机器人的研发、制（zhì）造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。机器人主要制造商和国（guó）家纷（fēn）纷加紧（jǐn）布局，抢占技术和市场制高点。本文将介绍“机器人（rén）革命”的五个特征，同时对（duì）比五国机器人转型发展的特征。
机器人的研发、制造、应用是衡量一个国家科（kē）技创新和高端制造（zào）业水平的重要（yào）标志。机器人主要制造商和国家纷（fēn）纷加紧布局，抢占技术和市场制高点。今明两年中国将成为全球最大的机器人市场，需要在这一竞争中审时度势、全盘考虑、抓（zhuā）紧（jǐn）谋划、扎实（shí）推进。
“机器人革（gé）命”不是一（yī）场独（dú）立（lì）的革（gé）命，而是以数字化、智能（néng）化、网络化为特征（zhēng）的第三（sān）次工业革命的有机组成部分。“机（jī）器人（rén）革命”从根本上克服了传（chuán）统工业生产方式下产品成本和产（chǎn）品多样性之间的冲突，从而推动了（le）从（cóng）线（xiàn）性产品开发流程（chéng）向并行产品开发流程的转变，使工业产品性能显著改善、产品功能极大丰富和产品开发周期大幅缩减。
从整体上看，“机器人革命（mìng）”具有如下特征：
第一，智能化成为（wéi）新一代机器人的核心特征。装配传感器和具备人工智（zhì）能的机器人能自动识别环境变化，从而减少对人的（de）依赖。未来的无人工厂能根据订单要（yào）求（qiú）自动规划生产流程和工艺，在无人参与的情（qíng）况下完成生产。
第二，高速（sù）网（wǎng）络和云存储使机器人（rén）成为物联网的终端和结点。随着信息技术的进步，工（gōng）业机器人将更有效地接（jiē）入网络，组成（chéng）更（gèng）大的生产系（xì）统，多台机器人协（xié）同（tóng）实现一套生（shēng）产解决方案成为可（kě）能；服（fú）务机（jī）器人和家（jiā）庭机器人也能通过网络实（shí）现（xiàn）远程监控；多台机器人之间（jiān）的协作能提供流程（chéng）更多、操作更复杂的服务。
第三，机（jī）器人生产成本快速下（xià）降。在工业领域，机器人的技术和工艺日益成熟，性价比不（bú）断提高，机（jī）器（qì）人初期投资相对于传统专用设备的价格差不断缩小。虽然在功率和速度上与传统装备还存在差距，但机器人在精细化、柔性化（huà）、智能化和信息化方面具有显著优势，因此（cǐ）在个性化程度较高、工艺和流程（chéng）繁琐的产品制造（zào）中替代传统专用设备具有（yǒu）更高的经济效率。成本的下降也使得机器人逐渐步入办公室和家（jiā）庭（tíng）。
第四，机器人应用领域不断扩展。机器人最初应用于模块化程度较高的汽车、电子产业，随着智能化水平的提高，以及能完成更多的复杂（zá）动作（zuò），纺织、化工、食品行业也大量使用（yòng）机器人。随着（zhe）技术的不断成熟和劳动力成本提高，工（gōng）业（yè）机器人的应用将扩展至整个工业（yè）领域。
第五，人机关系发生深刻转变。一（yī）方面，计算机的操作系统和（hé）控制系统（tǒng）将实现标（biāo）准（zhǔn）化（huà）和平台化，未（wèi）来（lái）可以通过包括手机在内的不同端口（kǒu）对（duì）机器（qì）人发送指令。另一（yī）方面，人（rén）与机器人相互协作完成某一目标成为趋势。技术成熟将增（zēng）强人对机器人的信（xìn）任，人与机器人之间的协作关系将进一步增强。
美国——引领智能化浪潮，明确提出以发展工业机器人提振制造业
