?。ㄈ┨胤N機器人：新興應用持續(xù)涌現，各國政府相繼展開戰(zhàn)略布局
　　近年來，全球特種機器人整機性能持續(xù)提升，不斷催生新興市場，引起各國政府高度關注。2017年，全球特種機器人市場規(guī)模將達56億美元；至2020年，預計全球特種機器人市場規(guī)模將達77億美元，2016-2020年的年均增速12%。其中，美國、日本和歐盟在特種機器人創(chuàng)新和市場推廣方面全球領先。美國提出“機器人發(fā)展路線圖”，計劃將特種機器人列為未來15年重點發(fā)展方向。日本提出“機器人革命”戰(zhàn)略，涵蓋特種機器人、新世紀工業(yè)機器人和服務機器人三個主要方向，計劃至2020年實現市場規(guī)模翻番，擴大至12萬億日元，其中特種機器人將是增速最快的領域。歐盟啟動全球最大民用機器人研發(fā)項目，計劃到2020年投入28億歐元，開發(fā)包括特種機器人在內的機器人產品并迅速推向市場。
　　圖4 2012-2020年全球特種機器人銷售額及增長率

　　
　　資料來源：IFR，中國電子學會整理
　　二、全球技術風向
　　全球機器人基礎與前沿技術正在迅猛發(fā)展，涉及工程材料、機械控制、傳感器、自動化、計算機、生命科學等各個方面，大量學科在相互交融促進中快速發(fā)展，技術創(chuàng)新趨勢主要圍繞人機協(xié)作、人工智能和仿生結構三個重點展開。
　　（一）工業(yè)機器人：智能技術快速發(fā)展，助力人機共融走向深入
　　人機共融技術不斷走向深入。由于無法感知周圍情況的變化，傳統(tǒng)的工業(yè)機器人通常被安裝在與外界隔離的區(qū)域當中，以確保人的安全。隨著標準化結構、集成一體化關節(jié)、靈活人機交互等技術的完善，工業(yè)機器人的易用性與穩(wěn)定性不斷提升，與人協(xié)同工作愈發(fā)受到重視，成為重點研發(fā)和突破的領域，人機融合成為工業(yè)機器人研發(fā)過程中的核心理念。目前推出的部分人機互動機器人已能夠像人類一樣主動適應現實環(huán)境的不斷變化，并快速改變應用，以更安全、更精準、更靈活的方式工作。
　　競爭力大幅提升助力應用領域快速拓展。工業(yè)機器人技術和工藝日趨成熟，成本將快速下降，具備更高的經濟效率，可在個性化程度高、工藝和流程繁瑣的產品制造中替代傳統(tǒng)專用設備。與此同時，隨著雙臂靈巧機器人、智能倉儲機器人等產品快速發(fā)展，工業(yè)機器人的應用正由汽車、電子等領域向家具家電、五金衛(wèi)浴等一般工業(yè)領域發(fā)展，并進一步延伸至塑料、橡膠、食品等細分行業(yè)。
　　（二）服務機器人：認知智能取得一定進展，產業(yè)化進程持續(xù)加速
　　認知智能將支撐服務機器人實現創(chuàng)新突破。人工智能技術是服務機器人在下一階段獲得實質性發(fā)展的重要引擎，目前正在從感知智能向認知智能加速邁進，并已經在深度學習、抗干擾感知識別、聽覺視覺語義理解與認知推理、自然語言理解、情感識別與聊天等方面取得了明顯的進步。
　　智能服務機器人進一步向各應用場景滲透。隨著人工智能技術的進步，智能服務機器人產品類型愈加豐富，自主性不斷提升，由市場率先落地的掃地機器人、送餐機器人向情感機器人、陪護機器人、教育機器人、康復機器人、超市機器人等延伸，服務領域和服務對象不斷拓展，機器人本體體積更小、交互更靈活。
　?。ㄈ┨胤N機器人：結合感知技術與仿生材料，智能性和適應性不斷增強
　　技術進步促進智能水平大幅提升。當前特種機器人應用領域的不斷拓展，所處的環(huán)境變得更為復雜與極端，傳統(tǒng)的編程式、遙控式機器人由于程序固定、響應時間長等問題，難以在環(huán)境迅速改變時作出有效的應對。隨著傳感技術、仿生與生物模型技術、生機電信息處理與識別技術不斷進步，特種機器人已逐步實現“感知-決策-行為-反饋”的閉環(huán)工作流程，具備了初步的自主智能，與此同時，仿生新材料與剛柔耦合結構也進一步打破了傳統(tǒng)的機械模式，提升了特種機器人的環(huán)境適應性。
　　替代人類在更多特殊環(huán)境中從事危險勞動。當前特種機器人已具備一定水平的自主智能，通過綜合運用視覺、壓力等傳感器，深度融合軟硬系統(tǒng)，以及不斷優(yōu)化控制算法，特種機器人已能完成定位、導航、避障、跟蹤、二維碼識別、場景感知識別、行為預測等任務。例如，波士頓動力公司已發(fā)布的兩輪機器人Handle，實現了在快速滑行的同時進行跳躍的穩(wěn)定控制。隨著特種機器人的智能性和對環(huán)境的適應性不斷增強，其在軍事、防暴、消防、采掘、建筑、交通運輸、安防監(jiān)測、空間探索、防爆、管道建設等眾多領域都具有十分廣闊的應用前景。
　　三、全球重點企業(yè)
