《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》）針對(duì)我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題，明確提出了“十三五”時(shí)期發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的五項(xiàng)主要任務(wù)。“推進(jìn)重大標(biāo)志性產(chǎn)品率先突破”作為主要任務(wù)之一，提出工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人要同步推進(jìn)，即“推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人向中高端邁進(jìn)、促進(jìn)服務(wù)機(jī)器人向更廣領(lǐng)域發(fā)展”，并在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域提出重點(diǎn)發(fā)展弧焊機(jī)器人、真空（潔凈）機(jī)器人、全自主編程智能工業(yè)機(jī)器人、人機(jī)協(xié)作機(jī)器人、雙臂機(jī)器人、重載AGV六大標(biāo)志性產(chǎn)品；在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域提出重點(diǎn)發(fā)展消防救援機(jī)器人、手術(shù)機(jī)器人、智能型公共服務(wù)機(jī)器人、智能護(hù)理機(jī)器人四大標(biāo)志性產(chǎn)品。

一、推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人向中高端邁進(jìn)

    我國(guó)機(jī)器人基礎(chǔ)領(lǐng)域研究起步并不算晚，上世紀(jì)70年代至今，國(guó)內(nèi)各高校及科研院所在多項(xiàng)科技計(jì)劃、重大工程的支持下開(kāi)展了大量研究工作，取得了一系列成果，但由于當(dāng)時(shí)的市場(chǎng)發(fā)展并不成熟，很多技術(shù)研發(fā)成果的產(chǎn)業(yè)化與應(yīng)用進(jìn)展緩慢。

    近年來(lái)，隨著我國(guó)工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)需求迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)，2013年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷量達(dá)3.7萬(wàn)臺(tái)，首次超越日本，成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)；2014年以5.7萬(wàn)臺(tái)的銷量再次位居世界第一位，約占全球銷量的1/4。持續(xù)升溫的市場(chǎng)吸引了越來(lái)越多的企業(yè)進(jìn)入工業(yè)機(jī)器人研制和生產(chǎn)行列，我國(guó)自主品牌機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化能力逐漸增強(qiáng)。根據(jù)中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CRIA）最新統(tǒng)計(jì)，2015年我國(guó)自主品牌工業(yè)機(jī)器人銷量達(dá)到2.2萬(wàn)臺(tái)，實(shí)際銷量比上年增長(zhǎng)31.3%，延續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

    雖然近幾年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人相關(guān)技術(shù)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，但與美、日、德等國(guó)相比仍有一定差距。從近期工信部對(duì)全國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)進(jìn)行的摸底調(diào)查情況來(lái)看，在超過(guò)200家工業(yè)機(jī)器人本體制造企業(yè)中，大部分企業(yè)以組裝和代加工為主，產(chǎn)品主要集中在三軸、四軸的中低端機(jī)器人，高端產(chǎn)品依賴進(jìn)口。

    為防止高端產(chǎn)業(yè)低端化，“十三五”期間，我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)應(yīng)面向重點(diǎn)領(lǐng)域，針對(duì)實(shí)際需求，攻克工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)，提升可操作性和可維護(hù)性，重點(diǎn)發(fā)展弧焊機(jī)器人、真空（潔凈）機(jī)器人、全自主編程智能工業(yè)機(jī)器人、人機(jī)協(xié)作機(jī)器人、雙臂機(jī)器人、重載AGV等產(chǎn)品，引導(dǎo)我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向中高端發(fā)展。

1、弧焊機(jī)器人

    弧焊機(jī)器人是一種可以完成高難度焊接工作的機(jī)器人，是焊接機(jī)器人的“主力軍”，通常弧焊機(jī)器人具有六個(gè)及以上自由度，可以保證焊槍的任意空間軌跡和姿態(tài)，具有可長(zhǎng)期進(jìn)行焊接作業(yè)、保證焊接作業(yè)的高生產(chǎn)率、高質(zhì)量和高穩(wěn)定性等特點(diǎn)。

