智能机器人技术应用与发展趋势.pdf

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发展机器人的意义和目的

智能机器人发展永远在路上。我国东汉时期就出现了驾驶车马车，可以说是

世界上最早出现的无人驾驶车，随着现代工业的发展，机器人进入第二个阶段开

始为工业服务，20世纪机器人进入第三阶段即智能机器人时代。

人类在最早进入现代工业时代时，便将机器人应用到工业领域，使用工业机

器人进行生产活动。由于劳动力极度短缺，二战后日本、美国和德国大范围应用

机器人替代人工，因此，二战后的60年代这些国家就发展了工业机器人。

随着机器人的诞生，其越来越多的应用到汽车制造过程中，机器人技术发展

到现在，正朝着工业4.0的目标大步前进。目前的机器人还只是自动化的装置，

并不是真的智能机器人，未来需要的是真正智能的机器人。

机器人是制造强国的重要工具，机器人能够高效的完成焊接、加工、测量、

检测等，尤其是我国，国家重大装备制造、例如航空及航天制造等方面离不开智

能机器人，其在室内的使用也具有广泛前景。除此之外，机器人对国家民生工程

方面也起到了至关重要的作用，机器人能辅助和替代人类完成危险的工作环节，

能从事复杂、重复性高且耗时的任务，在大型工程建造、大型桥梁建造、应用维

护、海洋开发、太空探索及智能制造中都发挥了极大的作用。机器人是国家重大

工程建设的基础设施，是“新基建”建设中的重要时代脉络。

发展机器人最重要的在制造业，机器人能够解决制造业中的许多人工难点和

痛点问题，例如人口老龄化、招工困难及制造难，产品迭代更新、小批量、多品

种制造等方面的问题，同时也可以有效解决劳动力短缺、人口老龄化等问题。

02

国内外机器人的发展现状

当今世界各国都在大力发展机器人技术，如美国的机器人计划2.0，德国、

欧盟的工业4.0计划、中国制造2025以及日本的机器人战略，以推动机器人向

着高端制造、智能制造进军，抢占制高点。

从美国战略2.0可以分析，美国战略2.0强调多机器人之间相互交流和协作，

打造机器人感知。德国工业4.0更多强调智能工厂，打造智能强国，在智能生产

线、智能车间、智能工厂当中发挥机器人作用，通过信息物理系统将机器人融合

到生产线中。欧盟期望打造机器人的协同，强调机器人之间的协作和面向医疗、

人类生命健康的机器人及手术机器人。

中国机器人近十年来的发展可以分为两个阶段，前五年基本上在产业发展期，

目前已经进入高端期。机器人是“制造业皇冠顶端的明珠”,其研发、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，要把我国机器人水平提

高上去。因此，我国需要将国家机器人产业提高上去，占领更多的市场，发展机
器人技术和产业已经成为我国的重大战略需求。“中国制造2025年”和《新一代

人工智能发展规划纲要》等的发布就是要推进智能机器人发展，为国民经济和国

家重大战略、国家重大工程服务，围绕机器人发展，各地政府和地方出台了很多

政策，其中就包括深圳市，深圳市在服务机器人领域的发力非常明显。

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智能机器人的关键技术

机器人（Robot）是一种可以自动执行操作或者移动作业的机械装置，它具

有感知、规划、决策、控制等功能，能够完成人类难以完成的任务和重复、枯

燥、危险或在恶劣环境下的工作。

从用途上机器人可以分为，工业机器人、农业机器人、医疗机器人、巡检

机器人等；从空间上可以分为有陆、海、空等机器人。其中，工业机器人是主力，

其次是水下机器人、空间机器人等。

不管机器人有多复杂，不管是何种类型的机器人，它都是一个自动化的系统，

具备感知系统、决策系统和控制系统。机器人的关键技术主要就是四部分：本体

机构、感知、决策和执行技术。用自动化的语言来描述即机器人是一个感知、决

策和执行的反馈控制系统。

机器人也涵盖了许多的交叉学科，如机械工程、人工智能、控制科学、计算

机、电子、材料以及多学科交叉融合。机器人在今天无处不在，被广泛应用到制

造业、物流业、医疗行业、人类生活服务、海洋、航空、航天等领域，其在汽车

制造和电子制造中也发挥了极大的作用。

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机器人的未来发展方向

在装备制造业，大型复杂系统的构建，例如航空航天器的制造等方面，也需

要多机器人的协同装配。除此之外，探月机器人等空间机器人近两年也发展迅速，

因为各国都在竞争太空资源，还有用于海洋的辅助、打捞、水下探测等的海洋机

器人，应用于恶劣环境下的科技考察的科研机器人，例如珠穆朗玛峰的攀登等在

未来可使用机器人进行。

2020年新冠疫情爆发后，医疗机器人也将成为未来机器人发展的主攻方向，

如开发出测温-诊断智能机器人、智能消毒机器人、医药物资搬运智能机器人等