王田苗,北京航空航天大學機器人研究所名譽所長,IEEE機器人與自動化中國北京大區主席,北京航空航天大學教授、博導,“十二五”服務機器人重點專項專家組組長、863計劃先進制造領域專家組組長。王田苗教授從本科、研究生、博士到畢業之后的從教生涯幾乎都是在和機器人相關的具體領域打交道,北航也是一所學生創業氛圍比較活躍的院校,因此,王教授對機器人學界、產業界的發展有很深刻而且鮮活的感受。本文中王老師主要分享了一下對未來機器人領域的幾個判斷。首先,從歷史進程來看,機器人是一個長期的剛性需求;第二,未來機器人應用的重點領域,一是包括工業機器人在先進制造和物流、農業領域的應用,二是醫療等領域的特種機器人的發展,三是客服、陪護、社交(聊天)機器人等服務類機器人的繁榮。
機器人是長期剛性需求
機器人是我們國家制造業發展的基石,它是屬于技術裝備。所謂技術裝備就是我們所有的設備、所有的產品、所有的設備的設備是靠這些造的。我們世界上的人口有這么多,所有的物質,吃、穿、用、行,這些東西我們都知道,那你想一想,制造這些東西就需要機器人。
制造業的發展有幾個不可逆的趨勢。第一個不可逆的事情,就是人的個性化、小批量、多品種的制造需求,這個就需要制造生產線的環境能夠是柔性的,能夠適應這種變化。而適應這種變化就需要智能化的機器人或者智能化的工業機器人。
勞動力短缺不可逆。勞動力短缺不可逆,不僅僅是因為出生少,老齡化加劇,而是人性有一個趨勢,不太愿意干簡單、重復、單一、繁重的工作,尤其是城鎮化加快了,這個趨勢更明顯。
勞動力成本的收入不可逆,就是收入增加不可逆。當機器人以10%的速度每年在下降,人員的工資以5%或者10%的速度在增加的時候,這兩個到達一個平衡點,那肯定他就要采用這個自動化的裝置。
機器人能夠在一些特殊的危險環境下作業。機器人能夠替代人從事水下、開采、礦山、太空、(指了指辦公樓外面的墻面)擦玻璃等等工作,我們稱為特種環境,從各個角度考慮,也是一定會選擇機器人的。
所以我們說機器人是剛性需求,剛性需求有高、有低,比如說我們國家某一個經濟周期高的時候,它可能需求量大;某一個經濟周期低的時候,需求量就低,但是從長遠來說是剛性的。
機器人未來應用的三大重點領域
第一個重點領域:汽車
為什么過去工業機器人率先進入到汽車和摩托車的生產?因為要求效率、要求質量,而且還得量大,這三個要具備,汽車是最符合條件的。
另外量大、面廣的,慢慢從工業化的汽車的應用到了我們所說的智能硬件,我們又叫電子制造。這里面有兩個大方向,像我們說的手機、家電,知道這一點,你就能理解為什么美的海爾、格力會對KUKA那么感興趣。
在工業趨勢里面又出現了另外兩個趨勢,一個趨勢就是圍繞著電商、物流、圍繞著上下料,這個也是非常大的趨勢——你看亞馬遜為什么收購物流公司KivaSystems。還有一個和農副產品相關的,加工肉、蛋、食品、面包、蛋糕,也是一個趨勢。
從歷史上這四十年發展的過程來看,由于四大家族在技術上的積累和競爭,就造成了他們在這個方面非常有優勢,量大、面廣。有時候有的人對我們國家工業機器人還是有點悲觀,覺得很多核心技術不在我們這兒。我有時候經常給他們說,任何事情不能從點上看,要從歷史的長河來看。
我們國家行業比較齊全,門類也比較多,有一些細分行業里西方國家不太愿意涉足或者沒有能力涉足,因為他的工藝、咨詢和售后很麻煩,所以在這個問題上,給我們國家帶來了機會。開始的時候,西方發達國家占據很高的市場市場,后來慢慢由98%落到了96%,現在已經落到了94%、92%了——這是最近中國機械聯合會統計的,這意味著我們的市場比例在增加。我覺得由于特殊的一些工藝、模塊化,我們國家的工業機器人在電子制造、物流搬運、農副產品方面——可能要不了多久,兩三年——半壁江山將會是中國的,因為中國有自己的市場、有自己的工藝,只要我們注重品質。