　　當前，機器人領域的龍頭企業(yè)都將目光聚焦到市場增長迅速的中國，通過與本土企業(yè)合作、加大研發(fā)力度等方式，不斷創(chuàng)新產品形態(tài)，優(yōu)化產品性能。全球科技巨頭也通過投資并購加速進入機器人領域，并憑借技術和資本優(yōu)勢在智能機器人領域迅速占據制高點。
　?。ㄒ唬┕I(yè)機器人：加速布局中國市場，大力推動產品智能化
　　輕型、協(xié)作、智能型機器人成為重點研發(fā)對象。人機協(xié)作是未來工業(yè)機器人發(fā)展的必然選擇，在確保安全的前提下，消除人與機器的隔閡，將人的認知能力與機器的效率和存儲能力有機結合起來，研發(fā)輕型、協(xié)作、智能機器人，成為全球各大機器人企業(yè)的共同選擇。例如安川發(fā)布了新一代小型機器人MOTOMAN-GP系列；發(fā)那科推出的重量僅為53KG的小型協(xié)作機器人CR-7iA，可在沒有安全圍欄的情況下與人一起并肩工作，ABB宣布與IBM戰(zhàn)略合作，共同開發(fā)基于人工智能的智能型工業(yè)機器人。
　　全球巨頭加快布局中國市場。近年來，全球工業(yè)機器人巨頭高度重視中國市場，紛紛在中國建立產業(yè)基地，全方位搶占市場高點。例如，ABB在已建立珠海、青島機器人應用中心的基礎上，正籌劃建立重慶機器人應用中心；安川電機與武進國家高新區(qū)二期項目簽約，再度提升產能、啟動建設第三工廠。庫卡宣布再次加大對中國的投資，建設中國二期廠房，以求繼續(xù)擴大產能，滿足中國市場以及其他亞洲市場對自動化解決方案日益增長的需求。
　　（二）服務機器人：智能交互成發(fā)力重點，科技龍頭加快擴張步伐
　　全球科技龍頭企業(yè)重點布局智能交互。隨著深度學習算法的興起，人工智能技術取得了顯著進步，在語音交互、圖像識別、無人駕駛等領域得到了廣泛的應用，進一步拓展了服務機器人的概念，以Facebook代表的全球科技龍頭企業(yè)紛紛涉足服務機器人領域，服務機器人的種類日益多元化，其中具備智能交互能力的語音聊天機器人是全球科技龍頭企業(yè)布局的重點。例如，Facebook新推出了具備自然語言處理能力的Messenger 2.1，蘋果公司發(fā)布了內置語音助理Siri的智能音箱HomePod。
　　科技龍頭依托資本優(yōu)勢實現快速擴張。隨著機器人相關技術的不斷成熟，越來越多的全球科技巨頭正在以資本為杠桿，向智能服務機器人領域加快延伸，快速建立競爭優(yōu)勢，實現市場規(guī)模擴張。其中，以人工智能技術為核心的聊天機器人成為受到重點關注的領域，全球科技龍頭企業(yè)憑借積累的資本優(yōu)勢，通過并購等手段提升自身技術實力，以增強聊天機器人的智能化程度。如微軟收購了位于多倫多的人工智能初創(chuàng)企業(yè)Maluuba，谷歌收購數據科學公司Kaggle。
　　（三）特種機器人：救災、仿生等多類領域興起，無人機引各路資本競逐
　　救災、仿生、載人等領域獲得高度關注。近年來全球多發(fā)的自然災害、恐怖活動、武力沖突等對人們的生命財產安全構成了極大的威脅，為提高危機應對能力，減少不必要的傷亡以及爭取最佳救援時間，各國政府及相關機構投入重金加大對救災、仿生、載人等特種機器人的研發(fā)支持力度，如日本研究人員在去年開發(fā)的救災機器人的基礎上，創(chuàng)建了一個可遠程操控的雙臂災害搜救建筑機器人。與此同時，日本軟銀集團收購了谷歌母公司Alpahbet旗下的兩家仿生機器人公司波士頓動力和Schaft，韓國機器人公司“韓泰未來技術”花費2.16億美元打造出“世界第一臺”載人機器人。
　　無人機廣受各路資本追捧。近年來，無人機在整機平臺制造、飛控和動力系統(tǒng)等方面都取得了較大進步。無人機產業(yè)發(fā)展呈現爆發(fā)增長的態(tài)勢，市場空間增長迅速，無人機已成為各路資本關注的重點。如Snap收購無人機初創(chuàng)公司Ctrl Me Robotics，卡特彼勒集團戰(zhàn)略投資了美國無人機服務巨頭Airware，英特爾收購了德國無人機軟件和硬件制造商MAVinci。
　　第二章 我國機器人產業(yè)發(fā)展現狀
　　當前，我國機器人市場進入高速增長期，工業(yè)機器人連續(xù)五年成為全球第一大應用市場，服務機器人需求潛力巨大，特種機器人應用場景顯著擴展，核心零部件國產化進程不斷加快，創(chuàng)新型企業(yè)大量涌現，部分技術已可形成規(guī)?；a品，并在某些領域具有明顯優(yōu)勢。
　　一、我國市場規(guī)模
　　2017年，預計我國機器人市場規(guī)模將達到62.8億美元，2012-2017年的平均增長率達到28%。其中，工業(yè)機器人42.2億美元，服務機器人13.2億美元，特種機器人7.4億美元。
　　圖 5 2017年我國機器人市場結構（億美元）

　　
　　資料來源：IFR，中國電子學會整理