    弧焊機(jī)器人由示教盒、控制盒、機(jī)器人本體及自動(dòng)送絲裝置、焊接電源等部分組成，可以在計(jì)算機(jī)的控制下實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制和點(diǎn)位控制，可以利用直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)功能焊接由直線及圓弧所組成的空間焊縫。目前，弧焊機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于汽車零部件及配件制造業(yè)，未來(lái)在船舶制造、工程機(jī)械、冶金設(shè)備、鐵路車輛、壓力容器制造等領(lǐng)域?qū)⒂袕V闊應(yīng)用市場(chǎng)。

    “十三五”時(shí)期，要重點(diǎn)突破焊縫軌跡電弧跟蹤、高壓接觸感知、焊縫坡口寬度電弧跟蹤等關(guān)鍵技術(shù)，不斷提升我國(guó)弧焊機(jī)器人質(zhì)量與性能。

2、真空（潔凈）機(jī)器人

    真空（潔凈）機(jī)器人是在特殊環(huán)境下工作的機(jī)器人。在真空環(huán)境下工作的機(jī)器人稱為真空機(jī)器人，主要應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)中，實(shí)現(xiàn)晶圓在真空腔室內(nèi)的傳輸。

    潔凈機(jī)器人是一種工作在潔凈環(huán)境中，用于完成特定任務(wù)的機(jī)器人，被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、平板顯示、LED、太陽(yáng)能、醫(yī)藥、以及食品加工與包裝等多行業(yè)領(lǐng)域。這些行業(yè)的生產(chǎn)具有加工超精密化、超潔凈環(huán)境的特點(diǎn)，對(duì)于機(jī)器人產(chǎn)品在控制精度、運(yùn)動(dòng)平滑度以及材料潔凈度等方面提出了很高的要求。

    “十三五”時(shí)期，真空（潔凈）機(jī)器人要加快核心技術(shù)研發(fā)與突破，實(shí)現(xiàn)真空環(huán)境下傳動(dòng)潤(rùn)滑、直驅(qū)控制、動(dòng)態(tài)偏差檢驗(yàn)與校正及碰撞檢測(cè)與保護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用。

3、全自主編程智能工業(yè)機(jī)器人

    機(jī)器人是可編程的機(jī)械裝置，其功能的靈活性和智能性很大程度上決定于機(jī)器人的編程能力。全自主編程智能工業(yè)機(jī)器人針對(duì)一般工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品品種多，工件尺寸一致性差造成的機(jī)器人應(yīng)用換產(chǎn)效率低，編程復(fù)雜，使用門檻高等問(wèn)題，通過(guò)視覺(jué)等外部傳感器，結(jié)合針對(duì)特定行業(yè)的工藝專家系統(tǒng)，自動(dòng)完成工件形狀掃描，定位和工藝參數(shù)自動(dòng)生成，使得整個(gè)機(jī)器人編程和作業(yè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)無(wú)人化和自主化。

    全自主編程智能工業(yè)機(jī)器人可以大幅降低不具備編程經(jīng)驗(yàn)和編程能力的最終用戶機(jī)器人使用門檻，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人傻瓜化作業(yè)。

    “十三五”時(shí)期，全自主編程智能工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展的核心是要突破基于外部傳感器的機(jī)器人自動(dòng)軌跡規(guī)劃和基于行業(yè)應(yīng)用知識(shí)圖譜并具有自主學(xué)習(xí)和更新能力的工藝專家系統(tǒng)搭建。

4、人機(jī)協(xié)作機(jī)器人

    人機(jī)協(xié)作機(jī)器人是指能夠直接和人一起并肩工作而無(wú)需使用安全圍欄進(jìn)行隔離的機(jī)器人，它可以實(shí)時(shí)感知甚至預(yù)測(cè)作業(yè)過(guò)程中與人體的接觸，并能迅速規(guī)避以免傷害，還可以引導(dǎo)或輔助人實(shí)現(xiàn)特定作業(yè)任務(wù)，如果人類在工作過(guò)程中出現(xiàn)偏差或誤操作，機(jī)器人將具備感知這一行為并及時(shí)糾正的能力。

