真假難辨的仿生機器人、會跳“踢踏舞”的機器狗、可完成骨科手術(shù)的醫(yī)療
機器人、耐高溫的消防偵察機器人……前不久在北京亦創(chuàng)國際會展中心落幕的2022世界機器人大會上，130余家企業(yè)和科研機構(gòu)攜500余件展品亮相，集中展示了機器人在制造、建筑、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、礦山、物流等諸多領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用，不僅讓觀眾真切感受到機器人技術(shù)為生產(chǎn)生活帶來的巨大變化，更成為透視我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢的重要窗口。
下探：向精密加工擴展
機器人被譽為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，其研發(fā)、制造、應(yīng)用已成為衡量一個國家科技創(chuàng)新水平和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。國際機器人聯(lián)合會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2021年，全球工業(yè)機器人安裝量創(chuàng)歷史新高，達到48.7萬臺。機器人產(chǎn)業(yè)正在迎來創(chuàng)新發(fā)展、提檔加速的重要機遇期。
“經(jīng)過產(chǎn)學(xué)研用各界共同努力，中國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展邁上新臺階，已成為全球機器人最大應(yīng)用市場。”工業(yè)和信息化部副部長辛國斌介紹，
工業(yè)機器人正由過去主要從事搬運、上下料等簡單操作，向裝配、打磨、拋光等高精度、高靈敏的精密加工場景擴展。
一組數(shù)據(jù)印證了我國工業(yè)機器人不斷向縱深發(fā)展的態(tài)勢：
2021年，我國機器人全行業(yè)營業(yè)收入超過1300億元，工業(yè)機器人產(chǎn)量達36.6萬臺，比2015年增長10倍，穩(wěn)居全球第一大工業(yè)機器人市場，應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋60個行業(yè)大類168個行業(yè)中類。其中，制造業(yè)機器人密度達到322臺/萬人，比2012年增長13倍，以工業(yè)機器人為核心的智能制造系統(tǒng)已成為制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的動力之源。
在“機器人+制造”展區(qū)，來自安川首鋼機器人有限公司的7臺藍色工業(yè)機器人吸引了不少觀眾的注意。工件打碼、
弧焊、恒力打磨、位置識別、涂膠、鉚接……它們靈活揮舞著機械臂，完成了數(shù)十個工藝流程，屏幕上實時顯示著各個工序的電流、電壓、坐標(biāo)、能耗等參數(shù)。據(jù)了解，這套運行高效的機器人已在上百條國內(nèi)新能源汽車領(lǐng)域的電池盒生產(chǎn)線落地使用。
“從型材切割、氣密檢測到完成包裝，只需400秒就能生產(chǎn)出一臺新能源電池盒。”該公司研發(fā)工程師郭超告訴記者，通過引入3D視覺、力控、AMR、5G等技術(shù)，機器人可以精準(zhǔn)感知工件的生產(chǎn)狀態(tài)，各道工序一氣呵成，也便于后期對每一個產(chǎn)品進行質(zhì)量追溯。
在人工智能、新型傳感、生物仿生、新材料等多種技術(shù)融合驅(qū)動下，機器人向復(fù)雜精密場景滲透的步伐不斷加快。能應(yīng)對角焊縫件、坡口件、圓弧件等不同類型復(fù)雜工件的“智能焊將”，能在列車車底、鐵路鋼軌、輸電線路等不同場景進行監(jiān)測的“巡檢尖兵”，能吸附在船板一邊除銹一邊回收廢水的“美容大師”……一批機器人“能工巧匠”不斷突破極限，在替代人們“接手”量大面廣的重復(fù)性工作之后，開始探索完成更多“看似不可能完成的任務(wù)”。
拓寬：應(yīng)用場景百花齊放
大會期間，“機器人+”概念備受關(guān)注。能給豬仔注射疫苗的畜牧機器人、可以自動鋪設(shè)地磚的建筑機器人、有望實現(xiàn)老人陪護和教育科普功能的仿生機器人……從工廠車間到田間地頭，從浩瀚太空到萬里深海，從國之重器到百姓生活，機器人能力的邊界持續(xù)拓展，在倉儲運輸、醫(yī)療康復(fù)、農(nóng)林畜牧、商業(yè)服務(wù)等領(lǐng)域形成了多樣化的應(yīng)用場景。
北京航空航天大學(xué)研究員、博士生導(dǎo)師陶永表示，疫情之下，各行業(yè)使用機器人的意愿進一步提升，“無接觸經(jīng)濟”為我國服務(wù)機器人市場帶來新需求，加速了服務(wù)機器人向各領(lǐng)域滲透的步伐。最新數(shù)據(jù)顯示，到2024年，隨著新興場景的進一步拓展，中國服務(wù)機器人市場規(guī)模將有望突破100億美元。
在眾多場景中，一批已經(jīng)上崗或是即將上崗的“機器人醫(yī)生”無疑是今年的一大熱點。在展區(qū)現(xiàn)場，工作人員向記者展示了天璣Ⅱ骨科手術(shù)機器人的工作原理。
