2016年，作為 “十二五”規(guī)劃結(jié)束，“十三五”規(guī)劃的開始之年，同時又作為《中國制造2025》啟動之年，被列為三個核心的關(guān)鍵智能制造裝備之一的工業(yè)機(jī)器人，受到了極大的重視（另兩個關(guān)鍵智能制造裝備為高檔數(shù)控機(jī)床和增材制造設(shè)備——3D打印）。發(fā)展機(jī)器人制造工業(yè)，要走創(chuàng)新驅(qū)動的發(fā)展道路，也要補齊短板，強化基礎(chǔ)。后者主要是指要發(fā)展基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)工藝、基礎(chǔ)零部件和基礎(chǔ)技術(shù)（“四基”），這說明了我國已看到產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和細(xì)節(jié)，只要重視，注入
減速器、伺服電機(jī)等被國外壟斷的現(xiàn)象一定會得以改進(jìn)。
美國《機(jī)器人商業(yè)評論》（Robotics Business Review，RBR）公布了第五屆2016 年度RBR50強名單，即全球最有影響力的50 家機(jī)器人公司，有三家中國公司躋身其中，它們分別是深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司（12名），富士康科技集團(tuán)（18名）以及新松機(jī)器人自動化股份有限公司（38名），這是根據(jù)是否具備創(chuàng)新且具有突破性的應(yīng)用軟件、是否取得商業(yè)成功，或具有商業(yè)潛力等主要因素而評定出來的。其他47強中，美國占據(jù)24家，日本9家，德國、加拿大、英國各3家，丹麥、印度、以色列、韓國和瑞士各為1 家。這一排名與2015年相比，中國、印度、以色列都是新興國家。美國在醫(yī)療機(jī)器人、醫(yī)藥物流供應(yīng)商、倉庫自動化、視覺引導(dǎo)機(jī)器人、地下管道機(jī)器人、互動型伴侶盒家庭助手的家庭機(jī)器人等方面成為新面孔，從而為整個行業(yè)選擇了未來的主導(dǎo)方向。
美國制造業(yè)生產(chǎn)力與創(chuàng)新聯(lián)盟指出2020年全球工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模將達(dá)到400億美元，復(fù)合增速達(dá)到了7%，中國工業(yè)機(jī)器人市場復(fù)合增速有望連續(xù)超過20%。
我國工信部于今年的4月27日發(fā)表了《
機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》。規(guī)劃中指出，到2020年，我國工業(yè)機(jī)器人年產(chǎn)量將達(dá)到10萬臺（目前年產(chǎn)量為2萬臺），服務(wù)機(jī)器人年銷售收入將超過300億元，而且行業(yè)內(nèi)將培育三家以上的龍頭企業(yè)，打造5個以上機(jī)器人配套產(chǎn)業(yè)集群，形成較為完善的機(jī)器人體系。
年初兩會期間，全國人大代表、科大訊飛總裁劉慶峰發(fā)言中指出，人工智能（AI）大規(guī)模的應(yīng)用將在近階段3-5年之間，將人工智能寫入“十三五”是正確的決策。中國人工智能的發(fā)展路徑是由語音、語言為切入點，注重機(jī)器人的理解、交互和預(yù)測能力。我們當(dāng)下在人工智能領(lǐng)域與全球保持同步中，只要再加一把火，就能形成我們的全局優(yōu)勢。
《國際醫(yī)藥商情》2015年《制藥行業(yè)應(yīng)關(guān)注機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展》一文中，作者曾提到機(jī)器人高級控制，并指出智能控制是指遞階控制、模糊控制、神經(jīng)控制、專家控制、學(xué)習(xí)控制、進(jìn)化控制等，并指出智能控制可以理解是人工智能和自動控制的交接領(lǐng)域或稱為交集。現(xiàn)在看來人工智能不只是可把機(jī)器人動作控制更好，而是讓機(jī)器人有更高的智慧。人工智能實質(zhì)是讓機(jī)器人執(zhí)行某些與人的智能有關(guān)的復(fù)雜功能（如判斷、模式識別、理解、學(xué)習(xí)、規(guī)劃和問題求解）的能力，即用機(jī)器人去代替人的腦力勞動。現(xiàn)在自學(xué)習(xí)等方面的成果已用在機(jī)器人中，所以劉慶峰等人才能做出如此明確的判斷。私以為這就是機(jī)器人的發(fā)展趨勢吧。
