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产业分析

中科院院士熊有伦:“人机共融”将为机器人注入“生命”

上世纪中叶,机器人与数控机床是由数字计算机催生的一对孪生兄弟,极大地推动经济社会的发展。由此引发的数字地球、经济全球化和科学综合化是大势所趋,必将成为推动经济社会发展的重要引擎。上世纪80年代,工业机器人与汽车工业的完美结合带动了工业机器人的快速发展,构成数字化柔性自动线,促进了汽车制造模式的更新换代。

进入本世纪以来,机器人与新能源电动汽车的深度融合衍生出典型的创新产品—智能网联汽车(简称智能汽车),涌现出以特斯拉为代表的创新型企业。随着智能(Smart)材料、新能源、信息技术、人工智能与汽车产业的协同发展,智能网联汽车已经水到渠成,正在成为各个发达国纷纷抢占的战略制高点。汽车产业是我国最大的产业,新能源汽车取得长足进步,并推动汽车的轻量化、电动化的发展,为我国的智能汽车的发展奠定基础。机器人与汽车的深度融合是新时代产业发展的大趋势,科技发展的大趋势,也是带动新时代高等工程教育的大趋势。实际上,特斯拉最近两年的爆发式增长就是一个典型例证。截止2020年8月,特斯拉市值超过4600亿美元,相当于丰田+大众+通用+福特等几乎整个燃油汽车产业链的市值总和。特斯拉没有发明电动汽车,它把电动汽车的概念拓展到了智能汽车层面,加速了智能汽车时代的到来。特斯拉也并不能被定义成一家普通车企,而是一家提供智能驾驶服务的企业。除了卖汽车,也卖完全自动驾驶(Full Self-Driving,FSD)系统,特斯拉重新定义了智能汽车产品,成为“共融机器人”产业群的龙头企业。特别值得注意的是,1971年出生的埃隆·马斯克(Elon Musk) 本科毕业于宾夕法尼亚大学,获经济学和物理学双学位。他不仅投资特斯拉汽车公司,出任该公司董事长,还联合创办了光伏发电企业太阳城公司,于 2012年,他所创办的SpaceX公司将"龙"太空舱成功与国际空间站对接后返回地球,开启了太空运载的私人运营时代。并且在 2018年将"重型猎鹰"运载火箭在美国肯尼迪航天中心首次成功发射,并成功完成两枚一级助推火箭的完整回收。马斯克在年轻人的眼中,是机器人进入“海陆空”的钢铁侠。

“机器人进入海陆空”是机器人的第一次飞跃,标志机器人从制造装备衍生为智能产品,成为当前社会上的耀眼明星。无人机在反恐中发挥了重要作用。“大疆”机器人已成为摄影爱好者的亲密伙伴。智能驾驶(自动驾驶和无人驾驶)将带动汽车工业产业新一轮转型升级,成为汽车产业结构调整的驱动力。由于非结构化的运行环境,对于“海陆空”机器人(特别是智能网联汽车)的功能、性能提出的许多独特、苛刻要求,使得“海陆空”机器人的研究和发展面临前所未有的严峻挑战。特别强调的是,由自动驾驶、人机交互到人机共融,是机器人的第二次飞跃,延伸扩充为“共融机器人”。因此,从发展的观点探讨机器人的内涵,可以把机器人定义为三个子集之并,即

机器人=操作臂∪海陆空∪人机共融

“操作臂”是指与人手臂相似的工业机器人操作臂,在现代化汽车厂和建筑工地比比皆是,成为现代化制造业和未来建筑(建造)业的主力军,是实现中国制造和中国建造向中国创造的生力军。

“海陆空”机器人展示出运载器具的机器人化发展前景。海-是指水下作业潜器(ROV, AUV),简称水下机器人;陆-是指智能移动机器人,包括智能驾驶汽车和AGV等;空-是指智能飞行机器人,包括无人机和小卫星。显然,所有智能移动机器人,包括:车间搬运工件的AGV、智能驾驶汽车、无人机、自动驾驶战舰和无人水下作业潜器等皆属“海陆空”机器人之列。

“人机共融”机器人是指医疗装备、高端医疗仪器、穿戴式医疗器件、仿生、类生、拟人机器人和康复医疗机器人,特别值得注意的是,微钠、生物医疗机器人、类生机器人的研究将是机器人的第二次飞跃,最终要为机器人注入“生命”。

机器人的内涵在扩大、延伸、拓广,所谓“共融机器人”亦是指“操作臂”、“海陆空”与“人机共融”三者之并的总称,三者同的理论基础是机器人学,三者相关的关键技术是会贯通的。

总之,机器人与汽车的融合发展将对全球经济发展,社会进步产生重大影响,显示出机器人进入“海陆空”,从人机交互到“人机共融”,进而派生出“共融机器人”产业群,人类生活将由智能手机时代逐渐过渡到智能汽车和“共融机器人”的新时代。

今年是“十四五”计划开局之年,我国经济迎来重要里程碑,国内生产总值GDP突破百万亿大关,中国制造进入新发展阶段。当务之急是深化供给侧结构性改革,推进战略性新兴产业群、高技术新兴产业群、电子信息产业群等各类产业的高质量发展;重中之重是遵循习近平总书记的新发展理念,树立 “创新、协调、绿色、开放、共享”发展观,实现机器人与汽车的共融发展,促进“共融机器人”产业群的跨越发展。后疫情时代武汉市的发展是一个重要课题,遵循习近平总书记关于“持之以恒加强基础研究”的教导,面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,筹建“武汉汽车智能研究院”等国家级创新平台将是一项举措。带动信息化、工业化不断深度融合发展,突破智能汽车以及“共融机器人”产业群的技术瓶颈,建立新发展格局,为武汉市、湖北省、长江经济带的经济发展、科技进步、教育改革注入新动能。

责任编辑:吴丽琳


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