2011年6月，奥巴马宣布启动《先进（jìn）制（zhì）造伙（huǒ）伴计划》，明确提出通过发展工业机器人提振（zhèn）美国制造业。根据该计划，美（měi）国将投资28亿美元，重点开发基于移动互联技术的第三代智能机器人。世界技术评估中心的数据显示，目前美国在工业机器人体系结（jié）构方面（miàn）处于全球领先地位；其技术的全面（miàn）性、精确性、适应性均超过他国，机器人语言研究（jiū）水平更高（gāo）居世界（jiè）之首。这些技术与其固有的信息网络（luò）技术优势融合，为机器人智（zhì）能化奠定了先进、可靠的（de）基（jī）础。
以智能化为主要方向，美国企（qǐ）业一方面加大对新（xīn）材料的研发力度，力争大幅降低机器人自重与负载比（bǐ），一方面加快发展视觉、触觉等人工智能技术，如视觉装配（pèi）的控制和导航。随着智（zhì）能制造时代的到来，美国有足够的潜力反超（chāo）日本和欧洲。值得注意的是（shì），以谷歌为代表的美国互（hù）联网公司也开始（shǐ）进军机器人领域，试（shì）图融合虚拟网络能力（lì）和现实运动能力，推（tuī）动机器人的智能化。谷歌在2013年强势收购多家科技公司，已初步实现在视觉系统、强度与结构（gòu）、关节与手臂、人机交（jiāo）互、滚轮与移动装置等多个智能机器人关键领域的业务部署。若其机器人部门能按照“组织全球信息”的（de）目标持续成长，未（wèi）来谷（gǔ）歌既可以进入迅速成长的（de）智能工业机（jī）器人市场，又能（néng）从机器（qì）人应用中（zhōng）获取巨量信息来反（fǎn）哺其数据业务（wù）。
日本——产业体系配套完（wán）备，政府大力推动应用普及和技术突破
目前，发那科（kē）、安川为代表的日系工（gōng）业机器人与欧美系工业机器人可以分庭抗礼。2012年（nián），受益于下游汽车产业对工（gōng）业（yè）机器（qì）人的需求大幅（fú）增长，日本再次成为全球最大的工业（yè）机器人市场，工业机器人密度高达332台/万人，为全球最高。日本工（gōng）业机器人（rén）的产业竞争（zhēng）优势在于（yú）完备的配套产业体系，在控制（zhì）器、传感器、减速机（jī）、伺（sì）服电机、数（shù）控系统等关键（jiàn）零部件方面，均具备较强的（de）技术优势，有力推（tuī）动工业机器人朝着微型化、轻量化、网（wǎng）络化、仿人化和廉价化的方向发展。近年来，还呈现出（chū）以工业机器人产业优势带（dài）动服务机器人产业发（fā）展的趋势，并重点发展医疗/护理机器人和救灾机器人来应对人口老（lǎo）龄化和自然灾害等（děng）问题。
日本（běn）政府在其中发挥着重要作用。正式成立于1972年的日本（běn）机器人工（gōng）业会也发挥着重要作（zuò）用。该组织以鼓励研究与开发、争取政府政策（cè）支持、主办博览会（huì）等方式推广普及工业机器人。进入新世纪以来，日本政府更加重视对工业（yè）机器人产业的发（fā）展。2002年，经（jīng）济产业省开始实施“21世纪机器人挑战计划（huá）”，将机器（qì）人产业作为（wéi）高端产（chǎn）业加以扶持。2004年，经济产业省推行的“面向新的产（chǎn）业结构报告”将（jiāng）机器人列为重点产业，2005年的“新兴产业促进战略”再次将机器人列为七大新兴产业之一。此后，经济产业省借助各类产（chǎn）业政策扶持（chí）机器人产业的发展（zhǎn）成为常态。日（rì）本总务省、文（wén）部科（kē）学省（shěng）、国土交通（tōng）省等部门积极实（shí）施机器人相关项（xiàng）目，并通过举（jǔ）办“机器（qì）人奖”“机器人竞赛”等社会（huì）活动，推动机器人技术进步和产业发展。
德国——带动（dòng）传统产业改造升级，政府资助人机（jī）交互技术及软件开发