現(xiàn)狀
機(jī)器人制造產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有40 多年歷史，服務(wù)機(jī)器人、仿生機(jī)器人等正緊隨工業(yè)機(jī)器人之后形成產(chǎn)業(yè)。
世界四大機(jī)器人企業(yè)巨頭中，日本獨占其二（
發(fā)那科FANUC、安川電機(jī)YASKAWA），歐洲占另外兩家（瑞士ABB、德國庫卡KUKA），美國作為世界上成功研制第一臺工業(yè)機(jī)器人的國家，現(xiàn)仍在研發(fā)方面占有一定優(yōu)勢，其他如百特，Adept等企業(yè)開始向世界四大機(jī)器人巨頭發(fā)起挑戰(zhàn)。發(fā)那科是世界最大的專業(yè)數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家，占據(jù)了全球70%的市場份額，安川電機(jī)到2013年為止已出售超過28萬臺機(jī)器人，成為全世界機(jī)器人銷售冠軍；庫卡每年生產(chǎn)四千多臺機(jī)器人。
我國工信部于2014年出臺了《關(guān)于推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》。2009年-2014年，中國機(jī)器人市場銷售量以年均58.9%的速度增長，僅2014年中國大陸就售出5.6萬臺工業(yè)機(jī)器人，占全球銷量的四分之一，成為全球第一大市場，預(yù)測到2017年我國工業(yè)機(jī)器人銷售量將達(dá)到10 萬臺，約占全球市場份額的35%。2014年中國大陸工業(yè)機(jī)器人12050， 同比增長26.2%；2012-2014，我國工業(yè)機(jī)器人的年平均增長率高達(dá)44.6%，預(yù)計3-4年內(nèi)中國機(jī)器人應(yīng)用規(guī)模將居世界第一。
國際機(jī)器人聯(lián)合會（IFR）研究顯示，2017年中國工廠使用機(jī)器人數(shù)量將超過其他任何國家，但在中國制造業(yè)中，每萬名工人仍只對應(yīng)30臺機(jī)器人，與之相比，韓國、日本、德國、美國分別對應(yīng)的機(jī)器人數(shù)量為：437,323,282,152臺。
由于缺乏核心技術(shù)，大多數(shù)國產(chǎn)機(jī)器人制造商還停留在低端應(yīng)用水平，如集中于搬運、上下料等。而這些領(lǐng)域僅占機(jī)器人市場份額的10% 左右。下文將具體展開討論。
工業(yè)機(jī)器人
（1）工業(yè)機(jī)器人按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類，有直角坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、球坐標(biāo)型和關(guān)節(jié)型。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)參數(shù)一般包括：自由度、工作空間、運動速度、承載能力、定位精度、自重比、程序編制與存儲容量、工作環(huán)境以及平均無故障時間等。廣東伯朗特智能裝備股份有限公司是專業(yè)生產(chǎn)線性機(jī)械手及工業(yè)機(jī)器人的企業(yè)。該公司表示智能裝備是由80%線性機(jī)械手+20%工業(yè)機(jī)器人構(gòu)成的。所以我們必須注意多關(guān)節(jié)機(jī)器人必須配合各類機(jī)械手。
（2）針對不同工種、不同行業(yè)的機(jī)器人各有特點。與制藥工業(yè)有關(guān)的有智能型注塑機(jī)器人、履帶式行走管道機(jī)器人、螺旋輪式行走管道機(jī)器人、脹閘活塞式行走管道機(jī)器人、多腳式行走管道機(jī)器人、還有危險作業(yè)機(jī)器人等等。目前應(yīng)用比較廣泛得智能移動式機(jī)器人，也叫自動導(dǎo)引車（AGV），是應(yīng)用于自動化物流系統(tǒng)的移動機(jī)器人裝備，特別是GPS定位導(dǎo)航技術(shù)在大型（最大可達(dá)40噸）AGV已有應(yīng)用案例。