在工業機器人上面,有幾個門檻:第一個門檻是品質,包括解決方案有差距;第二個門檻是使用的方法,或者我們稱為方便用戶的、不需要編程的一種示教方法;第三個門檻是基礎部件。這三個東西如果我們國家加強的話,工業機器人市場份額會慢慢、慢慢起來的。零部件也需要時間,也不能說今年投明年就能產業化,國外平均也都在6年-8年的時間,國內很多零部件也一樣。
我想說的是,在這方面我們還是要充滿信心。回過頭來看一看我們的工程基建、家電、通訊都不是這么走過來的?二十年前,我們買一個索尼的電視機、買一個國外的手機,包括國外的工程機械,都覺得不可高攀,可是現在回過頭來,華為、小米、TCL、美的、海爾,已經沒有問題了,這是需要時間的。
第二個重點領域:特種機器人和醫療
特種機器人目前集中的領域,我覺得是醫療,因為醫療是剛性需求的,微創、精準,包括康復、遠程都需要,這些醫療大健康里面需要管理模式,也需要檢測設備,也需要自動化或者半自動化的機器人裝備。
先進汽車或者智能汽車、無人機,智能汽車這一塊,我覺得首先可能還是在新能源和新材料上,第一步應該還是在先進的材料、新能源上,再才是無人駕駛,無人駕駛在特定的區域,比如說產業園、特定的工業園、特定的企業、特定的一些商業區,類似于公共服務的,這種區域可能會率先應用,因為這些場景下我們可以在一定范圍內增加更多的傳感器保證安全,同時它可以通過我們所說的服務模式來拉動——比如特定的環境下容易把商保拉進來,商保拉進來這個風險就會降低。
無人機是一個發展方向,目前來看軍事上發展最快,民用上稍弱一些,這里面有監管原因。從步伐上來說,可能政策有很大的敏感性。
第三個重點領域:服務機器人
這里的服務機器人包括我們說的銀行客服系統、電話CallCenter,還有餐館迎賓的,旅館接待的,還有兒童教育、老人陪護都屬于這一類。再一個是連接后臺的云服務的機器人,我們叫云機器人,因為它要把內容放進去。這個東西表面上看門檻是很低,做到后頭,越做門檻就越高,越做越要看自己有沒有不可替代性的。兩個方面,一個是技術,一個是行業需求的渠道。進入到這個領域,自己一定要不斷的提升在技術上的競爭力和渠道上的競爭力,否則你站不住。
最后再來理解一下,在這三類機器人里面,核心技術可能會聚焦到哪里。
第一個核心技術,可能還是在“創造需求”,機器與人的交互和環境的適應,從環境出發來進行相應的設計,這個特別特別重要。第二,我的理解就是人工智能,我們廣義的理解有傳感器識別技術,有虛擬現實、增強現實技術,還有我們所說的認知識別技術。第三,新材料或者是生物制造、生物材料,比如人工肌肉,比如說電子皮膚。這三件事情在一定程度上還都對這些行業屬于有顛覆性的可能的。
任何一個行業或者任何一個企業推動自己發展的過程中,有幾個重要的指標,一個是我們認為自己所能把握的渠道的需求,第二個,有不可替代的核心技術。這種技術,要不然在新材料上,要不然在人工智能上,要不然在大規模制造這個方面。
這里還需要解釋一點,未來的發展中,交叉性越來越明顯,比如說有一個小的機器人幫助你念每天的報紙或者雷鋒網的內容,比如說幫助你了解你關心的股市,比如說了解日程安排,你會發現你這么看是機器人;看它交互的方式又是語音識別;它的內容又是在云上,又是在云服務的云機器人;再看它的實體,好像又是信息家電,它是交叉的。
我理解我們所說的“科技浪潮”不是單一的,它以互聯網、能源和新材料為牽引,再加上我們對認知技術的突破以后,使它在這個方面派生出很多,很多產業在變革、在提升,再形成新的裝備。
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