现阶段我国机器人与自动化产业概述
一、机器人
1、工业机器人
工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的光仪电一体化自动化生产设备，特别适合于多品种、变批量的柔性生产。
(1)操作机:通过有限元分析、模态分析及仿真设计等现代设计方法的运用，机器人操作机已实现了优化设计。
(2)控制器:控制器的性能进一步提高，已由过去控制标准的6轴机器人发展到现在能够控制21轴甚至27轴，并且实现了软件伺服和全数字控制。
(3)传感装置:激光传感器、视觉传感器和力传感器在机器人系统中已得到成功应用，并实现了焊缝自动跟踪和自动化生产线上物体的自动定位以及精密装配作业等，大大提高了机器人的作业性能和对环境的适应性。
(4)并联机构:采用并联机构，利用机器人技术，实现高精度测量及加工，这是机器人技术向数控技术的拓展，为将来实现机器人和数控技术一体化奠定了基础。
(5)网络通信:机器人控制器已实现了与Canbus、Profibus总线及一些网络的连接，使机器人由过去的独立应用向网络化应用迈进了一大步，也使机器人由过去的专用设备向标准化设备发展。
另外由于微电子技术的快速发展和大规模集成电路的应用，使机器人系统的可靠性有了很大的提高。机器人系统的可靠性已达到5万小时，几乎可以满足任何场合的需求。
2、特种机器人
非制造业领域机器人与制造业的相比，其主要特点是工作环境的非结构化和不确定性，因而对机器人的要求更高，需要机器人具有行走功能，对外感知能力以及局部的自主规划能力等，是机器人技术的一个重要发展方向。
(1)水下机器人:水下机器人已用于海洋石油开采、海底勘察、救捞作业、管道敷设和检查、电缆敷设和维护以及大坝检查等方面，形成了有缆水下机器人和无缆水下机器人两大类。
(2)空间机器人:空间机器人是特种机器人的重要研究领域。
(3)地下机器人:地下机器人主要包括采掘机器人和地下管道检修机器人两大类，主要研究内容为:机械结构、行走系统、传感器及定位系统、控制系统、通信及遥控技术。
(4)医用机器人:医用机器人主要研究内容包括:医疗外科手术的规划与仿真、机器人辅助外科手术、最小损伤外科、临场感外科手术等。
(5)xx机器人:目前，国外xx机器人发展十分迅速，类型已达上百种，功用更是多种多样，有侦察、保障、排雷、防化、进攻、防御型等等。具体有机器人地雷、机器人坦克、智能枪、智能火炮、排雷(弹)机器人、防核生化机器人、侦察机器人、智能飞机、智能导弹、机器人潜水器等。
可以预见，21世纪各种先进的机器人系统将会进入人类生活的各个领域，成为人类良好的助手和亲密伙伴。
3、智能机器人
在计算机技术和人工智能科学发展的基础上，产生了智能机器人的概念。智能机器人是具有感知、思维和行动的机器，智能机器人可获取、处理和识别多种信息，自主地完成较为复杂的操作任务。智能机器人作为新一代生产和服务工具，在制造领域和非制造领域具有更广泛、更重要的地位。同时，智能机器人作为自动化、信息化的装置与设备，xx可以进入网络世界，发挥更多、更大的作用。
虽然从生物学角度来实现机器人的人工智能化还很遥远，但随着计算机芯片技术及计算能力的进一步发展，xx可研制出的具有复杂生物行为的机器人。这些机器人集生物学、电子学、审美与机械学于一体，即所谓的BEAM机器人。
目前国际上在机器人的智能化和多样化方面，主要研究内容集中在以下几点:
(1)虚拟机器人技术:基于多传感器、多媒体和虚拟现实以及临场感技术，实现机器人的虚拟遥控操作和人机交互。
(2)多智能体控制技术:对多智能体的群体体系结构、相互间的通信与磋商机理，感知与学习方法，建模和规划、群体行为控制等方面进行研究。
