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马书根:智能机器人产业化发展要着眼于市场需求

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【摘要】:
人物简介:   马书根,日本立命馆大学教授、博士生导师,北京化工大学特聘教授、天津大学特聘教授、上海大学特聘教授、中科院沈阳自动化研究所特聘研究员,获选中科院百人计划专家、天津市千人计划专家,并于2013年被国家中央组织部列为国家“千人计划”专家。他主要从事新型机器人的机构和控制、生物仿生学、灾难救援机器人等方面的研究。2010年马书根教授当选日本机械学会(JSME)会士、并于2018年当选电气和

 
  人物简介:
 
  马书根,日本立命馆大学教授、博士生导师,北京化工大学特聘教授、天津大学特聘教授、上海大学特聘教授、中科院沈阳自动化研究所特聘研究员,获选中科院百人计划专家、天津市千人计划专家,并于2013 年被国家中央组织部列为国家“千人计划”专家。他主要从事新型机器人的机构和控制、生物仿生学、灾难救援机器人等方面的研究。2010 年马书根教授当选日本机械学会(JSME) 会士、并于2018 年当选电气和电子工程师协会(IEEE) 会士,在学术科技界被认定为权威的荣誉和重要的职业成就。
 
  在首届中国国际博览会上,日本立命馆大学教授、博士生导师,2022 IEEE/RSJ 国际智能机器人和系统会议(IROS 2022)主席马书根教授现身《机器人发展与展望》主题论坛,对智能机器人产业发展进行了一番演讲,并系统地对其所研究的智能机器人系列产品进行了详细介绍,吸引了嘉宾和媒体的目光。《起重运输机械》杂志也因此与马书根教授结缘,后经多次沟通,《起重运输机械》杂志团队对马教授在智能机器人领域的一些观点和看法有了更为深刻的理解,于是形成了下面的专访内容,以飨读者。
 
  《起重运输机械》:您个人在日本留学工作多年,对这个国家的机器人产业也有相对透彻的研究,您能和我们讲讲在机器人产业领域,中日之间的区别吗?
 
  马书根:日本早在1967 年便从美国引进了机器人及相关技术,由此建立了自己的生产线。此后,用了十年的研制开发,再用了十年进行产业普及,又用了十年做系统集成,经过几十年的发展变迁,如今的工业机器人,已经在以汽车、电子电气、机械制造为主的制造业领域得到了大量的普及和应用。经过长时期的技术和应用积累,除了传统的工业机器人,日本在非制造领域使用的机器人也达到了相当高的水平,其中建筑用机器人、仿人机器人、服务机器人、救灾机器人等相关领域的研究也处于世界领先水平。
 
  反观中国,作为在机械行业领域里晚近开发的国家,虽然有较强的后发优势,可以使我国的机械产业领域迅速成长,但毕竟根基相对薄弱。主要问题在于机器人产业的基础零部件实力比较薄弱。一直以来,我国在机器人的产业发展中主推机械人的系统,但在基础零部件投入相对不足。像齿轮、电机、驱动器这些基础零部件基本上还是以国外进口为主。为什么会这样?我认为我们的工艺积累还不够。基础零部件这类的产品要经过长时间的测验、实际应用与反馈,包括对材料、工艺的不断精进和打磨、故障寿命详细分析,才能研制出高质量的基础零部件,这需要长时间的积累过程。要突破这样的瓶颈,我建议相关生产厂家投入更大的精力和更多的时间用心雕琢和研发相关产品,政府协和推进合理机器人产业链形成。现在都在说工匠精神,这种精神就是要体现在基本零部件这些细节上。
 

 
  《起重运输机械》:在智能制造的大环境下,技术的发展创新如何能与机器人产业发展更好地结合呢?
 
  马书根:要回答这个问题,我们首先要明确一个关键词,叫“产业化”。尤其是机器人产业那样的工程应用技术产业,想要把现在创新的技术和科研成果有效甚至高效地运用在产业中去,在科技创新之初,就要考虑到“产业化”的发展。我们不能只为了兴趣或者科研本身而进行创新,这样的创新非常容易与生产脱节,变得华而不实。要考虑到技术创新与实际发展相结合,要做到科技的“产业化”发展,就要避免主观的想当然,不能以研发者兴趣为中心进行创新,而是要立足市场,做好市场调研方面的工作,这是提高科研创新转化率的前提。只有弄清楚真实的市场需求,我们的科研和创新才会有的放矢,才能更大地发挥它的价值。
 



 
  如果说科技研发要着眼于市场和市场调研,那么学术应用就要根植于客户和客户需求。客户明确提出自己的需求,通过学术和技术构建解决需求的整体方案,对时间管控、成本规划、人财物的统筹进行合理建议和调配,以达到最优的投入产出比。这是非常值得仔细讨论和沟通的。
 
  科技的创新以市场实际需求为导向;学术的服务以用户实际需求为导向。如果能做到这些,技术的发展创新才能真正地融入机器人产业,其它行业也是同样的道理。
 
  《起重运输机械》:机器人产业的发展,会对社会劳动力的格局带来哪些变化?
 
