世界机器人未来大格局pdf/doc/txt格式电子书下载

书名：世界机器人未来大格局pdf/doc/txt格式电子书下载

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作者：王喜文著

出版社：电子工业出版社

出版时间：2016-01-01

书籍编号：30390935

ISBN：9787121277795

正文语种：中文

字数：37487

版次：1

所属分类：互联网+-人工智能

版权信息

书名：世界机器人未来大格局

作者：王喜文

ISBN：9787121277795

版权所有 · 侵权必究

序

近年来，随着新一代信息技术、大数据和人工智能的发展，基于云计算、大数据、物联网的智能机器人将在各个领域广泛应用，机器人技术（Robot Technology）时代也将随之到来。防恐、火灾救援机器人，危险操作岗位工作不断被机器人所替代……科幻电影里的一幕幕场景，正在真真切切地走进我们的现实生活。

世界经济增长引擎也即将由IT（信息技术）、DT（数据技术）进入RT（机器人技术）时代，智能机器人将成为各行各业，以及家庭个人消费者的核心终端产品。根据国际机器人联盟（IFR）的数据显示，仅仅是家用机器人在2012年全球消费总额已经达到16亿美元，2013～2016年估计会有2200万台智能家庭机器人得到销售。

机器人是制造业“皇冠顶端的明珠”。2014年6月9日，习近平总书记在两院院士大会上明确提出要求：“我们不仅要把我国机器人水平提高上去，而且要尽可能多地占领市场。”2015年11月，国务院总理李克强在世界机器人大会批示中指出：“中国正在实施创新驱动发展战略，大力推动大众创业、万众创新和‘互联网+’、‘中国制造2025’，这将有力促进机器人新兴产业的成长，创造世界上最大的机器人市场。”

事实上，我国一直重视机器人产业。在《中国制造2025》规划中，机器人和高档数控机床便被列为需大力推动实现突破发展的十大重点领域。并计划到2025年，将我国机器人产业培育成为具有国际竞争力的先导产业，建立完善的机器人产业体系，成为世界领先的机器人研发、制造和系统集成中心，下一代机器人研发与产业化实现明显突破，具备自主知识产权的服务机器人实现批量规模生产，并在人民生活、社会服务和国防建设中普及应用。

放眼未来，机器人产品也将成为一个国家工业水平的象征。随着信息化和工业化的不断融合，以机器人科技为代表的智能产业将蓬勃兴起，也促进我国机器人产业步入新时代，成为影响世界机器人产业未来大格局的一股强大力量。

王喜文的《世界机器人未来大格局》是顺应当前热点的有价值的著作。全书理论分析深刻、新意迭见、中西结合、旁征博引，显示出作者阅历之广和理论功底之深。作为同行者，我乐意为他的新著作序，推荐此书。

广东省机器人协会执行会长，资深社会组织管理专家

任玉桐

2015年12月18日于广州

前言

近三年来，发达国家纷纷将机器人视为经济增长的推动力。2012年韩国发布《机器人未来战略2022》，希望进入全球前三强；2013年美国发布《机器人发展路线图》，提出机器人发展的九大重点领域；德国发布《工业4.0战略》，让机器人接管工厂；法国发布《机器人行动计划》，推出机器人发展九大措施；2014年英国发布《机器人和自主系统战略2020》，希望占据全球机器人10％的市场份额；2015年日本发布《机器人新战略》，希望实现创新、应用和市场三个世界第一的目标。尽管这些发达国家对机器人提出的目标各不相同，但是有一点是一致的，那就是——大力推广各个领域广泛应用机器人，使机器人遍及社会各个角落。

发达国家这些举措的背景之一是，伴随人工智能的快速发展与新一代信息技术的高级化，信息的联网，物理的联网，信息物理系统的融合正在不断现实化。发达国家意识到了这个巨大的变化，开始谋划抢占新一轮工业革命的先机，掌控智能机器人应用的主导权。而我国是全球最大机器人应用市场，未来也将大规模应用更高端的智能机器人。

