自踏入二十一世纪的门槛后,全球制造业正朝向自动化、一体化、智能化以及环保绿色方向稳步前进。作为推动这一伟大变革的重要力量,工业机器人以锋锐无匹之势,从汽车制造这个主场出发,逐渐蔓延至机械、建筑材料、物流、食品乃至于航空、航天、造船等诸多宽阔领域。随着智能技术与人类生产、生活的紧密融合,一系列能胜任修理、运输、清洗、保卫、救援、监护等多种任务的服务型机器人以及特种作业机器人也如雨后春笋般应运而生。“机器人革命”有望作为“第三次工业革命”的一针醒脑剂,抑或是重要的增长引擎,对全世界制造业的格局产生深远影响。根据国际机器人联合会(IFR)的预测,这场“机器人革命”将创造高达数万亿美元的庞大市场,从而强力拉动包括新材料功能模块、感官获取与识别、智能操控与导航等核心技术以及相关市场的飞速发展壮大。2014年6月9日,机器人产业的各路英豪和他们所在的国家都纷纷加快布局,以争抢技术和市场的制高点”。领袖的呼吁鼓舞人心:我们必须竭尽全力,提升我国的机器人产业实力,并且在尽可能广大的市场范围内站稳脚跟。我们需要战略眼光,全面思考,积极规划,奋力推动。
历经五十多年的飞快发展历程,在那些先进发达的国家里,工业机器人早已被广泛运用到汽车及其零配件制造、机械加工、电子电气、橡胶塑料、食品工业、木工家具制造等等众多领域。作为先进制造业中无可或缺的重要设备和工具,工业机器人已然成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志。
当前,从全球机器人技术的现状来看,呈现出两大显著特征:首先,无人系统受到高度重视,仿生领域已成为焦点。在无人系统领域,美国研发的RQ-4全球鹰无人机堪称典范。作为目前世界上最尖端的无人机,它在伊拉克和阿富汗的战场上都发挥了巨大作用。在仿人/生物机器人领域,日本本田公司早在1999年就开始研究双足仿人机器人的预测运动控制,并在2000年成功推出了首款ASIMO机器人。在仿动物机器人领域,波士顿动力公司在2005年率先攻克了四足机器人复杂动力学建模、控制与驱动难题,并推出了首款BigDog四足大狗机器人。其次,医疗康复领域逐渐升温,家用服务初见雏形。IntuitiveSurgery公司于1999年首次发布了达芬奇外科手术机器人。如今,这款系统已经在全球超过1450家科研机构和医院得到了安装和使用。
从全球范围内的产业现状观察,机器人的发展呈现出以下四大特征:首先,全球市场呈高速增长态势,其中工业用途占有主导地位。根据国际机器人联盟(IFR)的数据显示,2013年全球机器人市场的总体规模高达342.7亿美元。尤其值得注意的是,工业机器人市场规模达到约290亿美元,较去年同期增长11.5%。其次,工业用途逐渐拓宽,而服务类用途则成为新的流行趋势。大多数国外从事工业机器人研发的企业最初都是以汽车制造业为起点。然而近些年来,这些企业开始把目光投向电子信息制造、食品加工、化工等传统行业中机器人的广泛运用。相应地,机器人的应用也从工业领域迅速扩展至国防军事、医疗康复、助老助残以及家庭服务等诸多方面。再者,跨国企业的实力雄厚,各大企业的发展方向全面且深入。当前,跨国企业在机器人产业链的各个环节如核心零部件、整机以及系统集成等都具有显著的优势。比如在减速器领域,用于工业关节机器人的谐波减速器几乎完全由日本哈默纳科这家公司所垄断。而在工业机器人整机领域,发那科、库卡、ABB以及安川这四大巨头则是全球市场的主导力量。最后,互联网企业也积极参与其中,借助机器人技术推动自身的发展。近几年来,国际互联网企业纷纷涉足机器人领域。以谷歌为例,2013年它收购了8家机器人企业,到了2014年初,又收购了人工智能公司DeepMind以及智能家居公司Nest。此外,谷歌还在不断研发无人驾驶汽车,并且已经取得了相当大的进展。通过将虚拟业务与现实业务有机结合起来,谷歌正在寻求实现可持续发展的重要路径。
机器人产业日益引起世界各国的高度重视。主要经济体纷纷将发展机器人产业提升到国家战略层面,视之为维持和重新获得制造业竞争优势的关键手段。目前,日本是全球工业机器人生产规模最大、应用最为广泛的国家,其仿人机器人、家用机器人以及服务机器人技术均处于世界领先水平;欧洲联盟及其成员国德国在工业机器人和医疗机器人领域占据着领导地位;韩国在服务机器人领域表现出色;美国的主要优势在于系统集成领域,特别是在医疗机器人和国防军工机器人方面。