    人機(jī)協(xié)作機(jī)器人適用于柔性、靈活度和精準(zhǔn)度要求較高的行業(yè)，如電子、醫(yī)藥、精密儀器等行業(yè)，可以滿足更多工業(yè)生產(chǎn)中的操作需求。

    “十三五”時(shí)期，人機(jī)協(xié)作機(jī)器人要重點(diǎn)攻克驅(qū)控一體化關(guān)節(jié)技術(shù)、系統(tǒng)安全技術(shù)，本質(zhì)安全技術(shù)、力控技術(shù)、形式化安全驗(yàn)證技術(shù)、新一代人機(jī)交互技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的人機(jī)合作。

5、雙臂機(jī)器人

    雙臂機(jī)器人是相對(duì)于單臂機(jī)器人而言的，雙臂機(jī)器人的雙臂之間存在依賴關(guān)系，它們分享使用傳感數(shù)據(jù)，雙臂之間通過(guò)一個(gè)共同的聯(lián)接形成物理耦合，一個(gè)機(jī)械臂可以對(duì)于另一個(gè)機(jī)械臂的反應(yīng)做出對(duì)應(yīng)的動(dòng)作、軌跡規(guī)劃和決策。

    雙臂機(jī)器人就如同人類的雙手，僅僅需要一個(gè)控制器，就可以使雙臂動(dòng)作達(dá)到同步協(xié)調(diào)、運(yùn)動(dòng)軌跡靈活的目的，因而擁有高彈性的操作空間，更能夠有效克服生產(chǎn)線上多個(gè)單臂機(jī)器人容易產(chǎn)生彼此干涉、碰撞的問(wèn)題。正由于雙臂機(jī)器人獨(dú)立性較高，不需要生產(chǎn)線上獨(dú)立的工具與之配合，所以在生產(chǎn)線變動(dòng)的時(shí)候，僅需要更換雙臂機(jī)器人手臂末端的夾具即可，具有極高的靈活性。雙臂機(jī)器人尤其適用于3C電子行業(yè)的零部件組裝，少量、多樣性、定制化的生產(chǎn)已成為當(dāng)前3C產(chǎn)品生產(chǎn)線的發(fā)展趨勢(shì)。

    “十三五”時(shí)期要重點(diǎn)研究和提升冗余度機(jī)器人關(guān)鍵算法、安全控制技術(shù)、雙臂協(xié)作技術(shù)和傳動(dòng)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)雙臂機(jī)器人的靈巧作業(yè)。

6、重載AGV

    AGV是一種無(wú)人駕駛的激光導(dǎo)引運(yùn)輸車，AGV系統(tǒng)涉及機(jī)械、電子、光學(xué)、計(jì)算機(jī)等多個(gè)領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化物流系統(tǒng)中，AGV是當(dāng)今柔性制造系統(tǒng)和自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中物流運(yùn)輸?shù)挠行侄巍?/span>

    重載AGV主要應(yīng)用于倉(cāng)儲(chǔ)、制造、港口、機(jī)場(chǎng)、危險(xiǎn)環(huán)境、特種行業(yè)等場(chǎng)所，可提高重載領(lǐng)域物流自動(dòng)化水平，減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)提高生產(chǎn)效率，縮短物流周期，加速資金周轉(zhuǎn)，提高經(jīng)濟(jì)效益都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

    “十三五”期間，要重點(diǎn)發(fā)展具備全輪驅(qū)動(dòng)、激光防碰、車身可自舉升、負(fù)載能力強(qiáng)、速度快、車程遠(yuǎn)、運(yùn)動(dòng)靈活的重載AGV產(chǎn)品。