  马书根:这个问题似乎在每一次工业革命的时候都会被人们提及。有些声音焦虑地指出,机器人产业的发展会给社会带来动荡,增加社会剩余劳动力,进而形成机器人与社会劳动力的矛盾。我的想法是,机器人或类似智能制造产业的发展,本质上并不是“代替”人类社会,而是“辅助”和“服务”于人类社会。工业革命的本质,是解放人类劳动力,而不是让更多的劳动力迷失。如何使“剩余劳动力”不迷失?就是让智能制造产业开辟出更广阔的“新世界”,在新的格局中,机器人代替原有的劳动力做那些辛苦又复杂的工作,而更多的劳动力转向更幸福、更容易的工作领域,从这个角度上看,机器人产业或智能制造产业的发展,最终取代的是“劳苦大众”的底层输出环境,让更多的人有机会享受更优质的工作和生活。
 
  《起重运输机械》:在今年中国国际进口博览会上展出的智能高端装备中,就有逼真的机械手;在铺天盖地的电视广告中,家居机器人广告也不胜枚举。机器人好像越来越趋于家用和平民化了,您是怎么看待工业机器人和家用机器人的?
 
  马书根:家用机器人和工业机器人本质上不同。工业机器人要求的是高速度,高精度,长寿命。家用机器人要求是成本低,安全性高,人机融合,智能度高。两种机器人是不同产业,虽有很多共有技术,有自己不同的产业链。发那科,安川生产竞争力很强的工业机器人,但是在家用服务机器人方面不一定有其优势。像索尼,panasonic 等家电公司在服务机器人产业应该有其优势。某种意义上讲,家用机器人也可以理解是工业机器人技术的衍生和发展,是集成作业的工业机器人的再细分和再升级。为什么这么说?因为工业机器人和家用机器人的本质区别,在于服务的对象不同——工业机器人面对的是冰冷的货物、机床和生产线,而家用机器人面对的是有血有肉有感情的“人”,这样的区别,使得家用机器人在原有的工业机器人的基本原理和系统上必须细分、延伸和再升级。这种升级,是从简单到复杂、从实用到高度智能化的。只有这样,机器人产品才更容易被家居市场所接受。
 
  未来,我国也面临着人口老龄化趋势,类似于陪伴型机器人或可以简单处理家务的劳动机器人具有相当的市场潜力;同时,教学型机器人和养成类机器人也逐渐被育儿市场所关注,这些市场需求给机器人产业带来了很大的发展空间。如何使工业机器人顺利地与家用机器人衔接过渡,就是非常值得仔细思考的问题。
 

 
  我给出的建议,是建立以专业机器人公司为先锋、以大型企业集团为主力、以高校科研院所为技术实验基地的相互协作的家用机器人开发模式:以专业的机器人公司为先锋,就是要考虑把产业内成熟的工业机器人技术应用到家用机器人中,以缩短开发周期并减少开发成本;以大型企业集团为主力,就是要不断地投资更迭应用技术,通过微电脑技术、现代控制技术和网络数字技术等技术的融合,逐步整合出家用机器人的各种功能;以高校科研院所为技术实验基地,就是要把控科研创新的研发方向看,对准目标市场,不断精细和区革。
 
  另外,关于家用机器人,我还要强调的就是安全标准和规范化方面的问题。工业机器人的安全标准和规范化控制,是为了避免出现生产事故;家用机器人如果出现安全隐患,直接威胁的就是生命个体,不得儿戏。我希望国内的器械产业标准化相关机构能尽快出台家用机器人的安全标准和规范,以健全家用机器人市场。
 

 
  《起重运输机械》:您对我国机器人产业未来发展的预期是什么样的?
 
  马书根:我国的机器人产业发展有一个明显的转变过程:早期发展相对缓慢,主要有三方面的因素,一是中国工业机器人研发的起步较晚,工业基础相对薄弱,导致许多关键零部件主要依赖进口,造成价格和技术含量上难以形成优势,掣肘机器人产业发展;二是我国的基本国情决定的,国家的基层产业发展战略和政策扶持方面缺乏相应的稳定性和连贯性,客观上形成了早期比较落后的局面;三是中国拥有大量的廉价劳动力,从企业的生产成本考量,早期的企业更愿意用廉价劳动力而不是引进先进的机械设备和技术,这在一定程度上抑制了机器人产业的发展。
 
  如今,经过改革开放四十年的发展变迁,机器人产业领域发展有了长足的进步和提升:在技术发展方面,我国已基本掌握了机器人的设计制造技术,掌握了机器人控制系统硬件和软件设计技术,掌握了运动学和轨迹规划技术,生产了一部分机器人关键元件,一系列的工业机器人产业化基地的建设也初具规模;在政策扶持方面,国家倡导“智能制造2025 规划”,引导并鼓励企业将工业机器人与生产实践相结合,鼓励创新研发与实际应用相结合,促使企业把重点放在开发生产适合中国国情的产品和系统上,巩固和发展现有的市场份额,以借鉴学习和自主开发为主,逐步建立和发展由我国自主知识产权的工业机器人产业;在劳动力供应方面,劳动用工制度逐步完善,企业用人成本逐渐提高,也将使企业逐渐认识到引进机器人产品体系是未来成本控制、提升企业生产效率的必要手段,而这也必将推动工业机器人产业发展。我想这都为我国工业机器人产业的腾飞奠定了坚实的基础。总的来说,我对我国机器人产业的未来发展充满信心。
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