(3)微型和微小机器人技术:这是机器人研究的一个新的领域和重点发展方向，微小型机器人技术的研究主要集中在系统结构、运动方式、控制方法、传感技术、通信技术以及行走技术等方面。
(4)软机器人技术:主要用于医疗、护理、休闲和娱乐场合。传统机器人结构材料多为金属或硬性材料，软机器人技术要求其结构、控制方式和所用传感系统在机器人意外地与环境或人碰撞时是安全的，机器人对人是友好的。
(5)仿人和仿生技术:这是机器人技术发展的{zg}境界，未来的机器人必须具有一定情感、社交头脑等等特点，这也是各国科学家努力的目标，目前仅在某些方面进行一些基础研究。
二、自动化生产线成套装备
自动化成套装备是指以机器人为核心，以信息技术和网络技术为媒介，将所有设备连接到一起而形成的大型自动化生产线。它是先进制造装备的典型代表，是发展先进制造技术实现生产线的数字化、网络化和智能化的重要手段，目前已成为国内外极受重视的高新技术应用领域。
在发达国家中，机器人自动化生产线成套装备已成为自动化成套装备的主流及未来自动化生产线成套设备的发展方向。国外汽车行业、电子和电器行业、物流与仓储行业等已大量使用机器人自动化生产线，保证了其产品的质量和生产的高效，典型的有大型轿车壳体冲压自动化系统技术和成套装备、大型机器人车体焊装自动化系统技术和成套装备、电子和电器等的机器人柔性自动化装配及检测成套技术和装备、机器人整车及发动机装配自动化系统技术和成套装备、AGV物流与仓储自动化成套技术及装备等，这些机器人设备的使用大大推动了这些行业的快速发展，提升了高新制造技术的先进性。
自动化生产线成套装备需要研究的技术主要有:
① 利用CAX及仿真系统等多种高新技术和设计手段，快速设计和开发机器人大型自动化生产线，并进行数字化验证。
② 自动化生产线“数字化制造”技术。国外已经推出可进入实用的“数字化工厂”商品化软件，建立产品制造工艺过程信息化平台，再与本企业的资源管理信息化平台和车身产品设计信息平台结合，构成支持本企业产品完整制造过程生命周期的信息化平台。
③ 利用传感器和网络技术，实现大型生产线的在线检测和监控，确保产品质量，并且实现产品的主动质量控制。利用自动化生产线模块化及可重构技术，实现生产线的快速调整及重构。
④ 生产线快速整定技术。建立完整的制造过程信息技术，发展机器人等自动化设备的离线编程技术、生产线上的机电设备实现网络控制管理技术、关键工位在线{bfb}产品检测技术、先进的生产线现场安装精度测试技术。
发达国家广泛应用机器人自动化生产线，已形成了巨大产业，年市场容量约为1000亿美元。国际上xx公司ABB、COMAS、KUKA、BOSCH、NDC、SWISSLOG、村田等都是机器人自动化生产线及物流与仓储自动化设备的集成供应商。
全球过程自动化产品市场销售额预计2006年将超过700亿美元。从2001年到2006年年平均增长率将达到4.6%。主要应用于玻璃、陶瓷、钢铁和有色金属工业、轧钢和铝板材工业、化学、食品和制药业、石化工业、纸浆和造纸业、环保、矿山、石油和天然气工业等。其中矿山工业为70亿美元、原材料工业90亿美元、过程工业360亿美元、电站110亿美元、环保工业70亿美元。就全球而言，北美占27.2%、西欧占26%、亚非(不包括日本)占21.1%、日本占12.3%、东欧占4.7%、南美占4.9%，其它地区占3.7%。
我国近几年机器人自动化生产线已经不断出现，并给用户带来显著效益。目前国内已建立了多条弧焊机器人生产线、装配机器人生产线、喷涂生产线和焊装生产线。随着我国工业企业自动化水平的不断提高，机器人自动化线的市场也会越来越大，并且逐渐成为自动化生产线的主要方式。我国机器人自动化生产线装备的市场刚刚起步，而国内装备制造业正处于由传统装备向先进制造装备转型的时期，这就给机器人自动化生产线研究开发者带来巨大商机。据预测，目前我国仅汽车行业、电子和家电行业、烟草行业、新能源电池行业等，年需求自动化线就达300多条，产值约为60多亿元人民币。据初步测算，“十一五”期间，仅汽车制造业的需求市场容量将达到800多亿元人民币。
