一、引言

  机器人系统以功能及系统实现为载体，通过自主或半自主的感知、移动、操作或人机交互，体现类似于人或是生物的智能水平；它能够扩展人在尺度、时间、空间、环境、情感、智能以及精度、速度、动力等方面所受到的约束和限制，并为人服务。

  中国作为世界最大的机器人消费国，除了工业机器人连续 5 年成为世界最大的市场外，服务机器人的需求也增长显著。各种各样为了满足不同需求的特种机器人、康复与助老助残机器人、医疗辅助机器人等服务机器人，正在成为推动机器人产业发展的新动力。

  二、主要成果

  1. 仿人机器人技术不断突破，进入了国际领先行列

  仿人机器人技术是智能机器人研究的热点，也是一个国家机器人研究水平的标志。20 世纪90年代初到2000年，我国先后研制出多指关节灵巧手、双足步行机器人和仿人机器人“先行者”，逐渐缩小了我国仿人机器人研究与世界先进水平的差距。“十五”期间， 我国自主开发了仿人机器人“汇童”，标志着我国成为继日本之后第二个掌握集机构、控制、传感器、电源等于一体的仿人机器人技术的国家。“十一五”期间，我国研制出国际 领先水平的五指灵巧手，实现了对多种形状物体的识别、抓取和自主操作；攻克了仿生机器人动力学稳定控制、高性能手臂一体化部件设计制造、自主实时控制操作系统研发、高速视觉识别算法等核心技术，实现了具有高度感知与运动控制能力的仿人机器人乒乓球对抗，保持了国际领先地位。

  2. 从6000米无缆自治机器人到7000米载人深潜器，水下机器人取得重大成就

  海洋资源勘探和开发是国际激烈竞争的焦点问题之一，水下机器人是海洋资源勘探和开发的重要工具。20 多年来，我国水下机器人不断发展，从 1000 米无缆自治机器人到 6000 米无缆自治机器人，再到 7000 米载人深潜器，水下机器人取得了重大成就。我国成功地研制出首台6000 米无缆自治机器人“探索号”，并在太平洋深水处进行了大洋探测实验。深海试验表明，“探索号”主要技术指标达到国际领先水平，标志着我国成为继美、俄、法、英、日之后，拥有整套深潜探测技术能力的少数国家之一。2002年，我国启动了7000 米载人深潜器“蛟龙号”的研制工作，其工作范围可以覆盖全球海洋区域的99.8%。2012 年，蛟龙号圆满完成 7062 米的下潜任务，标志着我国在深海高技术领域达到了领先国际的先进水平。

  3. 智能化工程机械从单机产品到机群作业和远程维护，引领了工程机械行业技术升级

  开发以机器人技术为核心的智能化工程机械，是促进工程机械产品更新换代的重要手段。在国家重大科技专项和“863”计划等的支持下，工程机械行业骨干企业包括徐工、三一、中联、山河、柳工、厦工、天工等重点研发了一批单机智能化、机群智能化工程机械产品，建立了工程机械远程智能维护系统，为引领工程机械产品技术升级和提升工程机械行业竞争力做出了重要贡献。

  4. 开发出工业机器人系列产品，推动了工业机器人示范应用和产业化

  工业机器人作为制造业的重要基础装备，“九五”期间，我国掌握了工业机器人的设计和集成技术，研制出弧焊机器人、点焊机器人、切割机器人、仿型喷涂机器人、平面关节型装配机器人、直角坐标型装配机器人、移动搬运机器人、移动包装机器人等一批国产工业机器人系列产品。“十一五”期间，研制出 30 台 165 kg 和 2 台 210 kg 点焊机器人产品并成功应用于奇瑞汽车焊装自动化生产线，国产弧焊机器人、移动搬运机器人、包装搬运机器人等达到国外同类产品的先进水平。2010 年，国产工业机器人市场销售几百台套，带动几百亿元的国产机器人自动化成套生产线销售额，走出了工业机器人产业化的第一步。

