【ZiDongHua 之會展賽培壇收錄關鍵詞：世界機器人大會 王田苗 北京航空航天大學 機器人 仿人機器人 軟體機器人 】
 
 
　　【重磅發(fā)布】王田苗博士在2022世界機器人大會發(fā)布《機器人十大前沿熱點領域(2022-2023)》
 
 
　　8月21日，隨著閉幕式的正式召開，為期4天的2022世界機器人大會圓滿落下帷幕。中國電子學會嵌入式系統(tǒng)與機器人分會主任委員、北京航空航天大學機器人研究所名譽所長、中關村智友研究院院長王田苗博士出席大會閉幕式，并代表大會發(fā)布《機器人十大前沿熱點領域(2022-2023)》，報告得到北航研究員陶永的支持。
 
　　

 
　　此次發(fā)布，中國電子學會根據(jù)國家“十四五”發(fā)展規(guī)劃，面向國家智能制造發(fā)展戰(zhàn)略需求，結合“硬科技”最新發(fā)展前沿與趨勢，調(diào)研走訪在機器人領域具備技術領先水平和特色應用優(yōu)勢的骨干企業(yè)，組織拜訪了來自于知名高校、研究機構的機器人相關領域?qū)＜覍W者，系統(tǒng)分析梳理了權威智庫和知名戰(zhàn)略咨詢公司的機器人相關研究報告、機器人創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的分析報告，歸納出2022-2023年機器人十大前沿技術；并結合我國國情和機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，提出了2022-2023年十大機器人應用熱點產(chǎn)品。
 
　　2022-2023年機器人十大前沿技術
 
　　

 
　　1.仿人機器人技術
 
　　仿人機器人以雙足行走、雙手操作，是執(zhí)行擬人化、多任務的一種機器人形態(tài)，目標是期望完成人類的一些操作和任務，甚至很多人類無法完成的危險任務。
 
　　仿人機器人技術包括高轉(zhuǎn)矩密度伺服電機、高動態(tài)運動規(guī)劃與控制、機器視覺、導航移動、情感識別與人機交互、機器學習等關鍵技術。
 
　　憑借仿人形態(tài)的優(yōu)勢和運動特征，未來在家庭服務、商業(yè)服務、國防安全、危險作業(yè)等場景中具有重要的應用價值。
 
　　
 
　　2.自然語言理解、情感識別與人機交互技術
 
　　自然語言理解通過對人類語音、肢體等方面意圖識別，生成相應的回答或動作指令。在引擎搜索、智能推薦、機器人交互等場景具有廣泛的應用。
 
　　情感識別是對自然語言理解技術的進一步升級，利用圖像識別、語音識別、大數(shù)據(jù)等技術實現(xiàn)對人類情感的有效識別。在教育娛樂、醫(yī)療康復等領域具有重要應用。
 
　　自然語言理解和情感識別是人機交互領域中的重要組成部分。伴隨著人機共融、數(shù)字孿生、元宇宙等前沿科技的發(fā)展與需求，人機交互技術是未來數(shù)字時代的重要接口之一。
 
　　3.軟體機器人與人工肌肉
 
　　軟體機器人具有連續(xù)可變形結構，在人機共融、醫(yī)療康復、工業(yè)生產(chǎn)、特種應用中發(fā)揮重要作用。
 
　　人工肌肉具有類人肌肉的特性，相比傳統(tǒng)執(zhí)行器，安全性更高，功率更大。有望用于航天航空、醫(yī)學等、特種服務等領域。
 
　　軟體機器人與人工肌肉核心技術包括：仿生與生物模型計算，智能結構材料的剛柔耦本體，軟體機器人，智能SMA與IPMC，人工肌肉與驅(qū)動、結構、感知，驅(qū)動一體化功能部件等。
 
　　4.DNA納米機器人與新材料微納部件
 
　　DNA納米機器人具有微小、精準、靶向、低損傷、超高精度可控等優(yōu)點，被譽為未來對抗人體疾病的理想的武器之一，在生物醫(yī)學、組織工程、微電子技術等領域具有廣闊應用前景。
 
