中國“機器人微型軍團”引領第三次工業(yè)革命浪潮

時間:2014-08-05

來源:網絡轉載

導語:近年來,我國對機器人研制給予了高度重視,目前,我國已能制造包括制造業(yè)、娛樂、反恐等40多種用途的近百款機器人。東莞市政府已把工業(yè)機器人產業(yè)視為戰(zhàn)略性新興產業(yè)的重中之重,在投資補貼、土地價格等方面提供一系列扶持政策,力爭到2016年工業(yè)機器人產業(yè)規(guī)模達到350億元以上。相比國外的機器人技術,中國起步較晚,產業(yè)市場空間巨大。

2014年6月9日,習近平主席在中國科學院第十七次院士大會、中國工程院第十二次院士大會上作重要講話:“前幾天,我看了一份材料,說‘機器人革命’有望成為‘第三次工業(yè)革命’的一個切入點和重要增長點,將影響全球制造業(yè)格局,而且我國將成為全球最大的機器人市場。國際機器人聯合會預測,‘機器人革命’將創(chuàng)造數萬億美元的市場。由于大數據、云計算、移動互聯網等新一代信息技術同機器人技術相互融合步伐加快,3D打印、人工智能迅猛發(fā)展,制造機器人的軟硬件技術日趨成熟,成本不斷降低,性能不斷提升,軍用無人機、自動駕駛汽車、家政服務機器人已經成為現實,有的人工智能機器人已具有相當程度的自主思維和學習能力。國際上有輿論認為,機器人是‘制造業(yè)皇冠頂端的明珠’,其研發(fā)、制造、應用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標志。機器人主要制造商和國家紛紛加緊布局,搶占技術和市場制高點??吹竭@里,我就在想,我國將成為機器人的最大市場,但我們的技術和制造能力能不能應對這場競爭?我們不僅要把我國機器人水平提高上去,而且要盡可能多地占領市場。這樣的新技術、新領域還很多,我們要審時度勢、全盤考慮、抓緊謀劃、扎實推進。”習主席的講話對我國當前各項科技發(fā)展,包括國防科技的發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略指導意義。

當今世界正處于第三次工業(yè)革命時代,“機器人革命”則是第三次工業(yè)革命引領全球新發(fā)展的切入點和重要增長點。由工業(yè)革命引發(fā)的第一個機器時代是機械的時代,而這回是數字的時代。前者強壯了我們的肌肉,后者則強壯了我們的頭腦。第三次工業(yè)革命的定義是:以數字化、智能制造和新能源、新材料運用為代表的一個新時代。特點之一,即直接從事生產的勞動力數量快速下降,勞動力成本占總成本的比例越來越小,主要體現在機器人的應用越來越廣泛。機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術于一體的現代自動化裝備。“機器人革命”不是一場獨立的革命,而是以數字化、智能化、網絡化為特征的第三次工業(yè)革命的有機組成部分。如果說第二次工業(yè)革命是通過裝備的自動化和標準化實現了機器對人的體力勞動的替代,“機器人革命”則推動了機器對人的腦力勞動的替代,其影響不僅限于工業(yè)生產效率的提升,更在于從根本上克服了傳統工業(yè)生產方式下產品成本和產品多樣性之間的沖突,從而推動了從線性產品開發(fā)流程向并行產品開發(fā)流程的轉變,使工業(yè)產品性能顯著改善、產品功能極大豐富和產品開發(fā)周期大幅縮減。隨著機器人研發(fā)與制造的成本越來越低,功能越來越強大,機器人將出現在越來越多的工作領域,進而取代人類。隨著科技的發(fā)展,工業(yè)機器人、農業(yè)機器人、工程機器人、水下機器人、航天機器人、空間機器人、仿生智能機器人和救災機器人等各種機器人已經“介入”我們工作與生活的各個領域,且扮演著越來越重要的角色。未來,所有繁重、單調、工作環(huán)境惡劣、不利于人類身體健康的工作都將由機器人擔負,以此大大提高生產率,降低差錯率和廢品率,縮短成品時間,使我們的生活更加便捷。