服務(wù)機(jī)器人
隨著智能化的發(fā)展，服務(wù)機(jī)器人發(fā)展很快。其需求也因為人民生活水平的提升而日益增加。一般分為家用服務(wù)機(jī)器人、娛樂機(jī)器人和醫(yī)療機(jī)器人三類。公共事業(yè)和救援救災(zāi)等方面的機(jī)器人需求也在增長，這類亦劃分為家用服務(wù)機(jī)器人一類。
表1 日本康復(fù)工程用品銷售額
（1）家用服務(wù)機(jī)器人：2004年，美國加利福尼亞州舉辦的機(jī)器人展“Robo Nexus”上開拓了服務(wù)機(jī)器人市場。該展會發(fā)起者iRobot 公司于2002年9月推出了低價位機(jī)器人吸塵器“Roomba”，兩年內(nèi)就成功售出了50萬臺。2005年1月16日我國第一臺具有自主知識產(chǎn)權(quán)的家用服務(wù)機(jī)器人“自主吸塵機(jī)器人”由浙江大學(xué)研制成功。沈陽新松機(jī)器人自動化股份公司研制了名為“亮亮”的家用機(jī)器人，它不僅能唱歌，會說相聲，還能報警、發(fā)短信并教兒童英文。在國外，德國的Casero老人護(hù)理機(jī)器人、日本家庭機(jī)器人保姆、美國Erector Spykee 監(jiān)控機(jī)器人、日本“牛若丸”家用服務(wù)機(jī)器人等等均由相應(yīng)市場。
表2 日本康復(fù)機(jī)器人銷售額
（2）醫(yī)療機(jī)器人：它是一種智能機(jī)器人，能夠獨自編制操作計劃，依據(jù)實際情況確定動作程序，然后把動作變?yōu)椴僮鳈C(jī)構(gòu)的運動。這并不是代替手術(shù)醫(yī)生，而是作為一種輔助工具來拓展醫(yī)生的手術(shù)能力，提升手術(shù)質(zhì)量，減輕醫(yī)生的工作強度。按用途分類可以分成診斷用機(jī)器人、外科手術(shù)機(jī)器人、輔助治療型機(jī)器人、康復(fù)機(jī)器人、助老助殘機(jī)器人、護(hù)理機(jī)器人、醫(yī)用教學(xué)機(jī)器人、采血及其他機(jī)器人等。
發(fā)展熱點有骨科手術(shù)機(jī)器人（如微創(chuàng)手術(shù)計算機(jī)輔助外科技術(shù)等）、血管介入治療機(jī)器人、消化道內(nèi)窺鏡機(jī)器人、康復(fù)機(jī)器人等。日本康復(fù)工程用品銷售額（表1）和康復(fù)機(jī)器人銷售額（表2），我國在實現(xiàn)殘疾人人人有康復(fù)服務(wù)這方面還任重道遠(yuǎn)。
我國在微創(chuàng)這方面科研和應(yīng)用都有不少成效。僅微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)臨床應(yīng)用方面，2004年深圳市人民醫(yī)院利用美國ZEUS系統(tǒng)，成功完成了國內(nèi)首例遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人膽囊全切外殼手術(shù)；2007年解放軍總醫(yī)院心血管外殼成功運用機(jī)器人“Davinci”為一名女患者實施開胸的心臟手術(shù)。
目前最先進(jìn)的醫(yī)療機(jī)器人有爬行攝像膠囊機(jī)器人、游動攝像膠囊機(jī)器人、遠(yuǎn)程診斷機(jī)器人、護(hù)士機(jī)器人、結(jié)腸診療機(jī)器人、采血機(jī)器人、達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人。達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人現(xiàn)已成為熱門話題。2000年獲得美國FDA 批準(zhǔn)進(jìn)入臨床，這是21世紀(jì)微創(chuàng)外科醫(yī)學(xué)技術(shù)、遠(yuǎn)程遙控手術(shù)技術(shù)的革命性標(biāo)志。2011年6月全世界共有1,933臺達(dá)芬奇機(jī)器人，其中1,411臺在美國，并有了11年的臨床經(jīng)驗，美國85%以上的前列腺癌根治手術(shù)是通過使用達(dá)芬奇機(jī)器人完成。