　　核心技術包括DNA折紙技術、維納操作、亞微米級微操作臺、新材料與微電子技術等。
 
　　隨著DNA納米技術和新材料技術發(fā)展，膠囊機器人、電子皮膚等新興微納部件實現(xiàn)快速的交叉融合發(fā)展。
 
　　5.元宇宙與機器人融合技術
 
　　元宇宙與機器人的交叉融合，處于快速發(fā)展之中。元宇宙技術與數(shù)字孿生、虛擬現(xiàn)實（VR）、增強現(xiàn)實（AR）、云計算、人工智能（AI）、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、人機交互、虛擬人、邊緣計算等技術交叉融合發(fā)展，旨在構建一個虛實結合的新型人機共融空間。
 
　　隨著人工智能、人機交互、虛擬現(xiàn)實等技術的發(fā)展，元宇宙技術正逐漸走向人們的日常生活，例如科大訊飛發(fā)布的虛擬人技術。“元宇宙+機器人”正逐漸從傳統(tǒng)的娛樂、社交、游戲、生活服務等領域，逐漸走向商業(yè)服務、高端制造等場景。
 
　　6.腦機接口與生機電一體化技術
 
　　腦機接口是在人或動物大腦與外部設備之間創(chuàng)建的直接連接，從而實現(xiàn)腦與設備的信息交換。
 
　　基于腦機接口的機器人是前沿科技之一，將機器人與腦認知交叉融合創(chuàng)新，在醫(yī)療領域、航空航天、教育、娛樂等多個領域，腦機接口技術將得到更廣泛的應用，發(fā)展前景值得期待。
 
　　生機電一體化是近年來快速發(fā)展的前沿科學技術,通過建立神經(jīng)信息測量處理與人機信息通道，與機器人交叉融合發(fā)展，作為典型的生機電一體化系統(tǒng), 智能假肢，將假肢本體的機電集成、雙向生機接口集成、假肢與生機接口的物理和功能集成進行融合。
 
　　7.復合機器人技術——“手足眼腦”一體化
 
　　復合機器人由移動平臺、 機械臂、 視覺模組、 末端執(zhí)行器等組成，集成了移動機器人與操作機功能，融合環(huán)境感知、 定位與導航等技術，可快速布局于智慧工廠與自動化車間、 電力巡檢、 倉儲分揀、 自動化貨倉等場景， 滿足柔性生產(chǎn)需求，是促進制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關鍵核心裝備之一。
 
　　將圍繞機器人環(huán)境感知、定位導航、工業(yè)視覺檢測、一體化控制、精準抓取與操作等進行關鍵技術的攻關，實現(xiàn)核心技術和零部件的自主可控。
 
　　復合機器人作為一個整體，在復雜環(huán)境中，涉及到手足的柔順阻抗，以及全身動力學控制技術?；趹脠鼍昂偷讓幽K，復合機器人將在“腦、眼、手、腳”技術上走向協(xié)同。
 
　　高精度導航傳感器、視覺傳感器、機器人操作系統(tǒng)及算法等核心軟硬件技術取得關鍵突破，實現(xiàn)核心技術自主化、產(chǎn)品國產(chǎn)化。
 
　　8.機器人操作系統(tǒng)
 
　　機器人操作系統(tǒng)通常包括硬件抽象、底層設備控制、常用功能實現(xiàn)、進程間消息以及數(shù)據(jù)包管理等功能。
 
　　根據(jù)不同的行業(yè)需求，具有不同類別的機器人操作系統(tǒng)。例如面向教育和科研的ROS機器人操作系統(tǒng)，面向服務機器人的達闥海睿操作系統(tǒng)，面向無人駕駛的百度阿波羅、智行者Idriverbrain操作系統(tǒng)等。
 
　　隨著機器人操作系統(tǒng)的快速發(fā)展，有望使更多機器人走向標準化和模塊化，使機器人建立物理空間+數(shù)字空間的數(shù)字孿生成為現(xiàn)實；并促使機器人實現(xiàn)更大規(guī)模的落地。
 
　　9.云服務機器人技術
 
　　將機器人的大腦部署到云端，借助云端服務器，可實現(xiàn)更大的運算能力，實現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)應用。云服務機器人核心技術包含云計算、分布式計算、RPA/AIops軟件自動化工具、數(shù)據(jù)儲存與管理、機器人運動控制等方面。未來在無人駕駛、商業(yè)服務等數(shù)據(jù)密集型場景，具有廣闊的應用前景。
 