日本机器人工业增长迅速，电子电气产业大有可为
中国机器人研究创新不足 产业化与国际有差距
韩国要把机器人做成大产业
这一举措被认为是韩国在高科技领域又一次使用政府推动模式的尝试，其结果很可能像其在互联网、宽带、大屏幕电视、数码产品等领域所取得的结果一样：成功。
在经历了1997年的亚洲金融危机后，韩国决定把高科技作为国家的发展战略，并且将这作为韩国的立国之本。
随后，政府解除了电信、互联网服务等方面的禁令，并且通过大规模投资，帮助高科技公司将宽带电缆铺向城乡的每一个角落，韩国在全世界{dy}个做到了让所有学校都可以接入高速互联网。政府部门甚至向家庭主妇教授免费的信息技术课程，向低收入家庭提供免费电脑。
此外，政府通过政府津贴的方式，主导了韩国为数众多的技术研究的方向，包括机器人技术和其他很多技术。虽然有一些遭受挫折——比如在生物科技领域，标志性人物、原汉城大学教授黄禹锡被证明大量作假——但是还有许多是成功的。
对未来产业——机器人的考察与思考
相对于国外的先发、{lx1}优势，我国的机器人产业的研发远远落后于美、日两国，甚至比起韩国也落后一步，尤其是在青少年中远未开展机器人的组装、制作的科学活动，这将关系到二、三十年后我国的产业发展。
机器人（又称机械手，机械人，英文名称：Robot），在人类科技发展史上其来有自。早在三国时代，诸葛亮发明的木牛流马即是古代中国人的智能结晶。随着近代的工业革命，机器产业的不断发展成为近代工业的主要支柱。由于科学幻想所系的“永动机”、太空探险以及梦想xxx的机能所无法达致境界的求新意念，推动科学家想研究创造出种种能够代替人的机械。上世纪六、七十年代的自动化机器、无人操纵的飞行器等等，即是此产业发展链条上的一个大胆的尝试与突破。虽然，后来电脑、电子产业的发达引开了人们xx的热点，但关于机械人的研究与开发一直在持续进行着。而近二十年中，因为电脑技术、电子产品及生物遗传工程等技术的大踏步发展，“机械人”的研发热潮已从专业人士的实验室中走了出来，成为一种综合科研能力的开发活动，参与者也打破了各行各业的划地为牢、各自为政的困局，开始了纵横连合，争奇斗妍，蔚成热潮的研究与制作尝试。其中最为突出的是青少年及在校大学生的积极参与，这种热潮有点类似中国五、六十年代中学生中兴起的自己组装矿石无线电收音机的普及活动一样。但国外青少年如今热衷于机器人活动却有一个历史背景和文化环境：一是高新科技（尤其是IT的超速发展）；一是漫画、电影、视像、体育竞赛、电子游戏及互联网的影响。后者是与当代的文化语境极有干系的。譬如：好莱坞电影《星球大战》中出现了不少机器人，日本动漫画家笔下的卡通人物阿童木、铁甲战士、假面机器人等，这使得许多本来对机械组装、手工制作不感兴趣但又热衷于动漫（卡通）、打电子游戏机的青少年，也开始对之持有兴趣并引发出了以小组或团队制作机器人的专业比赛，包括对打、足球、篮球、摔跤、运物、赛跑等，以及与当代体育以及灵巧运动有关的项目。因为，只有激烈的对抗才能激发参赛者的创新意念及制作能力，人们争相以最强最有创意的产品出场以获取胜利。
机器人的研究从一开始就是拟人化的，所以才有机械手、机械臂的开发与制作，也是为了以机械来代替人去做人力所无法完成的劳作或探险。但近十几年来，机器人的开发不仅越来越优化，而且涵盖了许多领域，应用的范畴十分广阔。大而言之，用之于太空开发，月球车，深海探测器，海洋石油开采，航天飞机机械臂等，小至微型手术机械，生命监测仪等。军事上的用途更是日新月异，从拆弹器、xx地雷器到无人驾驶飞机、战车，有人甚至预测未来战争可能如星球大战一样，是机器人的战争。至于工业、农业、遗传生物产业、医学、文化产业、电讯业、能源开发，都将因机器人的大量登场而出现产业革命。英国电讯公司未来学部门研究员曾因准确预测手机短讯、垃圾电邮及网上搜寻引擎的出现而闻名，在最近公布的科技展望五十年的预测中，其中就有数条是关于机器人的。