二、促進(jìn)服務(wù)機(jī)器人向更廣領(lǐng)域發(fā)展

    我國(guó)對(duì)服務(wù)機(jī)器人的研究始于20世紀(jì)90年代中后期。近年來(lái)，在國(guó)家“863”計(jì)劃等多項(xiàng)政策的支持下，我國(guó)“服務(wù)機(jī)器人軍團(tuán)”不斷壯大：骨科機(jī)器人、膠囊機(jī)器人等醫(yī)療機(jī)器人已經(jīng)在一些大中型城市的醫(yī)院開(kāi)展常規(guī)臨床應(yīng)用；清潔機(jī)器人以每年倍增的速度在普及，烹飪機(jī)器人實(shí)現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)，家庭娛樂(lè)用無(wú)人機(jī)在國(guó)內(nèi)越來(lái)越受到歡迎，兩輪平衡車性價(jià)比明顯提高并逐漸被國(guó)內(nèi)用戶所接受；在水下、航天、極地科考、國(guó)防等領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的部分型號(hào)仿人機(jī)器人已實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。

    但總體來(lái)看，我國(guó)服務(wù)機(jī)器人研究與市場(chǎng)化生產(chǎn)運(yùn)作仍處于初級(jí)階段，與日本、美國(guó)、德國(guó)、韓國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家差距較大。在仿生材料與復(fù)雜構(gòu)件一體化設(shè)計(jì)制造技術(shù)、生物傳感器技術(shù)、智能識(shí)別與感知技術(shù)、不確定環(huán)境下動(dòng)力學(xué)建模與控制技術(shù)等前沿技術(shù)研究方面較為落后，概念性產(chǎn)品較多、產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品偏少，多數(shù)功能處于研發(fā)或?qū)嶒?yàn)室階段。

現(xiàn)階段，我國(guó)服務(wù)機(jī)器人發(fā)展正面臨新的形勢(shì)：

    1、在助老、助殘、醫(yī)療等方面的社會(huì)需求，如何使機(jī)器人為越來(lái)越多的老年人及殘障人士提供更高質(zhì)量的護(hù)理和陪伴，使現(xiàn)代醫(yī)療手段更加精準(zhǔn)、高效、安全，并更好地解決醫(yī)療資源稀缺、醫(yī)療水平不均衡等社會(huì)問(wèn)題；

    2、在應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害、重大生產(chǎn)災(zāi)難、社會(huì)公共安全壓力以及科考、國(guó)防等國(guó)家重大需要方面，如何使機(jī)器人完成更多更艱巨的任務(wù)，提高救援效率、減少人員傷亡以及滿足科考、國(guó)防特殊需求；

    3、在個(gè)人、家庭和公共服務(wù)等領(lǐng)域，滿足人們?cè)诮逃?/span>智能家居、娛樂(lè)和更好的服務(wù)等方面消費(fèi)需求，不斷提高人們生活水平。

    十三五”期間，我國(guó)服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)應(yīng)圍繞上述社會(huì)、國(guó)家和市場(chǎng)需求的重點(diǎn)，牢牢把握新一輪科技革命的契機(jī)，積極探索新的商業(yè)模式，以消防救援機(jī)器人、手術(shù)機(jī)器人、智能型公共服務(wù)機(jī)器人、智能護(hù)理機(jī)器人等標(biāo)志性產(chǎn)品為突破口，推進(jìn)專業(yè)服務(wù)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)系列化，推動(dòng)個(gè)人/家庭服務(wù)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)商品化。

1、消防救援機(jī)器人

    消防救援機(jī)器人具有可靠的偵察和救援功能，以及良好的機(jī)動(dòng)性能，對(duì)化學(xué)、生物、放射性等危險(xiǎn)物的生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用場(chǎng)所的災(zāi)害預(yù)防，對(duì)有毒有害化學(xué)物品泄露、易坍塌等災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的偵察和處置、易爆物品的搬運(yùn)、障礙物的清除、遇難人員的搶救等工作起到重要作用，可代替人員完成搜索、災(zāi)情探測(cè)定位、定點(diǎn)拋投、排障、滅火和救援等危險(xiǎn)性任務(wù)。

    “十三五”時(shí)期，要重點(diǎn)突破移動(dòng)機(jī)構(gòu)、探測(cè)技術(shù)、多傳感器信息融合技術(shù)、導(dǎo)航和定位技術(shù)、自適應(yīng)控制技術(shù)、仿生技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，本著先易后難、邊研制邊推廣、循序漸進(jìn)的原則發(fā)展消防救援機(jī)器人。