　　通過云服務機器人的功能化模塊和數(shù)據(jù)中心，可縮短機器人的開發(fā)周期、開發(fā)難度，同時便于后期的遠程維護和狀態(tài)監(jiān)測。未來開發(fā)針對相關應用場景的“云端大腦+本地機器人”或“云端服務”類型機器人，有望成為機器人規(guī)?；茝V和應用的重要模式之一。
 
　　10.機器人倫理與安全
 
　　機器人三原則：
 
　?、?機器人不得傷害人類，或看到人類受到傷害而袖手旁觀
 
　?、?機器人必須服從人類的命令，除非這條命令與第一條相矛盾
 
　?、?機器人必須保護自己，除非這種保護與以上兩條相矛盾
 
　　機器人技術作為一項快速發(fā)展中的新興技術，部分技術和系統(tǒng)處于發(fā)展和迭代過程中，存在一定的安全隱患。同時，機器人在進行替代人做出很多決策行為時，同樣需要遵從人類社會的各項規(guī)則。
 
　　人工智能和機器人技術的發(fā)展，將一些生活中的倫理性問題在系統(tǒng)中規(guī)則化。
 
　　機器人網(wǎng)絡安全問題逐漸引起相關部門、供應商、用戶等方面的重視，預防發(fā)生重要數(shù)據(jù)泄露、生產(chǎn)線癱瘓、機器人誤操作等網(wǎng)絡安全問題的發(fā)生。
 
　　2022-2023年十大機器人應用熱點產(chǎn)品
 
　　1.家用服務機器人
 
　　家用服務機器人涉及領域廣、門類多、需求大。以掃地機器人、割草機器人、教育娛樂機器人、短途出行機器人、陪護聊天等為代表的家用機器人快速發(fā)展。
 
　　家用服務機器人涉及門類多，需進一步攻克先進傳感、環(huán)境感知與建模、路徑規(guī)劃、聽覺視覺語義理解、神經(jīng)網(wǎng)絡深度學習，人機交互、情感識別與聊天等核心技術。
 
　　伴隨著機器人產(chǎn)業(yè)的國內(nèi)生態(tài)日益完善，價格逐漸普惠，未來的家庭服務機器人有望走進千家萬戶。
 
　　2.醫(yī)療與康復機器人
 
　　醫(yī)療外科機器人能夠輔助醫(yī)生實現(xiàn)遠程力反饋操作、輔助定位導航、操作去抖等操作，實現(xiàn)高精度的作業(yè)。在骨科、腦外科、穿刺介入等領域具有廣泛應用。
 
　　康復機器人憑借先進傳感、精確控制等技術，可輔助相關偏癱患者實現(xiàn)運動能力的恢復，或滿足永久損傷患者的生活需求，提升人們的生活質(zhì)量。
 
　　核心技術包括伺服視覺、智能傳感器、高精度運動控制、力位控制、安全操作等技術。
 
　　3.機器人核心零部件
 
　　電機、伺服驅(qū)動器及減速器作為傳統(tǒng)機器人的三大核心零部件，我國已基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，并逐步占據(jù)國際市場份額，呈現(xiàn)從中低端逐步往高端零部件發(fā)展的趨勢。
 
　　伴隨著新一代智能機器人技術的發(fā)展，力覺、視覺傳感器作為傳統(tǒng)機器人實現(xiàn)智能化、數(shù)字化、柔性化的“敲門磚”，逐漸成為新一代機器人的重要核心零部件。
 
　　機器人模塊化趨勢不斷凸顯，近些年標準化的末端夾爪和移動模組不斷出現(xiàn)，有望成為新一代機器人的核心零部件。
 
　　4.室內(nèi)商業(yè)服務機器人
 
　　室內(nèi)商業(yè)服務機器人主要應用于室內(nèi)環(huán)境中的導航服務、商業(yè)清潔、餐飲配送、無人售貨、無人餐廳等商業(yè)服務場景。
 
　　核心技術包括環(huán)境感知、地圖構建、定位與路徑規(guī)劃、動態(tài)識別、及時避障、機器視覺、人機交互、智能決策與控制等，提供跨樓層到戶配送服務的機器人，在大型商場、餐館、賓館、醫(yī)院等場景得到廣泛應用。
 