虽然（rán）德国（guó）稍晚于日本引进工业（yè）机器人，但与日本类（lèi）似（sì），二战后（hòu）劳动力（lì）短缺和提升制造业工艺技术水平的要（yào）求，极大地促进了德国工业机器人的发展（zhǎn）。除了（le）应用于（yú）汽车、电子等技术密集型产业（yè）外，德国工业机器人还广泛（fàn）装备于包括塑料、橡胶、冶金、食品、包装、木材、家具和纺织在内的传统产业，积极带动传统产业改造升级。2011年，德国工业机器人销量创（chuàng）历史新高，并保（bǎo）持欧洲最大多用途工（gōng）业（yè）机器人市场的地位，工业机器（qì）人密度达147台/万人。
机器人的研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。机器（qì）人主要制造商和国家（jiā）纷纷（fēn）加紧布局，抢占技术和市场制高点。本文将介绍“机器人革命”的五个特征，同时对比（bǐ）五国机器（qì）人转型发展的特（tè）征。
机（jī）器人的研（yán）发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平（píng）的重要标志。机器人主要制造商和（hé）国家纷纷（fēn）加紧布局，抢占（zhàn）技术和（hé）市场制高点。今明两年中国将成为（wéi）全球最大的（de）机器人市（shì）场，需要在这一竞争中审时（shí）度（dù）势、全盘考虑、抓紧谋划、扎实（shí）推进（jìn）。
“机器（qì）人革命”不是一场独立的革（gé）命，而是以数（shù）字化、智能化、网络化为（wéi）特征的第三次工业革命的（de）有（yǒu）机组成部分。“机（jī）器（qì）人革命”从（cóng）根本上（shàng）克服了传统工业生产方式下（xià）产品成本和产品多样性之间的冲突，从而推动了从线性产（chǎn）品开发流程向并行产品开发流（liú）程的转变，使工业产品（pǐn）性能显著改善、产品功能极大丰（fēng）富和产品开发（fā）周期大（dà）幅缩减。
从整体上看，“机器人革命”具有如下特征（zhēng）：
第一，智能化成为新一代机器人的核心特征。装配传感（gǎn）器和具备人工智能的机（jī）器人能自动识（shí）别环境变化，从而减少对人的依（yī）赖。未（wèi）来的无人工厂能根据订单要求自动规划生产流程和工（gōng）艺，在无人参与（yǔ）的情况下完成生产。
第二，高速网络和云存储使机器人成为物联网的终端和结（jié）点。随着信（xìn）息（xī）技术的进步，工业机（jī）器人（rén）将更有效地（dì）接入网络，组成更大的生产系（xì）统，多台机器人协同实现一套生产解决方案成为可能；服务机器人（rén）和家庭机器人也（yě）能（néng）通过（guò）网络（luò）实（shí）现远程监控；多台机（jī）器人（rén）之间的协作能提供流程更多、操（cāo）作更复（fù）杂的服务。
第三，机器人生产成本快速下降。在（zài）工业领（lǐng）域，机器人的技术和工艺日益成熟，性价比（bǐ）不断提高，机器人初期投资相对于（yú）传统专用设备（bèi）的价格差不断缩小。虽然在功率（lǜ）和速度上与传统装（zhuāng）备还存在差距，但机器人在精细化、柔（róu）性化、智能化和信息化方面具有（yǒu）显著（zhe）优势，因此在个性化程度（dù）较高、工艺和流程繁琐的产（chǎn）品（pǐn）制造中替代（dài）传统专用设备具有更高的经济（jì）效率。成本的下（xià）降也使得机器人逐渐步入办（bàn）公室和家庭。
