“機(jī)器人為中國(guó)足球圓夢(mèng)世界杯！”

獲得國(guó)外媒體如此贊譽(yù)的，是前不久中國(guó)代表隊(duì)在荷蘭第十七屆RoboCup機(jī)器人世界杯上斬金奪銀的優(yōu)異表現(xiàn)：在有美國(guó)、德國(guó)、日本、中國(guó)等約40個(gè)國(guó)家和地區(qū)的500支隊(duì)伍激烈角逐的本屆比賽中，中國(guó)代表隊(duì)獲得四項(xiàng)冠軍、一項(xiàng)亞軍。

“這是很了不起的成績(jī)。”中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室主任、中國(guó)RoboCup委員會(huì)主席陳小平教授認(rèn)為，中國(guó)在世界機(jī)器人版圖上的地位已經(jīng)變得越來(lái)越重要。

但比賽并不能說(shuō)明一切。在機(jī)器人進(jìn)入智能時(shí)代后，后發(fā)的中國(guó)能否趕超發(fā)達(dá)國(guó)家？

研發(fā)機(jī)器人的終極目標(biāo)不是戰(zhàn)勝人類，而是服務(wù)人類

自1939年西屋電氣公司展出其家用機(jī)器人之后，其性能不斷提高，進(jìn)一步激發(fā)了人類的想象力：機(jī)器人能否戰(zhàn)勝真人？

懷著這樣的雄心壯志，RoboCup國(guó)際聯(lián)盟于1996年宣告成立，并于次年在日本名古屋舉辦了首屆世界杯機(jī)器人足球賽。“最初的任務(wù)，是機(jī)器人足球隊(duì)到2050年能戰(zhàn)勝人類的世界杯足球賽冠軍隊(duì)”。

從1997年首屆杯賽開(kāi)始，世界杯機(jī)器人足球賽每年舉辦一次，目前比賽項(xiàng)目陸續(xù)擴(kuò)展為三大系列——機(jī)器人足球、救援機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人；比賽的名稱，也從2003年起改為“機(jī)器人世界杯”。

據(jù)陳小平介紹，機(jī)器人比賽是涉及機(jī)器人學(xué)、人工智能、機(jī)電一體化、通訊、視覺(jué)與傳感、精密機(jī)械和仿生材料等諸多領(lǐng)域的高技術(shù)對(duì)抗，是一個(gè)國(guó)家信息與自動(dòng)化技術(shù)綜合實(shí)力的體現(xiàn)。

2000年，中國(guó)科大藍(lán)鷹隊(duì)成為我國(guó)歷史上第一支進(jìn)入機(jī)器人世界杯的研究團(tuán)隊(duì)，參加了在澳大利亞墨爾本舉行的第四屆杯賽仿真組比賽。2007年科大藍(lán)鷹在第十一屆世界杯上獲得二金一銀，總成績(jī)排位世界第一。

今年6月，在荷蘭舉行的第十七屆RoboCup機(jī)器人世界杯上，中國(guó)代表隊(duì)斬獲頗豐：中國(guó)科大“藍(lán)鷹”機(jī)器人在仿真2D組以不敗戰(zhàn)績(jī)?cè)俣葕Z冠，該校智能服務(wù)機(jī)器人“可佳”獲得亞軍；浙江大學(xué)、南京郵電大學(xué)、北京信息科技大學(xué)則分別在小型組、3D組、中型組中奪冠。

面對(duì)這樣的佳績(jī)，陳小平頭腦清醒：戰(zhàn)勝人類世界杯冠軍隊(duì)已不是機(jī)器人研究的終極目標(biāo)，目前世界各國(guó)開(kāi)始大力研發(fā)智能機(jī)器人，以服務(wù)人類造福人類。

機(jī)器人進(jìn)入智能時(shí)代，中國(guó)研究水平快速提升

自20世紀(jì)60年代中期開(kāi)始，美國(guó)麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)、英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)等陸續(xù)成立了機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室。

1968年，美國(guó)斯坦福研究所研發(fā)成功世界上第一臺(tái)智能機(jī)器人Shakey。

什么是智能機(jī)器人？

據(jù)陳小平介紹，機(jī)器人可分為傳統(tǒng)機(jī)器人和智能機(jī)器人兩類。傳統(tǒng)機(jī)器人是具有執(zhí)行程序能力和操作功能的機(jī)器人，只能在規(guī)定的環(huán)境中重復(fù)執(zhí)行相對(duì)簡(jiǎn)單的規(guī)定動(dòng)作。目前國(guó)際上已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用的工業(yè)機(jī)器人大多屬于此類。