毋庸置疑，未来的机器人将会朝着三个方面发展：
一、与人类社会的生活更为密切地结合起来，以为人作出更多的服务作为要素
二十年后，家中扫除、清洁的工作或老人的护理保健的工作可能全由机器人取代。美国旧金山的医院已开始使用机器人为病人送药、配药的服务。美国的阿伊机器人公司的总裁接受媒体采访时表示，该公司生产的家用大扫除机器人产品，2002年只有一百二十万美元销售额，到2004年已猛增10倍以上。还有，家居的全自动化，无需驾驶的自动汽车，等等，实在无法一一计数或作出预计。
二、仿生性，生物性的大趋向
以趣味性、生物性来制造机器狗、猫、鱼等动物。譬如日本三菱重工附属公司Ryomei Engineering研制成功的金色机械鱼“金鱼虎”长1公尺，重25公斤，是一只不小的巨鱼，能自动畅游于水中，可协助监察桥梁的保安和搜集鱼汛的情况，监视河水污染等。索尼公司研制的Aibo机器狗会对主人声音有情绪反应，已能够模仿喜怒哀乐和恐惧等情绪，将来可出现代替真正导盲犬的机器狗。另外，电影《侏罗纪公园》的恐龙机器人等也是例子。这类仿生性机器人还被广泛用于军事上的侦察救险、情报传送，甚至杀敌于无形的手段上去。美国夏威夷大学设有水下机器人研究中心，已具相当规模。今年八月初俄罗斯迷你潜艇在海底为渔网所缠，困于190米下的深海，就得助于英国的“天蝎”号救援艇之助而脱险的，“天蝎”号就是海底机器人。
三、最重要的发展是人性化
今年三月至九月于日本爱知举行的万国博览会，被称为机器人的大集合之展览会，有人甚至将之称作“机器人万国博览会”，从中亦可看出日本的这一产业优势及成果。在展场中，接待处、大会清扫工作、警备工作等，多以机器人的形式出现与取替。博览会期间还举办多项人与机器人有关的活动，其中最引人注目的还是人工智能及人性化的机器人的表演，譬如接待处的一位女性机器人能听、说六国语言，而且说话时眼、嘴皆会动，面部肌肉也有活动。大阪大学工学院在人工智能机器人的开发方面有不俗的成绩，石黑浩教授制作“Actroid Repliee”，以“电视台新闻播音员”的外貌现世，其手、头和上身皆可自如活动，外形逼真，惟妙惟肖。还有造型奇特有趣的高尔夫球机器人“坎迪—5”，它内置整个高尔夫球场的3D地形和球会会员的资料，并设置有全球xxxx系统，能作360度自如旋转，它的系统将愈加精密，并更具人性化，科学家预计在2020年完成其全部制作时，它可充当球僮并可从旁给予击球建议。此外，尚有具“视觉”、“味蕾”的机器人，它的红外线测定可以对食物及饮品的成份、含量马上作出判定，譬如将一只苹果摆在其手臂前，可以打印出该只苹果的糖份、维生素含量等。最引人注目的是机器人管乐队的演奏，以机器人演奏真正的乐器，而且队形不断变换，演奏技术臻于上乘。东京大学于今年八月公布已开发出人的仿真性皮肤，可如人一样感受冷热、痛楚、温度反应，甚至一些人的皮肤未具有的功能都可以设定，这对仿造机器人的生命性又是一大进步。凡此种种，不一而足。
在世纪之交，生物遗传工程因“克隆人”的出现而引致伦理、法律及道德问题的争议，“克隆人”能否问世仍然是一个未知数，但机器人的研发正在取而代之，以越接近人性化为追寻目标。因而还为之出现了新的名词，比如人工智能（Artificial Intelligence，简称AI），并以下述二个英文名字用来指人类模样的机器人：androids和humanoids。西方的电影导演在谈到影视中出现的非常人性化的机器人时，更常常使用这些有明确倾向的专用词：
A、变得人性化—humanize(v.)