2015年5月，国务院发布了《中国制造2025》。《中国制造2025》并不是一个一般性的行业发展规划，而是着眼于整个国际国内的经济社会发展、产业变革大趋势所制定的一个长期战略性规划，不仅要推动传统制造业的转型升级和健康稳定发展，还要在应对新技术革命的发展当中，实现高端化的跨越发展，是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。机器人也出现在了《中国制造2025》的十大重点领域之内。如何做好机器人未来规划与中国制造2025的衔接，将是影响我国未来机器人产业发展的重要课题。

机器人是一个“高大上”的领域，以前与我的学科没有太大关联。但是，随着机器人技术的进步，未来是软件定义的机器人，再加上日本是机器人第一大国，所以为日本开发10余年计算机软件的我，居然开始与机器人有了密切的关联。

王喜文

2015年10月10日

伴随技术的创新，商业模式的变化，机器人自身也不断地发生着剧变。

首先，机器人从单体作业机器人正在向自主学习、自律行动的机器人发展。除了传感器技术，软件信息处理能力的提升等各种技术进步之外，深度学习等人工智能技术（图像与语音识别、机械学习）的跨越式发展，也推动了机器人自身能力进一步提升，使机器人能够不断从事更加高级工作。

其次，机器人以往被单向控制，而如今机器人自己存储各种数据、自己应用数据，形成了开创新服务的附加值。由此看来，机器人正在向替代计算机或者手机的“信息终端化”演变，并将在我们日常生活的各个角落内得到应用，如日常通信、家政生活服务等领域。

最后，机器人将从不同功能的独立单体，向相互联网，协同合作的机器人发展，也就是“网络化”的趋势。未来，机器人将不仅仅是一个单体，而将成为各种系统，随物联网社会的到来，机器人的重要性正日益增强。

第一章 机器人的新定义

机器人的发展变迁

从机器人发展历程上看，最先成熟，最先大规模得到应用的是工业机器人，因为它的功能比较单一，基本是为了完成一项简单重复性的工作。

“工业机器人”则来自美国人乔治·德沃尔（Georg C.Devol）1954年注册的专利Programmed Article Transfer。其中描述了示教再现机器人的概念——通过示教（Teaching）与再现（Playback）能够取放物品（Put and Take）的机械。这种机械能按照不同的程序从事不同的工作，因此具有通用性和灵活性。

根据这一专利，1958年美国Consolideted Control公司研制成第一台数控工业机器人原型机——Automatic Programmed Apparatus，随后1962年美国Unimation公司和AMF公司都推出了示教再现机器人的试作机（表1-1）。

20世纪60年代正是日本经济高速增长的阶段，劳动力人口出现了严重不足，迫切需要工业机器人来弥补。于是，1967年日本首次从美国进口了示教再现机器人，并自此开始了工业机器人的自主研发和量产。

工业机器人主要是替代工人的一些危险性作业、污染环境中工作或者简单重复性工作，其目的在于提升生产安全性和提高产品质量，从而提升生产效率，因此得以在制造业领域广泛被采用。

表1-1 机器人大事记

资料出处：日本机器人工业协会（JARA）

通常认为，工业机器人是在20世纪70年代开始“量产化”的，1980年是“普及元年”，20世纪80年代也因此诞生了柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS），工厂自动化（Factory Automation，FA）等新型生产系统。因此，传统的大规模生产时代，开始向中批量中种类、小批量多种类生产时代变迁。正是因为机器人相对于传统自动机更具广泛性，在新一代生产系统中发挥着核心作用，因此机器人产业得以快速发展。

机器人的新定义

百度百科的解释：机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则、纲领行动。它的任务是协助或取代人类的工作，如生产业、建筑业或危险工种。

实际上，机器人这个词的诞生最早可以追溯到20世纪初。1920年原捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中，根据Robota（捷克文，原意为“劳役、苦工”）和Robotnik（波兰文，原意为“工人”），创造出“机器人”这个词。

我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高级灵活性的自动化机器。”