第四，机器人应用领域不断扩展。机器人最初应用于模块化程度较高（gāo）的汽车、电子产业，随着智能化水平的提高，以及能完成更多的复杂动作，纺织、化工（gōng）、食品行业（yè）也大量使用机器人。随着技术的不断成熟和（hé）劳动力成（chéng）本提高，工（gōng）业机器人的应用将扩展至整个工业领域。
第五，人机关（guān）系发生深刻转变。一方面，计算机的操作系（xì）统和（hé）控制系统将实现标准（zhǔn）化和平台（tái）化，未（wèi）来可以通过包括手机在内的（de）不同端口对机器人发送指令。另一方面，人与（yǔ）机器人相互协作完成某一目标成为趋势。技（jì）术成熟将增强人对机（jī）器人的信任，人（rén）与机器人之间的（de）协作（zuò）关系将（jiāng）进一步增强。
美国——引领智能化浪潮，明确提出以发展（zhǎn）工业机器人提振制造业
2011年6月，奥巴马宣布启动《先进制造伙伴计划》，明确提出通过发（fā）展工业机器人提振美国制（zhì）造（zào）业。根据（jù）该计划，美国将投资28亿美元，重点开发基于移动互联（lián）技术的第三代智（zhì）能机器（qì）人。世界技术评估中心（xīn）的数据（jù）显示，目前美国在工业机器人体系（xì）结构方面处于全球领先地位；其技术的全（quán）面性、精确性、适（shì）应性均（jun1）超过他国，机器人语（yǔ）言研究水平更高（gāo）居（jū）世界之首。这（zhè）些技术与（yǔ）其固有的信（xìn）息网络技术优势融合，为机器人智能化奠定了先进、可靠的基础。
以智能（néng）化为主要方向，美国（guó）企（qǐ）业一方面加大对新材料的研发力度，力争大幅（fú）降低机器人自重与负载比，一方面加快发展视觉、触觉等人工智能技术，如视觉装（zhuāng）配的控制（zhì）和导（dǎo）航。随着智能制造时代的到来，美（měi）国有足够的潜力反超日本和欧洲。值（zhí）得注意的是，以谷歌为代表（biǎo）的美国互联网公司也开（kāi）始进军（jun1）机器人领域，试图融合虚（xū）拟网（wǎng）络能力和现实运动能力，推（tuī）动机器人的智能（néng）化（huà）。谷歌在2013年强势收购多（duō）家（jiā）科技公（gōng）司，已初（chū）步实现在视觉系统、强度与结构、关节与手臂、人机交互、滚轮与移动装置（zhì）等多个智能机器人关键领域的业务部署。若其机器人部门（mén）能按照“组织全球信息”的目标持续（xù）成长，未来谷歌既可（kě）以（yǐ）进入迅速成长的智能工业机器人市场，又能（néng）从机器人应用中获取巨量信息来反哺其数据（jù）业务（wù）。
日本（běn）——产业体系配套完备（bèi），政府大力推动应用普（pǔ）及和技术突破
目前（qián），发那科、安川为代表的日系工业机器人与欧美系工业（yè）机器人可以分庭抗（kàng）礼。2012年，受益于（yú）下游汽（qì）车产业（yè）对工业（yè）机器人的需求大幅增长，日本再次成为全球最大的工业机器人市场，工业机器人密度高达332台/万人，为全球最高。日本工业机器人（rén）的产业竞争优（yōu）势在于完备的配套产业体系，在（zài）控制器、传感器、减速机（jī）、伺服电机、数控系统等关键零部件方面，均具（jù）备较强（qiáng）的技术优势，有力推动工业机器人（rén）朝着微（wēi）型化、轻量化、网络化、仿（fǎng）人化和廉价化的方向发展。近年来，还呈现出以工业机器人产业（yè）优势带动服务机器人产业发展的趋势，并重（chóng）点发展医疗（liáo）/护理机器人和（hé）救灾机器（qì）人（rén）来应对（duì）人口老龄化（huà）和自然灾（zāi）害等问题。