“手術(shù)機器人在骨科手術(shù)中能有效避免人手顫抖的缺陷，減少出血量和手術(shù)損傷，降低患者術(shù)后感染和并發(fā)癥，加速患者康復(fù)。”據(jù)介紹，這款手術(shù)機器人的臨床精度可達1mm以內(nèi)，應(yīng)用于脊柱和創(chuàng)傷骨科手術(shù)，不僅讓常規(guī)手術(shù)微創(chuàng)化、復(fù)雜手術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，也顯著減少了醫(yī)務(wù)人員的術(shù)中輻射。據(jù)了解，天璣骨科手術(shù)機器人目前已在包括北京積水潭醫(yī)院在內(nèi)的國內(nèi)150余家醫(yī)療機構(gòu)完成了近3萬例手術(shù)。
北京天智航醫(yī)療科技股份有限公司總裁馬敏用“小步快跑”來概括當(dāng)下醫(yī)療服務(wù)機器人行業(yè)的發(fā)展。在他看來，隨著國內(nèi)機器人在算力、
機械臂精度和操控能力等方面具備了一定基礎(chǔ)，醫(yī)療服務(wù)機器人行業(yè)進入了百花齊放、百家爭鳴的階段。
縱觀國內(nèi)醫(yī)療機器人市場，已有不少企業(yè)在疾病篩、查、診、療等細分賽道展開布局。能種植牙齒的口腔手術(shù)機器人、可完成顱內(nèi)活檢的腦出血機器人、能實現(xiàn)關(guān)節(jié)置換的手術(shù)機器人、可幫助殘障人士獨立行走的外骨骼機器人……各種類型的“機器人醫(yī)生”在提高術(shù)中視野清晰度、改進手術(shù)流程、提升治療精準(zhǔn)性、最大限度減少患者創(chuàng)傷等方面發(fā)揮了重要作用，描繪出一副充滿想象的“智能醫(yī)學(xué)”新場景。
“未來，醫(yī)療機器人將在臨床中發(fā)揮更大優(yōu)勢。一方面，聚焦解決傳統(tǒng)醫(yī)療手段的痛點，幫助患者得到更好治療，實現(xiàn)更快康復(fù)；另一方面，緩解醫(yī)務(wù)工作者學(xué)習(xí)曲線過長的問題，促進優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源向基層醫(yī)院下沉，為分級診療提供新的解決方案。”馬敏說。
摸高：強鏈補鏈突破瓶頸
盡管我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢良好，但技術(shù)積累薄弱、高端供給缺乏的問題依然存在。核心零部件決定了機器人的質(zhì)量、可靠性和價格。作為機器人的“心臟”和“大腦”，高精密減速器和控制器的成本約占機器人總成本近一半的比例。
“目前，我國機器人產(chǎn)業(yè)的核心零部件進口依賴度仍然在七成以上，國產(chǎn)工業(yè)機器人關(guān)鍵零部件相比世界先進水平仍落后5年至10年。”北京經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)管委會副主任劉力指出，加快國產(chǎn)機器人關(guān)鍵核心零部件的研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用，增強我國機器人產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈韌性，對推動機器人產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展至關(guān)重要。
“智慧醫(yī)療的痛點在于技術(shù)積累不足，持續(xù)發(fā)展比較難。”加拿大工程院院士、南方科技大學(xué)講席教授孟慶虎表示，手術(shù)機器人目前只完成了從0到1的階段，未來道路仍然漫長，亟待解決核心關(guān)鍵零部件的國產(chǎn)化以及對增強現(xiàn)實導(dǎo)航、專用機械臂的需求等問題。“從樣機到產(chǎn)品，從產(chǎn)品到商品，每一步都要經(jīng)歷重重考驗，只有擁有原始創(chuàng)新，才能實現(xiàn)引領(lǐng)。”孟慶虎說。
本次大會上，30多家機器人關(guān)鍵零部件企業(yè)帶來了包括控制器、減速器、伺服系統(tǒng)、傳感器及末端執(zhí)行器等核心產(chǎn)品。記者在會上看到，越來越多創(chuàng)新企業(yè)走上“自研”之路，努力突破瓶頸。
目前，國內(nèi)廠商攻克了減速器、控制器、伺服系統(tǒng)等關(guān)鍵核心零部件領(lǐng)域的部分難題，核心零部件國產(chǎn)化的趨勢逐漸顯現(xiàn)。截至2021年年底，機器人領(lǐng)域?qū)＞匦?ldquo;小巨人”企業(yè)數(shù)量達到了101家，涵蓋了整機核心零部件和系統(tǒng)集成等各類企業(yè)。
杭州申昊科技股份有限公司副總經(jīng)理熊俊杰告訴記者，此前德國單線激光雷達與美國多線激光雷達傳感器的進口價格昂貴且貨期較長，得益于國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈成熟，采用國產(chǎn)替代后，性能更好、價格更低，且貨期短、售后及時，總體成本下降到原先的20%。
對此，云啟資本合伙人陳昱分析稱，核心零部件
國產(chǎn)化替代加速使得機器人制造成本逐年降低，并得到更廣泛的應(yīng)用。有了量的積累和應(yīng)用場景的反饋，又反過來驅(qū)動上游核心零部件產(chǎn)能和質(zhì)量的進一步提升，形成正向循環(huán)。“過去10年，機器人零部件國產(chǎn)化比例迅速提高，到2021年，絕大多數(shù)核心零部件國產(chǎn)化占比超過了50%。”陳昱說。