近年来，随着传感器、人工智能等技术进歩，机器人正朝向与信息技术相融合的趋势发展。由此诞生的“自律化”、“数据终端化”、“网络化”等世界领先技术的机器人正在全世界范围内不断地获取数据、获得应用，形成数据驱动型的创新。机器人在这一过程中，在制造、服务领域带动产生新附加值的同时，还将成为在各种信息传达、娱乐和日常通信领域带来极大变革的关键设备。

机器人概念也将发生变化。以往，机器人主要是指，具备传感器、智能控制系统、驱动系统等3个要素的机械。随着数字化的进展、云计算等网络平台的充实，以及人工智能技术的进步，一些机器人即便没有驱动系统，也能通过独立的智能控制系统驱动，来联网访问现实世界的各种物体或人类。未来，随着物联网世界的进化，机器人仅仅通过智能控制系统，就能够应用于社会的各个场景之中。那样一来，只有兼具3个所有要素的机械才能称为机器人的定义，将有可能发生改变。也就是说，下一代机器人将会涵盖更广泛的概念。以往并未定义成机器人的物体也将机器人化。例如，无人驾驶汽车、智能家电、智能手机、智能住宅等也将成为机器人之一。

从工厂到日常生活，机器人应用更加广泛。

第二章 机器人的新意义

促进制造业转型升级

一方面，人口红利正在消失，人工成本不断提高，使许多原本利润微薄的企业几乎没有了利润，而大量的人工操作，也不利于质量控制和企业管理；另一方面，机器人技术正在快速发展，价格不断下跌。正因为如此，制造业的许多工厂开始加快用机器人取代工人的步伐，也就是“机器换人”。

毫无疑问，“机器换人”可大幅提高劳动生产率。“招工难”也已成为近年的普遍现象，特别是在劳动密集型企业表现得尤为突出，北京、上海、深圳、广州等一线城市劳动力市场频现“用工荒”。而一个机器人则相当于三个人。因为，工人是8小时工作制，而机器人可以24小时不间断工作（见图2-1）。

另外，数据显示，2000年以来，我国城镇单位就业人员平均工资始终保持每年10％以上的增长，2013年全国城镇非私营单位就业人员年平均工资达到51474元，与2012年相比，名义增长了10.1％。而机器人则不需要支付工资。如果按照购买价格除以使用年限来计算“工资”的话，相当于每月不到1000元的工资成本（见图2-2）。

图2-1 一个机器人的工作量相当于三个人

资料出处：日本软银公司（作者改译）

图2-2 2050年的工资水平估测

资料出处：日本软银公司（作者改译）

可以说，“机器换人”将弥补大量制造业劳动力，缓解“用工荒”现象。以浙江省为例，2012年浙江省提出“全面机器换人战略”，预计到2017年全省3.6万家规模以上工业企业全面完成“机器换人”的现代化技术改造。按照省政府估算，到2017年规模以上企业基本完成“机器换人”后，浙江省社会劳动生产率将由2014年年末的10万元/（人年）上升至14万元/（人年），三年增幅达到40％。

“机器换人”是以现代化、自动化的装备提升传统产业，推动技术红利替代人口红利。通过“机器换人”不仅能够提高劳动生产率、解决用工难题，还能提升职业健康和安全生产水平，将成为工业企业转型升级的必然选择。

因此，各地纷纷出台“机器换人”行动计划。2013年11月，浙江嘉兴市发布《嘉兴市2014年度“机器换人”专项行动方案》；2013年12月，浙江杭州市发布《关于开展“机器换人”工作三年行动计划（2013－2015）》；2014年7月，佛山市顺德区发布《关于推进“机器代人”计划—全面提升制造业竞争力实施办法》；2014年8月，东莞市政府发布《东莞市推进企业“机器换人”行动计划（2014－2016年）》（见图2-3）。尤其是2014年，随着“东莞一号文件”及各项扶持政策的出台，“机器换人”在珠三角的制造业重镇——东莞打响了“第一炮”，并在全国掀起了一场“机器换人”的浪潮。通俗来讲，“机器换人”就是在用工紧张和资源有限的情况下，通过提升机器的办事效率，来提高企业的产出效益。“机器机械人”是以“现代化、自动化”的装备提升传统产业，利用机械手、自动化控制设备或流水线自动化对企业进行智能技术改

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