還有娛樂機(jī)器人這一大類，基于篇幅有限，就不在此贅述。
仿生機(jī)器人
從1960年第一屆仿生學(xué)討論會之后，仿生學(xué)已成為把各種生物系統(tǒng)所具有的功能原理和作用機(jī)理作為生物模型，進(jìn)行研究并改善現(xiàn)代技術(shù)設(shè)備、創(chuàng)造新工藝技術(shù)的科學(xué)。它與機(jī)器人學(xué)科的結(jié)合形成了仿生機(jī)器人。分類方法按模仿特性可分為仿人類肢體和仿非人類生物兩大類；按照空間工作環(huán)境可分為空中、陸地、和水下仿生機(jī)器人等。
1）陸地仿生機(jī)器人：陸地仿生機(jī)器人又可分為仿人機(jī)器人、蛇形機(jī)器人、足式機(jī)器人。最具創(chuàng)新的成果是采用神經(jīng)震蕩子模型CPG的控制策略，或稱為中樞模式發(fā)生器。該類中的仿壁虎機(jī)器人，腳部利用結(jié)構(gòu)可控的直立型碳納米管陳列制成，這又給出納米界石材料等納米材料在仿生學(xué)和仿生機(jī)器人方面的應(yīng)用成果。
2）空中仿生機(jī)器人：其飛行原理可分為固定翼飛行、旋翼飛行和撲翼飛行器，其中“極其蒼蠅”已應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測。廢墟救援及軍事間諜等領(lǐng)域。
3）水下仿生機(jī)器人：眾所周知馬航370 事件已成功應(yīng)用機(jī)器魚。國內(nèi)中國科技大學(xué)、華中理工大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中科院沈陽自動化研究所、北京航空航天大學(xué)、北京大學(xué)都開展了研制工作。另外謝廣明、何宸光在《仿生機(jī)器魚》一書中，講解了采納CPG 控制策略的細(xì)節(jié)。該書的仿生機(jī)器魚是中國素質(zhì)體育機(jī)器人運動會水中專項全局視覺組競賽項目指定的標(biāo)準(zhǔn)競賽機(jī)器人。這也是科學(xué)的實踐活動，科學(xué)的普及一定會帶動生產(chǎn)力的發(fā)展。
趨勢
1. 前文引言中已指出未來五年我國的發(fā)展目標(biāo)，并指出其中六軸以上機(jī)器人年產(chǎn)量將達(dá)到5 萬臺。
2. 在未來五年中技術(shù)水平提升，工業(yè)機(jī)器人速度、載荷、精度、自重比等主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平，平均無故障時間（MTBF）達(dá)到8萬小時；醫(yī)療健康、家庭服務(wù)、反恐防暴、救援救災(zāi)、科學(xué)研究等領(lǐng)域的服務(wù)機(jī)器人技術(shù)水平接近國際水平。一旦機(jī)器人技術(shù)取得突破，精密減速器、
伺服電機(jī)及驅(qū)動器、控制器的性能精度、可靠性將達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平；完成30個以上領(lǐng)域綜合應(yīng)用解決方案，機(jī)器人密度達(dá)到150以上。
3. 未來五年主要任務(wù)
1) 重點發(fā)展弧焊機(jī)器人、真空（潔凈）機(jī)器人、全自助編程智能工業(yè)機(jī)器人、人機(jī)協(xié)作機(jī)器人、雙臂機(jī)器人、重載AGV等大型標(biāo)志性工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品。
2) 重點發(fā)展消防救援機(jī)器人、手術(shù)機(jī)器人、智能型公公服務(wù)機(jī)器人、智能護(hù)理機(jī)器人共四種標(biāo)志性產(chǎn)品，推進(jìn)專業(yè)服務(wù)機(jī)器人實現(xiàn)系列化、個人/家庭服務(wù)機(jī)器人實現(xiàn)商品化。
3) 在關(guān)鍵零部件方面，針對六個自由度及以上工業(yè)機(jī)器人用關(guān)鍵零部件，從優(yōu)化設(shè)計、材料優(yōu)選、加工技術(shù)、裝配技術(shù)、專用制造設(shè)備、產(chǎn)業(yè)化能力等方面入手。全面提升高精密減速器，高性能機(jī)器人專用伺服電機(jī)和驅(qū)動器、高速高性能控制器、傳感器、末端執(zhí)行器等五大關(guān)鍵零部件的質(zhì)量穩(wěn)定性和批量生產(chǎn)的能力，突破技術(shù)壁壘，打破長期依賴進(jìn)口的局面。