2、手術(shù)機(jī)器人

    手術(shù)機(jī)器人也可稱為機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)，是世界微創(chuàng)外科領(lǐng)域的革命性外科手術(shù)工具，主要由控制臺(tái)和操作臂組成，控制臺(tái)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、手術(shù)操作監(jiān)視器、機(jī)器人控制監(jiān)視器、操作手柄和輸入輸出設(shè)備等組成。

    手術(shù)時(shí)，外科醫(yī)生可坐在遠(yuǎn)離手術(shù)臺(tái)的控制臺(tái)前，根據(jù)攝像機(jī)拍攝的圖像，手控操作桿，手部動(dòng)作傳達(dá)到機(jī)械臂的尖端，完成手術(shù)操作，從而增加操作的精確性和平穩(wěn)性。

    “十三五”時(shí)期，要重點(diǎn)攻克柔性手術(shù)執(zhí)行器設(shè)計(jì)制造、柔性手術(shù)執(zhí)行器遙操作核心算法、手術(shù)系統(tǒng)故障檢測(cè)和自恢復(fù)技術(shù)、力反饋技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)精度校準(zhǔn)技術(shù)、人體掃描與關(guān)鍵點(diǎn)雙模式圖像注冊(cè)技術(shù)、4D CT成像與柔性配準(zhǔn)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，提升自主品牌手術(shù)機(jī)器人的精度和可靠性。

3、智能型公共服務(wù)機(jī)器人

    公共服務(wù)機(jī)器人的范圍較為廣泛，只要能夠?yàn)楣娞峁┓?wù)的機(jī)器人都屬于公共服務(wù)機(jī)器人。如，迎賓機(jī)器人、接待機(jī)器人、導(dǎo)游機(jī)器人、導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人、咨詢機(jī)器人、保安巡邏機(jī)器人、送餐機(jī)器人、自動(dòng)加油機(jī)器人等。

    目前，多數(shù)公共服務(wù)機(jī)器人的功能都較為單一，智能化程度不高。隨著機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，在未來(lái)將會(huì)有越來(lái)越多的公共服務(wù)機(jī)器人進(jìn)入我們的日常生活。

    “十三五”時(shí)期，在智能型公共服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域要著力研究和提升多機(jī)器人協(xié)調(diào)調(diào)度技術(shù)、環(huán)境建模與定位技術(shù)、自主導(dǎo)航技術(shù)、自主充電技術(shù)、智能人機(jī)交互技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，不斷滿足我國(guó)社會(huì)公眾對(duì)機(jī)器人提供公共服務(wù)的新需求。

4、智能護(hù)理機(jī)器人

    護(hù)理機(jī)器人是為了更好的照顧老人、殘疾人和行動(dòng)不便人群的起居生活而研制的機(jī)器人。一些智能程度相對(duì)較高的護(hù)理機(jī)器人不僅具有視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)等能力，而且還能背起人，同人進(jìn)行交流。

    隨著我國(guó)人口老齡化的趨勢(shì)越來(lái)越明顯，2015年，我國(guó)60歲以上人口已達(dá)到2.22億，預(yù)計(jì)到2025年，60歲以上老齡人口將達(dá)到3億。此外，殘疾人群也很龐大，預(yù)計(jì)到2025年，殘疾人口將占到人口總數(shù)的6.34%，有殘疾人的家庭涉及到2.6億家庭人口。這將對(duì)護(hù)理機(jī)器人產(chǎn)生巨大需求。

    “十三五”時(shí)期，應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展智能輪椅、護(hù)理床、洗浴機(jī)器人、按摩機(jī)器人、康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人、移動(dòng)監(jiān)控機(jī)器人、陪護(hù)機(jī)器人等智能護(hù)理機(jī)器人，特別是面向老人照護(hù)需求，發(fā)展具有智能感知識(shí)別、自主移動(dòng)等能力，可與用戶進(jìn)行交流的機(jī)器人產(chǎn)品。