日（rì）本政府在其中发挥（huī）着重要作用。正（zhèng）式成立于（yú）1972年的（de）日本机器人工业会也发挥着重要作用。该组织（zhī）以鼓励研究与开发、争取政府（fǔ）政策（cè）支持、主办博（bó）览会等方式推广（guǎng）普及工业机（jī）器人。进入新世纪以（yǐ）来，日本政府更加（jiā）重（chóng）视对工业机器（qì）人产（chǎn）业的发展。2002年，经济产业省开始实施“21世纪机器人挑战计划”，将（jiāng）机器人产（chǎn）业作为高端产业加以扶持。2004年（nián），经济产业省推行的“面向新的产业结构报告”将机器人列为重点产业，2005年（nián）的“新兴产业促进战略”再次将机器人列为七大新兴产业之一。此后，经济产业省借助各类产业政策（cè）扶持机器人（rén）产业的发展成为常（cháng）态。日本总务（wù）省、文（wén）部科学省、国土交通省等部门积极实施机器人相关项目，并通过（guò）举办“机器人奖”“机器人竞赛”等社会活动，推（tuī）动机器人技术进步和产业发展。
德国——带动传统产（chǎn）业改造升级，政府（fǔ）资助人机交互技术及软件开发
虽（suī）然德（dé）国稍晚于日本引进工业机器人，但与日本类似，二战后劳动力短缺和提升制造业工艺技术水平的要求，极大地促进了德国工业机器人的发展。除了应用于汽车、电子等技术密集型产业外，德国工业机器人还广泛装备于包括塑料、橡（xiàng）胶、冶（yě）金、食（shí）品（pǐn）、包装、木材、家具和纺织在内的传统产业，积极带动传（chuán）统（tǒng）产业改造升级。2011年，德国工业机器人销量创历史新高，并保持欧洲最大（dà）多用途工（gōng）业机器人市场的地位，工业机器人密度达147台/万（wàn）人。
德国（guó）政府在工业机器人发展的初级阶段发（fā）挥着重要作（zuò）用，其后（hòu），产业需求引领工业（yè）机器人向智（zhì）能化、轻量化、灵活化和高能效化方向发展。20世纪70年代中后期，德国政（zhèng）府在推（tuī）行“改善劳动条件计（jì）划”中，强制规定部分有危险、有毒、有害的工作岗位必须以机器人来代替人工，为机器人的应用开启了初始市（shì）场。1985年，德国开始向智能机器人领（lǐng）域进军，经过10年（nián）努力，以（yǐ）库卡为（wéi）代表的工业机器人企业占据全球领先地（dì）位。2012年，德国推行了（le）以“智能工厂”为重心的“工业4.0计划”，工业机器人推动（dòng）生产制造向灵活化（huà）和个性化方（fāng）向转型。依此计划，通过智能人机交互传感器，人类可借助物联网对下（xià）一代工业机器人进行远程管（guǎn）理。这（zhè）种机器人还将具备生产（chǎn）间隙的“网络唤醒模式”，以解（jiě）决（jué）使用中的高能耗问题，促进制造业的绿色升级。目前，德国（guó）联邦教育及（jí）研究部已开始资助人机互动（dòng）技术（shù）和软件的研究（jiū）开发。
韩（hán）国——使用密度全球第一，多（duō）项政策支持第三代智能机器人的研发
20世纪90年代初，韩国政府为应对本国汽车、电子产业对（duì）工业机（jī）器人的爆发性需求，以“市场换技术”，通过现代集团（tuán）引进日本发那科，全面学习（xí）后者技术，到本世纪大致建成了韩国工（gōng）业机器人产业体系。2000年后，韩国的工业机器人产业进（jìn）入第二轮（lún）高（gāo）速（sù）增长期。2001年至2011年间，韩国机器人装机总量年均增速高达（dá）11.7%。国（guó）际机器人联合会的数据显示，2012年，韩（hán）国的工业机器人使用密度为世界第一，每万名工人拥有347台机器人，远高于58台（tái）的全球平均水平。
目前，韩国的工业机器人（rén）生产商已占（zhàn）全球5%左右的市场份额。现代重工已可供应焊接、搬运、密封、码垛、冲压（yā）、打磨、上下料等领域的机器人，大量应用于汽车、电子（zǐ）、通信产业，大大提高了韩国工业机器人的自给率。但整体而言，韩国技术仍与日本、欧洲等领先国家存在（zài）较大差距。