“智能機(jī)器人所處的環(huán)境往往是未知的、變化的和難以預(yù)測(cè)的，因此需要具備感覺(jué)、行動(dòng)和思考三個(gè)要素，即能感知識(shí)別環(huán)境狀態(tài)，具有學(xué)習(xí)能力，能根據(jù)獲得的信息進(jìn)行思考和規(guī)劃，從而對(duì)外界作出適應(yīng)性反應(yīng)。”陳小平說(shuō)，相比傳統(tǒng)機(jī)器人“吃苦耐勞”、“力大無(wú)窮”等品質(zhì)而言，“智能”是更令人向往的能力。

據(jù)了解，西方發(fā)達(dá)國(guó)家，特別是美國(guó)、日本和德國(guó)，在人工智能與智能機(jī)器人研究領(lǐng)域有著長(zhǎng)期的積累，占有明顯優(yōu)勢(shì)，許多國(guó)際一流大學(xué)和著名企業(yè)都是機(jī)器人世界杯上的?？?。近年來(lái)，中國(guó)高校、研究機(jī)構(gòu)也紛紛進(jìn)入機(jī)器人研究領(lǐng)域，研究水平得到快速提升。

在本屆機(jī)器人世界杯上，服務(wù)機(jī)器人組共有21支參賽隊(duì)，科大“可佳”由于受到網(wǎng)絡(luò)通訊原因的影響而痛失奪冠良機(jī)，但在包括“室內(nèi)清潔”、“酒吧服務(wù)”和“超市購(gòu)物”等在內(nèi)的共9項(xiàng)主體技術(shù)測(cè)試中獲得總分第一。這是歷史上第一支美國(guó)、德國(guó)、日本之外的團(tuán)隊(duì)在服務(wù)機(jī)器人主體測(cè)試中排位第一，標(biāo)志著我國(guó)智能服務(wù)機(jī)器人的研究水平已進(jìn)入世界先進(jìn)行列。

據(jù)介紹，科大“可佳”的智能主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：一是語(yǔ)義理解，即機(jī)器人能理解包括英語(yǔ)、漢語(yǔ)在內(nèi)的一些自然語(yǔ)言句子，從而與用戶建立起直接的關(guān)系，能通過(guò)人機(jī)交互來(lái)理解用戶指令和需求；二是環(huán)境建模，即機(jī)器人能夠觀察、識(shí)別外在環(huán)境并對(duì)環(huán)境進(jìn)行分析和判斷；三是自動(dòng)規(guī)劃，即機(jī)器人的行為不局限于對(duì)外界刺激的反應(yīng)，而是通過(guò)自主規(guī)劃來(lái)確定行動(dòng)步驟；四是學(xué)習(xí)能力，即機(jī)器人通過(guò)多種學(xué)習(xí)手段獲取新技能和新知識(shí)，從而不斷提高其性能。

經(jīng)過(guò)多年的研發(fā)，中國(guó)科大機(jī)器人團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在上述四種智能機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)中取得重要進(jìn)展。今年6月，聯(lián)想集團(tuán)發(fā)布消息，將與中國(guó)科大聯(lián)手研發(fā)“生產(chǎn)線機(jī)器人”，此舉將有力地推動(dòng)機(jī)器人科研成果盡快轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。

中國(guó)將成為全球最大機(jī)器人市場(chǎng)，但在規(guī)?；邪l(fā)和應(yīng)用方面還有很長(zhǎng)的路要走

陳小平說(shuō)，金融危機(jī)后，美歐澳等發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛提出“再工業(yè)化”路徑，實(shí)施制造業(yè)振興計(jì)劃。在此背景下，中國(guó)在生產(chǎn)制造領(lǐng)域的地位面臨新的挑戰(zhàn)。

北京航空航天大學(xué)機(jī)器人研究所所長(zhǎng)王田苗教授表示，在勞動(dòng)力成本上升、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈及新技術(shù)突破等背景下，機(jī)器人市場(chǎng)需求愈發(fā)強(qiáng)勁，作為制造大國(guó)的中國(guó)更是如此。

