塞爾大學的踝關節假肢 AMP-Foot、英國的 i-Limb 靈巧手、日本 Nabco 公司的 NI-C411 假肢腿、意大利巴勒莫大學的 SmartLeg 智能假肢腿等。在家政服務機器人方面，美國雖然對服務機器人的研究投入沒有日本多，但產業化和公司運作做得很成功，在產品定位與開拓方面做得比日本和韓國出色，培育了像 iRrobot 和 WOWWEE 這些專門做機器人的公司。而日本 NEC 公司開發的伴侶機器人 PaPeRo、ZMP 公司設計生產的 Nuvo 管家機器人、日本 NEC 公司開發了伴侶機器人 PaPeRo 都具有代表性。