机器人技术和智能制造创新前景分析

    随着最近新兴技术能力的提升和制造业创新的进步，机器人技术的发展前景正发生着迅速的变化，新的发展趋势和应用也随之涌现。随着与物联网（IoT）和智能制造之间的联系不断加深，机器人技术的发展使企业得以在保持原地生产的同时，提高生产效率，增强竞争实力。本文将对当今机器人技术和智能制造的创新前景进行综合概述。

    根据《加拿大工业机械》（CanadianIndustrialMachinery）2015年10月刊登的文章，数据表明对机器人技术的投资正在持续增加。文章报道了从北美机器人企业订购的机器人的数量是空前的（14232台机器人，价值8.4亿美元，2014年同期，机器人数量增加1%，收入增加7%，保持了之前的记录）。工业机器人应用的主要产行是汽车零部件、尤以在原材料处理和点焊中的应用最为突出。同时，有意思的是，在美国这一行业的劳动力中，受过专业培训的焊工十分短缺。根据市场规模预测（见图1），全球机器人行业收入截止2020年将有望超过1510亿美元。Tractica报道其增长将主要来自非工业机器人。工业机器人预计将平稳增长，在2020年收入达到约180亿美元。

图1 2015-2016年，总的工业和非工业用机器人收益及其全球市场情况

    就机器人技术的发展趋势而言，该产业预计将在2014到2020年，主要在消费电子产品和电动汽车产业创造300万个就业机会。《2015技术潮流》（TechnologyTrends2015）报道，从2017到2020年间，机器人技术的使用将带来200万个新增岗位。随着康复治疗机器人、可穿戴外骨骼机器人的进步，仅在康复市场就有望增加40倍。预计2020年机器人技术的发展趋势是：微型机器人可携带紧急应答器探索小型或危险环境；可穿戴外骨骼机器人用于增强使用者的体力；人机接口可以帮助截肢者控制自身活动并接收感觉反馈；模块化机器人可在预设模式下完成专项任务；智能机器人结合人工智能和机器学习技术进行类人表达和反应；通过引进弹性纳米管肌肉以增强机械强度；电源可换式机器人在离网区域启动应用；机器人网络允许机器人接入数据库，分享信息和学习经验；远程监控机器人可代替你在遥控区域进行工作。

    近十年，美国联邦政府为提高美国竞争力和促进就业提出了多项动议。由美国联邦政府机构(美国国家科学基金会（NSF）、美国农业部（USDA）、美国国家航空航天局（NASA）和国家卫生研究所（NIH））共同赞助的国家机器人计划（NRI）在2011年启动，旨在促进机器人在美国的发展和使用，以协助人类或与人类共同工作。就制造业而言，这一计划覆盖了从基础研究和开发到产业制造和配置的整个生命周期。此外，机器人还是美国商务部（U.S.DepartmentofCommerce）美国国家标准与技术研究所（NationalInstituteofStandardsandTechnology，NIST）的优先主题。特别是，他们着重将协同制造机器人作为增强制造业竞争力的必要工具，通过极大提升反应能力和创新能力来实现。在人—机协作主题下，与人协作的机器人以及“自己动手（do-it-yourself）”工业机器人成为工业机器人的新的生力军出现在大众面前。这些机器人可以同人一起或者在人旁边工作，完成之前需要人机分开完成的任务。