有數(shù)據(jù)表明，2004年以來(lái)，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人新安裝量增長(zhǎng)率一直保持在40%以上。國(guó)際機(jī)器人聯(lián)盟（IFR）則預(yù)測(cè)，2014年中國(guó)將成為全球最大的機(jī)器人市場(chǎng)。但是，由于我國(guó)機(jī)器人生產(chǎn)的規(guī)?；潭鹊?，機(jī)器人成本和定價(jià)高，機(jī)器人性能不夠穩(wěn)定，如此巨大的市場(chǎng)卻并不主要掌握在中國(guó)人自己的手中。

為此，王田苗建議國(guó)家應(yīng)在高端制造領(lǐng)域長(zhǎng)期投入，實(shí)現(xiàn)部件國(guó)產(chǎn)化、自主化，大幅降低成本和定價(jià)，促進(jìn)我國(guó)工業(yè)機(jī)器人規(guī)?；瘧?yīng)用時(shí)代的到來(lái)。

不過(guò)，也有專家認(rèn)為，在國(guó)外企業(yè)占據(jù)壟斷地位的格局下，我國(guó)機(jī)器人傳統(tǒng)發(fā)展模式的空間較小，難以形成真正的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

“智能機(jī)器人是未來(lái)技術(shù)發(fā)展的制高點(diǎn)，是未來(lái)新興產(chǎn)業(yè)的支撐點(diǎn)。”陳小平認(rèn)為，面對(duì)小批量、多品種和客戶定制等新的生產(chǎn)模式，以及中國(guó)大批中小企業(yè)的技術(shù)需求，傳統(tǒng)機(jī)器人已經(jīng)難以勝任。因此，在大力推動(dòng)工業(yè)機(jī)器人規(guī)模化應(yīng)用的同時(shí)，促進(jìn)智能機(jī)器人的研發(fā)與應(yīng)用，是我國(guó)在機(jī)器人領(lǐng)域中趕超國(guó)際水平的最佳選擇和必經(jīng)之路。

據(jù)介紹，我國(guó)一些有較強(qiáng)實(shí)力的企業(yè)正在加大投資，開(kāi)展機(jī)器人硬件及核心部件，如電機(jī)和減速器的研發(fā)。“但中國(guó)的工業(yè)基礎(chǔ)比較落后，要有所突破，還須另辟蹊徑，比如找到不依賴傳統(tǒng)工業(yè)基礎(chǔ)的硬件生產(chǎn)路徑。”陳小平認(rèn)為，相比而言，我國(guó)機(jī)器人軟件研發(fā)水平與國(guó)際差距相對(duì)小一些，但在規(guī)?；邪l(fā)和應(yīng)用方面，還有較長(zhǎng)的路要走。

“加強(qiáng)協(xié)同創(chuàng)新和系統(tǒng)集成相當(dāng)重要。”陳小平舉例說(shuō)，美國(guó)波士頓動(dòng)力公司研制的智能機(jī)器人，其獨(dú)特的技術(shù)路線最初并不被多數(shù)人看好，但在美國(guó)國(guó)防部高級(jí)計(jì)劃局的資助下，已在四足機(jī)器人上取得重大突破，目前正在動(dòng)員全國(guó)力量做軟件，這種軟件集成大量技術(shù)，可控制機(jī)器人在復(fù)雜真實(shí)環(huán)境中完成挑戰(zhàn)性任務(wù)，一旦取得突破，將從根本上改變國(guó)際機(jī)器人戰(zhàn)略格局。而國(guó)內(nèi)的風(fēng)氣傾向于高認(rèn)同、低風(fēng)險(xiǎn)和各自為戰(zhàn)，不被多數(shù)人看好的構(gòu)想往往得不到有效支持，企業(yè)、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)之間更是缺乏必要銜接，即使不同研究團(tuán)隊(duì)在各自方向上取得局部突破，也會(huì)因?yàn)槿狈f(xié)同和集成，很難取得以點(diǎn)帶面全面突破的效應(yīng)。

“因此，智能機(jī)器人要想取得突破，不僅要從硬件上加快突破，還要從國(guó)家層面加強(qiáng)協(xié)同創(chuàng)新和系統(tǒng)集成。”陳小平認(rèn)為，只有這樣，在從“中國(guó)制造”向“中國(guó)創(chuàng)造”的轉(zhuǎn)型過(guò)程中，智能機(jī)器人才能真正成為一個(gè)著力點(diǎn)和突破口。