韩国（guó）政（zhèng）府（fǔ）近年来陆续发布（bù）多（duō）项政策，旨在扶植第三（sān）代智能机器人的（de）研发与应用。2003年，产业资源部公布了韩（hán）国“十大未来成长动力产业”，其中（zhōng）就包括智（zhì）能工业机器（qì）人；2008年9月，《智能机器人开发与普（pǔ）及促进（jìn）法》正式实施（shī）；2009年4月，政府发布《第一次智能机器人基本计划》，计划在2013年前向包括工业机器人在内的五个（gè）机器人研究（jiū）方向投入1万亿韩元（约合61.16亿元人民币），力争使韩国在2018年成为全球机器人主导国家；2012年10月，《机器人未（wèi）来战略战网2022》公布，其政策（cè）焦点为（wéi）支持韩国企业进军国际市场，抢（qiǎng）占智能（néng）机（jī）器人产业化的先机。
中国——面临核心技术被发达（dá）国家控制等（děng）挑（tiāo）战，产业市场空（kōng）间巨大
首先，中国在机器人领域的部分技术已达（dá）到或接近国（guó）际先进水平。机器人涉及的（de）技术较多，大体可分为器件技术、系统技术和（hé）智能技术。中国在通用（yòng）零部件、信息网络等部分器件和系统技术领域与发达国家的差距在10年左右，而对智能（néng）化程度要求不高的焊接（jiē）、搬运（yùn）、清洁、码垛、包装机器人的国产化（huà）率较高（gāo）。近年（nián）来，中国在人工智能方面的研发也有所突破，中国科学院和多所著（zhe）名高校都培育出专门从事人工（gōng）智能研究（jiū）的团队，机（jī）器（qì）人学习、仿生识别、数据挖掘以及模式、语言和图（tú）像识别技术比较成熟。
其（qí）次，中国企业具有很强的系统集成能力，这种能力（lì）在电子信息（xī）等高度模块化产业和高铁等复杂产品产业都得到体现。系统集成（chéng）的（de）意义在（zài）于根据具体用户的需求，将模块组成可应用的生产系统，这可能成（chéng）为中国机器人产业打破国外垄断的突破口。
第三，中（zhōng）国机器人产业的（de）市场空间巨大。目前，中国机器人使用（yòng）密度较低，制（zhì）造业万人机器人累计安装量不及国际平均水平的一（yī）半，服务和家庭用机器人（rén）市场尚处（chù）于培育阶段，机器人应（yīng）用市（shì）场增长空间巨大；二（èr）代机器人仍然是主流，机器人向第三代智能机器人升级换代空间巨大；机器人主（zhǔ）要应用于汽车产业，机器人向其他领域扩展空（kōng）间巨（jù）大。
当然，我们也要清醒地看到中国工业机器人产业发展面临的巨大挑战。首（shǒu）先，机器人的顶层架构设计和基础技术被发达（dá）国家控制（zhì），在机器人成（chéng）本结构中比重较大的（de）减速机、伺服电机、控制器、数控系统都严重依赖进口，国产机器人并（bìng）不具备显著成本优势。其次，存在低端锁定的风险。一方面，发达国家不会轻易向中国转移或授权机器人核心技术、专（zhuān）利，中国机器人企业（yè）通过参（cān）与国际标（biāo）准制定、技术合作研发进入中高端市场的（de）阻碍（ài）很多；另（lìng）一方面，地方政府对产业的盲目投资（zī）可能形（xíng）成过剩（shèng）产能，导致重复建设和低价竞争。再次，机器人（rén）研发、制造与应用之（zhī）间缺乏有效衔接。机器人相关技术研发领先的高校（xiào）和院所并不具备市场开拓能力，而企业在基础研发上的投入还非常低（dī），国内产学研结合又存在诸多体制机制障碍，导致研发与制造（zào）环节脱节。