　　5.室外移動服務機器人
 
　　室外移動服務機器人主要應用于無人配送、道路清潔、無人巡檢、無人巴士等服務場景，具有智能化程度高、運維成本低、安全快捷等特點。
 
　　核心技術包括多傳感器融合、環(huán)境感知、地圖構建、路徑優(yōu)化、導航與避障，智能決策、機器視覺、集群協(xié)同等。
 
　　伴隨著激光雷達等零部件的價格下降，自主導航技術的成熟，同時在龐大的市場需求刺激下，無人配送成為很多企業(yè)競爭的領域，無人配送機器人開始呈現(xiàn)由室內(nèi)向室外轉(zhuǎn)變的趨勢。
 
　　6.協(xié)作機器人及新一代復合機器人
 
　　協(xié)作機器人具有一定自主行為和協(xié)作能力，在非結構化環(huán)境中與人們安全進行交互協(xié)作的機器人。在3C、汽車、五金家電、機械加工、微創(chuàng)醫(yī)療、按摩理療、無人售貨等行業(yè)中具有巨大的市場空間。
 
　　新一代復合機器人是同時具備“手足眼腦”協(xié)同能力的移動復合機器人，具有更高的場景適應能力和作業(yè)效率。在智能制造、柔性生產(chǎn)中具有廣泛應用前景。
 
　　協(xié)作機器人與復合機器人核心技術包括力位協(xié)同控制、機器視覺、高精度導航與定位、一體化柔性關節(jié)、智能化拖拽示教、安全行為決策、智能控制與決策、人機友好交互、精準抓取等。
 
　　7.物流倉儲機器人
 
　　倉儲物流機器人，進行倉儲機器人的路徑規(guī)劃和任務協(xié)同，可實現(xiàn)數(shù)百臺甚至上千臺機器人同時協(xié)作，完成上架、揀選、補貨、退貨、盤點等任務，包含AMR、AGV機器人、無人叉車等，具有良好的市場價值。
 
　　核心技術涉及多傳感器融合、建圖與定位、引導和導航、避障規(guī)劃、高精運動控制、多機器人集群控制等。
 
　　倉儲物流機器人作為智慧物流的重要組成部分，順應了新時代的發(fā)展需求，是物流行業(yè)解決高度依賴人工、業(yè)務高峰期分揀等瓶頸問題的關鍵突破口。
 
　　8.高端仿生機器人創(chuàng)新平臺
 
　　仿生機器人指基于仿生學的機理、生物結構等特征進行機器人的設計與研發(fā)。通常具有仿生外形或運動特性，例如四足機器人、人形機器人、仿魚水下機器人、仿生撲翼機器人等。
 
　　伴隨著高功率密度關節(jié)、平衡控制、步態(tài)規(guī)劃、人機交互等核心技術快速發(fā)展，使得高性能四足、人形等仿生機器人的落地成為現(xiàn)實。
 
　　伴隨特殊服役、商業(yè)服務、家庭服務等場景的潛在需求，相關融資活動或新品發(fā)布十分活躍。
 
　　9.空間機器人
 
　　空間機器人是指面向太空環(huán)境作業(yè)的機器人。面臨微重力，高真空，大溫差，照明差的惡略環(huán)境，對機器人的性能要求極高。在空間勘測、航天員出倉等作業(yè)中具有重要作用。
 
　　核心技術包括運動控制、柔順控制、軌跡規(guī)劃、無線通訊等。
 
　　隨著我國探月計劃、火星計劃、空間站的建設等規(guī)劃，對空間機器人的需求日益旺盛。相繼發(fā)布了玉兔號、祝融號、空間機械臂等太空機器人。
 
　　10.特殊環(huán)境服役機器人---軍事、消防、農(nóng)業(yè)、核工業(yè)等領域
 
　　機器人在特殊環(huán)境下的服役，在消防救援、電力勘測、農(nóng)業(yè)、核工業(yè)、反恐防暴、國防安全等領域具有巨大的需求，代替人進行危險的作業(yè)或者重復性的操作。
 
　　核心技術包括導航與定位、機器人核心零部件、力位控制、機器視覺、遙操作與精確控制技術等。