4) 在產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力方面，加強共性關(guān)鍵技術(shù)研究。針對智能和工業(yè)轉(zhuǎn)型升級，對工業(yè)機(jī)器人的需求和智慧生活、現(xiàn)代服務(wù)和特殊作業(yè)隊服務(wù)機(jī)器人的需求重點，突破制約我國機(jī)器人發(fā)展的共性關(guān)鍵技術(shù)。積極緊隨機(jī)器人未來發(fā)展趨勢，提早布局新一代機(jī)器人技術(shù)的研究。建立健全的機(jī)器人創(chuàng)新平臺、標(biāo)準(zhǔn)體系、檢測認(rèn)證體系。
5) 在應(yīng)用示范方面，加強質(zhì)量品牌建設(shè)，開展機(jī)器人應(yīng)用示范，分步驟、分層次開展時間細(xì)分行業(yè)的推廣應(yīng)用，培育應(yīng)用系統(tǒng)集成商及綜合的解決方案服務(wù)商，充分利用外包服務(wù)，新型租賃等模式拓展工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人的市場空間。
6) 在培育龍頭企業(yè)方面，支持互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)與傳統(tǒng)機(jī)器人企業(yè)緊密結(jié)合，加快培育管理水平先進(jìn)，創(chuàng)新能力強，市場競爭力強的龍頭企業(yè)。
4. 加強科學(xué)研究，重點在智能學(xué)習(xí)方向，與大數(shù)據(jù)、云計算結(jié)合，要走在世界的前列。
5. 研究仿生機(jī)器人的發(fā)展，對軍事機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人的領(lǐng)域加強布局，開創(chuàng)原創(chuàng)性的有關(guān)機(jī)器人的研究。
應(yīng)用
1、在現(xiàn)狀這一章節(jié)中關(guān)于服務(wù)機(jī)器人的第三小節(jié)已經(jīng)講到醫(yī)療機(jī)器人，其應(yīng)用可見一斑，但距離國內(nèi)自主制造、自主應(yīng)用的要求，還差得很遠(yuǎn)。
2、工業(yè)機(jī)器人在制藥工業(yè)中的應(yīng)用情況稍好，一般性質(zhì)的勞動密集型工作，例如包裝、拾料、貨盤堆垛、物流、倉儲運輸及生產(chǎn)線上外形、顏色等檢測還比較常見，但潔凈機(jī)器人的使用還不普及，在研究和產(chǎn)品開發(fā)等部門中配制化學(xué)溶液等方面的機(jī)器人的使用剛剛開始。其他智能化程度高的應(yīng)用也僅處于嘗試階段。
3、在生產(chǎn)線上已見新的大型機(jī)器人中應(yīng)用機(jī)器人或機(jī)器人技術(shù)，如葛蘭素史克外資企業(yè)在中國的工廠中就有全自動
裝盒機(jī)、粉針生產(chǎn)線自動包裝機(jī)、水針凍干機(jī)智能分揀機(jī)、軟袋大輸液自動生產(chǎn)線及自動制丸機(jī)、提取濃縮生產(chǎn)線、各種大型藥品檢測設(shè)備。它們無不是通過自動化軟件、機(jī)械手、伺服電機(jī)控制、自動運轉(zhuǎn)、自動控制來完成各種高精度、高質(zhì)量或高危險的生產(chǎn)工藝及驗證要求。具體如7500型軟袋大輸液自動生產(chǎn)線為例，從包裝膜自動成型、自動灌裝、加閥蓋、自動焊接成成品的一條自動流水線均滿足藥品GMP的生產(chǎn)要求，速度可以達(dá)到7500袋/小時。該產(chǎn)線大量使用機(jī)器人技術(shù)、PLC自動控制。
4、制藥企業(yè)應(yīng)該對自有的醫(yī)藥生產(chǎn)裝備需求如何與機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合做全面的規(guī)劃。作為“智能制造2025”的一個分支，為生命科學(xué)的大發(fā)展打好基礎(chǔ)，爭取成為智能制造中的一支“奇葩”，并爭取在下一個科學(xué)浪潮中，為中國立于世界民族之林的第一方隊做出貢獻(xiàn)。