有科學家預計,未來40年內,機器人將取代人類50%的工作,到本世紀末,今天70%的工作可能都會被自動化技術所取代。機器人不僅將在生產方面取代人類,它甚至可以深入人類其他生活領域?!都~約時報》中文網去年10月報道了越來越像人類的機器人陸續(xù)被研發(fā)出來的新聞,它們將執(zhí)行原本由人類完成的各項任務。法國機器人制造商Aldebaran推出一種仿人機器人——羅密歐(Romeo),其工作是照顧老人和幫忙料理家務。有的機器人已經可以根據比賽情況撰寫體育賽事新聞,或者搜集、整理網絡上片段化的文字信息通報公司股票每天的收益表現。即便在那些不能簡單用文書概括的醫(yī)學行當,比如實施外科手術,機器人的身影也越來越多。所以,各行各業(yè)的機器人革命是大勢所趨,這就意味著在“機器人革命”浪潮的蕩滌下,一國產業(yè)競爭優(yōu)勢的內涵、產業(yè)競爭優(yōu)勢所依賴的資源基礎,以及國家間產業(yè)分工形式都將發(fā)生深刻變化。如果我們不能順應這一輪工業(yè)革命的要求,將面臨被淘汰的危險。其中,軍用機器人的發(fā)展更是關系今后國家生死存亡、戰(zhàn)爭勝負的重要方面。

歷史上,高新技術大多首先應用于戰(zhàn)場,軍用機器人也不例外。當前,機器人已經越來越多地用于執(zhí)行軍事任務,將極大地改變戰(zhàn)爭的模式和形態(tài)?,F代戰(zhàn)爭中,武器裝備威力越來越大,戰(zhàn)爭態(tài)勢越來越殘酷,依賴士兵直接作戰(zhàn)的成分比例越來越低。為了保護士兵的生命,無人作戰(zhàn)系統的應用越來越廣泛,各種類型的無人軍用機器人將大量涌現。美國發(fā)表的《21世紀戰(zhàn)爭技術》一文認為:“20世紀地面作戰(zhàn)的核心武器是坦克,21世紀則很可能是軍用機器人。”所以,機器人或許會在未來戰(zhàn)爭中扮演非常重要的角色。未來戰(zhàn)爭將成為“無人化戰(zhàn)爭”,飛機、大炮、坦克、導彈、軍艦等所謂的現代化武器都可能將讓位于地面軍用機器人、空中軍用機器人、水下軍用機器人和空間軍用機器人、微型軍用機器人等外型千姿百態(tài)、尺寸大小不一的軍用機器人。軍用機器人是一種用于完成以往由人員承擔軍事任務的自主式、半自主式或人工遙控的機械電子裝置,它是一種以完成預定的戰(zhàn)術或戰(zhàn)略任務為目標,以智能化信息處理技術和通信技術為核心的智能化武器裝備,它還可以突破人的體能限制和空間限制,全天候、全方位地攻擊敵人,令敵方防不勝防。未來戰(zhàn)爭中,如果我們還停留在用戰(zhàn)士的血肉之軀去戰(zhàn)場上拼殺、用飛機大炮去攻擊敵人的作戰(zhàn)思維和作戰(zhàn)模式階段,那么有可能,仗還沒有開打,己方的戰(zhàn)略目標都已經被敵方配屬的各式軍用機器人占領或摧毀。有科學家已經預言了未來戰(zhàn)爭的各種場面:

一艘最先進的大型航空母艦行駛在海上準備對敵實施軍事打擊,突然,從空中和水下涌來數以萬計的各種微型機器人,小的只有幾厘米,大的不過幾十厘米,但個個裝有高能電子元件或高爆炸藥,遇到攔截后就會自毀爆炸,給對方造成巨大毀傷。它們有的飛入駕駛艙,控制或摧毀駕駛系統;有的飛入指揮艙,控制或摧毀指揮系統;有的則去控制或摧毀艦載導彈、艦載機等武器系統。雖然它們的總重量可能還不如一架艦載機,但足以給航空母艦造成致命創(chuàng)傷,即使這些微型機器人最終被全部捕獲、摧毀,這艘航空母艦恐怕也早已成了一艘“死艦”,無法發(fā)揮作戰(zhàn)效能,只能倉皇撤離或束手就擒。

一個中等國家,突然遭遇到從空中、海上多個方向飛來的幾十萬蝗蟲一樣的微型機器人,它們有的飛到政府首腦機關,有的飛到軍事指揮機關,執(zhí)行定點清除“斬首行動”,摧毀電腦通信指揮系統;有的飛到軍事基地控制或摧毀導彈、飛機,特別是核武器等武器發(fā)射系統;有的飛到輸電、通訊、網絡、金融等各種要害部門的控制中心和管線上,控制或摧毀各種控制指揮系統和主要管線。雖然沒有發(fā)生大規(guī)模激戰(zhàn),沒有多少人員傷亡,但是這個國家已經全面癱瘓,已失去抵抗能力,最終只能繳械投降。而幾十萬微型機器人,一艘大型運輸艦或一架大型運輸機就能裝下,成本也并不高。