B、人性化的—humanized(adj.)
C、人道、仁慈—humanity(n.)
我国的机器人研发工作基本上属于科学研究的项目，据说，中国科学院目前已造出说话时嘴唇能够活动、眼睛能转动、具视觉功能的机器人，其水准可媲美日本同行，但这台机器人体形甚大，却未能以双脚走路。在日本，机器人能否以二脚行走已成为一个热门及熟练的技术竞赛项目，譬如有“二足机械人竞赛大会”（分等级）。其实，机器人的制作{jd1}并非只是液压机械与电子产品的混成物，要将机器人造得越来越有人性化，就要兼及生命医学、传感、光学及创造性的文化产业等方面，比如机器人的关节就需要研究中医的经络学、生物学上的神经刺激反应以及文化产品的某种造型特征（其中很重要的是民族特征的外表）等等。英国的科学家甚至预言，到2020年，随着机器人愈来愈精密和使用有机零件制造，它们将会受到“机器人权”的保护。
在美、日、德、法、韩等国，机器人产业的开发正在日受重视，一般采取所谓的“官产学”形式。“官”即政府的制定政策及倾斜支持，调整产业结构。据情报显示，日本政府正在调整全国的产业制造结构，名古屋中部地区的未来产业为新型汽车工业，以大阪为中心的关西地方将以机器人产业为主，东京地区以资讯情报化为中心，等等；“产”即产业界的自我分类的研究与开发，并将之变成产品，取得经济效益；“学”即学校设置专门的课程（学科），教材则与以往不同，非全盘为学校教授所写，有一些则由产业研究所编写教材，利用电脑技术介入，反过来向大学师生出售。而专门出售机器人制作的教科书、教材及装配零件、专门杂志等也已成行成市，许多公司改变既有行业，转而生产为此服务的产品。那么，这是否将导致一场工业革命？现在断言尚为时过早。但可以预计的是，未来20年，机器人产业将成为未来新产业的一个{lx1}潮流，在现代化的高科技战争中，机器人将发挥越来越大的战斗作用，从而减少前线士兵的人命伤亡，并以奇技利器克敌制胜。
现在，世界上先进的工业化国家都十分注重机器人的研究开发、实用化及事业化（产业化）的动向，投入大量的资金、人力，优化环境及指标，特别是重视培养年轻一辈对此一未来科学的兴趣，吸引他们的投入，以形成人材梯队，锻造出新的产业队伍。除了编造教材，进行普及性教育宣传（譬如针对小学生举办夏令营、体验性教育、博物馆实验课程等等），而且结合新的好莱坞电影及文化产品的出现而应时地制造玩具型机器人，以流行包装及合适的语言带起新潮流，营造时尚、新潮的气氛及环境。
举办各类竞赛已成为机器人研发热潮的一个新动力。机器人的国际比赛，目前以“机器人世界杯锦标赛”{zj1}国际性，每年举行一次，于世界各地举行。这是比照足球世界杯比赛的形式而策划的。这是一个集高新科技、娱乐性及竞技性的大型比赛，吸引了大量青少年观众。2004年的比赛于葡萄牙首都里斯本举行，参加国家有37国共346队，约1600名选手（基本上是年轻人）参赛。今年7月中，这个世界杯锦标赛移师日本大阪，共有30个国家的代表队（实际出场330队），约2000名选手参赛，盛况空前。会后又举行了学术研讨会，为让大家共享有关资讯而倡导全面公开理论技术方面的资料。中国科技大学、浙江大学等代表队在这次比赛中有所斩获，取得不俗的佳绩，但得奖最多的则是日本及欧美国家的代表队。明年的比赛将在德国（柏林）举行。至目前为止，全球共有40个国家的4000人以上的研究者参与此一活动。今年8月27日，由亚太广播电视联盟主办的“ABU机器人大赛”在北京航空航天大学体育馆举行，由中国广电局及中央电视台作为东道主，亚太地区大学生机器人代表队将在这里一决高低。