  5. 特种机器人从无到有，特种机器人品种和应用不断壮大

  特种机器人通常指工作在非结构环境下作业的机器人，始终是智能机器人技术研究的重点。我国特种机器人从无到有、品种不断丰富、应用领域不断拓展，奠定了特种机器人产业化的基础。20 多年来，我国先后研制出一大批特种机器人，并投入使用，如辅助骨外科手术机器人和脑外科机器人成功用于临床手术，低空飞行机器人在南极科考中得到应用，微小型探雷扫雷机器人参加了国际维和扫雷行动，空中搜索探测机器人、废墟搜救机器人等地震搜救机器人成功问世，细胞注射微操作机器人已应用于动物克隆实验，国内首台腹腔微创外科手术机器人进行了动物试验并通过了鉴定，反恐排爆机器人已经批量装备公安和武警部队等。

  三、国内外发展比较与趋势

  （一）国内外发展比较

  1. 工业机器人

  中国已经成为全球第一大工业机器人市场，但是从国内外产品的产业结构、应用领域、应用行业、应用类型等方面细致比较，当前国内外的机器人产品存在显著差异，国外机器人在高端应用领域占据着绝对优势。在核心零部件生产方面，目前全球机器人行业，75% 的精密减速机被日本的 Nabtesco 和 Harmonic Drive 两家公司垄断；而交流伺服电机及控制器基本被日本、德国、美国垄断，我国机器人关键部件不具备竞争力。 从机器人使用密度上来看，我国目前工业机器人使用密度仍然远远低于全球平均水平，离日本、韩国、德国等发达国家更是有很大差距。

  2. 特种机器人

  旋翼飞行机器人（无人机）作为一种具有代表性的特种机器，一直备受关注。在民用领域，与美国相比中国的无人机企业数多于美国，中国无人机企业以研发制造为主，而美国无人机企业主要进行创新服务；在军用领域，欧美无人机系统及技术的研究具有代表性。2016 年国家地区或军方新发布的四个具有代表性的无人机发展战略或路线图分别为：丹麦的国家无人机发展战略、欧洲通用无人机项目——“欧洲中空长航时无人机系统”（MALE RPAS）项目定义研究、美国空军《小型无人机系统飞行计划：2016 — 2036 年》以及美国海军无人系统路线图。

  水下机器人方面，据不完全统计，到 2009 年年底，大约有 461 个型号近 6000 台遥控水下机器人在运行，全球有超过 300 家专业从事遥控水下机器人研制、生产和售后服务的企业。我国在 6000 米无缆自治机器人、7000 米载人深潜器水下机器人研究方面比肩美国、日本、法国等国家，达到国际领先水平；我国水下滑翔机创造的 91 天续航时间和 1884 千米续航距离，使我国成为继美国之后第二个具有跨季度的自主移动海洋观测能力的国家。

  3. 服务机器人

  在康复机器人方面，国际上具有代表性的研究机构及成果包括法国 KINETEC 公司推出的 Maestra 便携式手指康复机器人、冰岛的 Ossur 公司研发的多种假肢、比利时布鲁塞尔大学的踝关节假肢 AMP-Foot、英国的 i-Limb 灵巧手、日本 Nabco 公司的 NI-C411 假肢腿、意大利巴勒莫大学的 SmartLeg 智能假肢腿等。在家政服务机器人方面，美国虽然对服务机器人的研究投入没有日本多，但产业化和公司运作做得很成功，在产品定位与开拓方面做得比日本和韩国出色，培育了像 iRrobot 和 WOWWEE 这些专门做机器人的公司。而日本 NEC 公司开发的伴侣机器人 PaPeRo、ZMP 公司设计生产的 Nuvo 管家机器人、日本 NEC 公司开发了伴侣机器人 PaPeRo 都具有代表性。