這些絕不是單純的科學幻想,更不是聳人聽聞,而是在未來戰(zhàn)爭中即將面對的殘酷現實。

面對全新的戰(zhàn)爭方式,我們必須徹底轉變思維,迎接機器人帶來的挑戰(zhàn)。早在第二次世界大戰(zhàn)期間,德國人就研制并使用了掃雷及反坦克用的遙控爆破車,美國則研制出了遙控飛行器,這些都是最早的機器人武器。隨著科學技術的飛速發(fā)展,軍用機器人的研制也備受重視。二戰(zhàn)以后,現代軍用機器人的研究首先從美國開始。1966年,美國海軍使用機器人“科沃”,潛至750米深的海底,成功地打撈起一枚失落的氫彈。之后,美國、前蘇聯又先后研制出“軍用航天機器人”“危險環(huán)境工作機器人”“無人駕駛偵察機”,等等。這些機器人可以執(zhí)行多種戰(zhàn)斗任務,如拆除地雷和反恐定點清除等。目前,世界上美、英、法、德、日、俄等軍事大國都在抓緊研制各種新型軍用機器人。

從新軍事變革看未來戰(zhàn)場對軍用機器人的應用要求,未來軍用機器人的發(fā)展趨勢是:

其一,陸、海、空、天協同作戰(zhàn),即要求在各軍種分層次、立體化發(fā)展;其二,實施非對稱作戰(zhàn),戰(zhàn)術靈活多變,即一方面要求其微型化,以便適合于單兵使用,另一方面則要求大型化,以便能攜帶足夠多的任務載荷,適應多種戰(zhàn)術需要;其三,獲取“制信息權”,即機器人在功能上要求從傳感器一直到武器投放的整個戰(zhàn)爭環(huán)節(jié)無所不包,并能形成網絡組成機器人作戰(zhàn)群??傊褪且笏鼈兂涑庠趹?zhàn)場的各個角落,既能獨立執(zhí)行任務,又能協同進行作戰(zhàn),同時還要保證有足夠的自主能力、足夠的可靠性和足夠的抗毀性。綜合來說,隨著計算機芯片技術的不斷更新,計算機的信息存儲密度已超過了人腦神經細胞的密度,軍用機器人將會有較高的智能優(yōu)勢。此外,先進技術在機械系統、傳感器、處理器、控制系統上的大量應用,將使軍用機器人具備在指揮決策者通過控制系統對其下達指令后,即可迅速做出反應,并具有完全自主地完成作戰(zhàn)任務的能力。軍用機器人的發(fā)展有著巨大的潛力和廣闊的前景。隨著電子計算機智能模擬水平的不斷提高,信息處理高速化、自動化和適時化技術的不斷完善,智能軍用機器人技術將日趨成熟,人類賦予機器人戰(zhàn)場的職能也將越來越多。

總之,隨著新一代軍用機器人自主化、智能化水平不斷提高并陸續(xù)走上戰(zhàn)場,“機器人戰(zhàn)爭”時代已離我們越來越近。美國《未來學家》雜志預測,到2020年,戰(zhàn)場上的機器人數量將超過士兵的數量。一種高智能、多功能、反應快、靈活性好、效率高的機器人群體,將逐步接管某些軍人的戰(zhàn)斗崗位,機器人成建制、有組織地走上戰(zhàn)斗一線已不再是什么“神話”。美國陸軍上將羅伯特·康恩(RobertCone)在今年1月發(fā)表聲明稱,到2030年時,機器人可能將取代四分之一的美國士兵。聲明表示,這是美國陸軍為變成一支“規(guī)模更小、更具殺傷力、更具可部署性以及更加靈敏的力量”而做出的努力??梢钥隙?,在未來軍隊的編制中,將會有“機器人部隊”和“機器人兵團”。一旦機器人的戰(zhàn)場應用成為現實,將是人類戰(zhàn)爭史的奇跡,也必將改變未來戰(zhàn)爭的模式。