开展不同级别、科目、门类的比赛，在日本全国各地最为蓬勃。以“ROBO－ONE”的比赛较为大型，韩国也有同名的竞赛。日本的ROBO－ONE至今已举行七届，今年韩国制作者Jeon Young-Su携其作品TAEKWON－V跨国参加于东京的比赛，获得项目{gj}。平时，日本的大学生也有组队去美国进行友谊比赛等活动，并一齐切磋技艺，互相交换资料及情况。最值得注目的是日本的“青少年机器人大赛”，比赛分为二个级别，一为小学生—初中二年级；一为初三学生—高中生。这个比赛有区、市、县的对抗及选拔赛，{zh1}选出{zj0}代表队参加全国比赛。从比赛的场面来看，场面十分热闹，而各地电视台现场转播，也为这个热潮推波助澜。此外，还有“机器人创造国际竞技大赛”、“全日本机器人相扑大赛”、“全国高中机器人大赛”等等。并分有年龄级别、专项比赛，对参赛者年龄及机器人的体高、体积、配置、电源等都订有明确的规定。韩国除了“ROBO－ONE”大赛之外，还有“机器人对抗赛”，最有名的机器人大赛是重30公斤级的“Battle Robot”大赛。韩国的青少年中正在掀起一股机器人热潮，对此我们也应予以重视。同时，韩国政府与企业正在投入大量资金开发机器人产业，并使之逐步商品化。香港自2004年起开始举办中学生机器人比赛，虽然水准很低，但是一个很好的起步。今年8月参加北京比赛的则是香港大学代表队。在香港的八所大学中，似乎还未见有日、韩那样热烈且有较大规模、分门别类的机器人比赛活动，同时也比不上内地一些大学的水准。台湾则于今年八月中举办了小学生、中学生的机器人比赛，起点不高，但相当受欢迎。
但是，总体而言，我国的机器人的研究与开发仍处于落后状态，我们的国人对于机器人的认识可能存在着二个误区，一种是将机器人的开发视作是西方国家纯粹为了解决劳动力不足而去研制的，而中国是世界人口大国，劳动力低廉，不必去开发此类产品；另一种则视机器人是孩子们的玩具，却没有注意到一个新的界面，就是二者的结合导致了一种新的未来产业。
以中国人的聪明智能，而且人口众多，倘能尽快在全国范围内（尤其是中、小学生）推动与发展此一产业的试验阶段，一者将培养青少年的科学创造及发明的兴趣；二者将为此产业打下扎实、广阔的基础，涌现出一批人材；三者可以调整产业结构，为中国科技赶超世界先进水平及发展技术型经济、开拓新的知识产权市场而有所作为。反之，倘若对此一产业不加重视，掉以轻心，不谋发展与投入，则我们将在今后的高科技发展中不仅无法达到先进国家的水平，而且还将因为起步晚而为人家陪跑，或者永远吃别人吃过的馍，陷于落后的境地而无法自拔。这或是我们的杞忧，不足为道，但“他山之石，可以攻玉”，看到外国青少年如此热衷于此一科学活动，并且，在外国的未来产业上已出现了机器人的商品及实用性产品，这又怎能不叫我们感到忧心如焚。“亡羊补牢，犹未为晚”，只要意识到我们在这一产业方面与国外的差距，乘我们的国力正日益强盛之势，尽快地进行“官产学”的投入与研究开发，今天的中国青少年将在未来的二十年中在此一业界中崛起，在这个世界先进行列中争一席之地。
=================================================
日本人口老化问题日益严重，为避免社会高龄化将对劳动竞争力造成严重冲击，日本人把脑筋动到机器人身上，认为他们有助于振兴日本经济，并能拯救劳动力不足与成本高昂的问题。