近年來,我國對機器人研制給予了高度重視,目前,我國已能制造包括制造業(yè)、娛樂、反恐等40多種用途的近百款機器人。“東莞市政府已把工業(yè)機器人產業(yè)視為戰(zhàn)略性新興產業(yè)的重中之重,在投資補貼、土地價格等方面提供一系列扶持政策,力爭到2016年工業(yè)機器人產業(yè)規(guī)模達到350億元以上。相比國外的機器人技術,中國起步較晚,產業(yè)市場空間巨大。”東莞市機器人技術協會副會長羅百輝說,當前我們國家的機器人技術在某些方面跟國際水平相當,比如機器人的總體設計,但持重、壽命等指標還有一些差距,某些部件,比如減速器的差距更大。我們要清醒地看到我國機器人產業(yè)發(fā)展面臨的巨大挑戰(zhàn),以及中國面臨核心技術被發(fā)達國家控制等危險。首先,機器人的頂層架構設計和基礎技術被發(fā)達國家控制,在機器人成本結構中比重較大的減速機、伺服電機、控制器、數控系統都嚴重依賴進口,國產機器人并不具備顯著成本優(yōu)勢。其次,存在被低端鎖定的風險。發(fā)達國家不會輕易向中國轉移或授權機器人核心技術、專利,我國機器人企業(yè)通過參與國際標準制定、技術合作研發(fā)進入中高端市場的阻礙很多。令人振奮的是,這些問題現在都已受到國家層面的重視。我們相信,我們國家會在以后的時間里審時度勢、全盤考慮、抓緊謀劃、扎實推進,不斷提升自身科技水平,努力減少在軍用機器人方面與其他西方國家的差距。

近期,由中國天津大學自主開發(fā)的水下無人滑翔機“海燕”在南海北部水深超過1500米的海域通過了測試,創(chuàng)造了中國國產水下滑翔機無故障航程最遠、時間最長、工作深度最大等諸多紀錄。“海燕”有可能被中國海軍改造為新一代水下戰(zhàn)斗/巡邏機器人,“它能像鯊魚一樣在海中巡弋,護衛(wèi)中國艦艇或設在南海的鉆井平臺”。“海燕”可能是未來理想的作戰(zhàn)平臺。首先,未來中國軍工企業(yè)可能大批量制造增強版“海燕”,這種水下機器人能搭載大型傳感器,能探測到距離更遠的蛙人、水雷和潛艇,中國在南海的反潛能力有望實現躍升。此外,它們甚至可能攜帶武器,執(zhí)行水下護衛(wèi)或攻擊任務。這個消息很令人鼓舞。我們必須在這方面下大力氣,決不能在這一輪競爭中再落后。

此外,當前世界各國軍用機器人微型化是一個重要發(fā)展方向。隨著納米技術的不斷發(fā)展,大量微型武器將應用于戰(zhàn)場,神不知鬼不覺地潛入敵方目標內部及關鍵部位,搜集情報甚至直接發(fā)起攻擊。微型化武器擁有特殊優(yōu)勢,未來或許有許多“小鳥”“蒼蠅”出現在戰(zhàn)場上,這些“微型軍團”將會改變未來戰(zhàn)場面貌。美國五角大樓近日研制出一種可以放入口袋的“蜂鳥”偵察機,長度僅16厘米,重量還不及一節(jié)5號電池。它不需要推進器,能像真正的鳥一樣扇動翅膀來獲得動力。美國軍方希望利用安裝在上面的微型攝像機在戰(zhàn)區(qū)偵查敵人的位置,而不會被發(fā)現。美國一家科研機構還培育了一種“蟲子”,長約7厘米,它“五臟”俱全,裝載有多種偵察設備及能置人于死地的病毒和高能炸藥,可執(zhí)行多種任務。由于它們數量很多,通常采取“群”戰(zhàn)術,既能實施“戰(zhàn)略”打擊也能實施“定點清除”。還有一種體積很小、重量不到10千克的衛(wèi)星,它有一個很好聽的名字——“麻雀衛(wèi)星”。雖然這些“小不點”看起來很不起眼,但它們的功能卻很強大,可及時跟蹤敵方國家尖端、敏感的武器裝備,能直接向己方部隊提供信息,包括戰(zhàn)場圖像,也可與超級計算中心相連建成“太空”因特網,能為己方地面部隊提供遠距離通信和超光譜成像。如果將800多顆這樣的“小不點”合理部署在太空軌道上,就能保證時刻對地球上任意目標進行連續(xù)不斷的偵察和監(jiān)聽。

這些軍用機器人技術的發(fā)展與應用,都應該引起我們高度的警覺和重視,及時研究對策。同時,中國發(fā)展軍用機器人也應審時度勢,以發(fā)展多功能微型機器人為重點。因為微型機器人重量輕、耗材少、造價低,功能卻非常強大,能夠成為非對稱戰(zhàn)爭中制勝強敵的重要武器。

總之,隨著第三次工業(yè)革命時代的到來,“機器人革命”將進一步改變世界,改變未來的戰(zhàn)爭形態(tài)。我們必須緊跟時代步伐,全力迎接機器人技術發(fā)展與應用帶來的嚴峻挑戰(zhàn)。未來的中國,必須擁有世界上最強大的“機器人軍團”!

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