真假難辨的仿生機器人、會跳“踢踏舞”的機器狗、可完成骨科手術(shù)的醫(yī)療
機器人、耐高溫的消防偵察機器人……前不久在北京亦創(chuàng)國際會展中心落幕的2022世界機器人大會上，130余家企業(yè)和科研機構(gòu)攜500余件展品亮相，集中展示了機器人在制造、建筑、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、礦山、物流等諸多領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用，不僅讓觀眾真切感受到機器人技術(shù)為生產(chǎn)生活帶來的巨大變化，更成為透視我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢的重要窗口。
下探：向精密加工擴(kuò)展
機器人被譽為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，其研發(fā)、制造、應(yīng)用已成為衡量一個國家科技創(chuàng)新水平和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。國際機器人聯(lián)合會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2021年，全球工業(yè)機器人安裝量創(chuàng)歷史新高，達(dá)到48.7萬臺。機器人產(chǎn)業(yè)正在迎來創(chuàng)新發(fā)展、提檔加速的重要機遇期。
“經(jīng)過產(chǎn)學(xué)研用各界共同努力，中國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展邁上新臺階，已成為全球機器人最大應(yīng)用市場。”工業(yè)和信息化部副部長辛國斌介紹，
工業(yè)機器人正由過去主要從事搬運、上下料等簡單操作，向裝配、打磨、拋光等高精度、高靈敏的精密加工場景擴(kuò)展。
一組數(shù)據(jù)印證了我國工業(yè)機器人不斷向縱深發(fā)展的態(tài)勢：
2021年，我國機器人全行業(yè)營業(yè)收入超過1300億元，工業(yè)機器人產(chǎn)量達(dá)36.6萬臺，比2015年增長10倍，穩(wěn)居全球第一大工業(yè)機器人市場，應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋60個行業(yè)大類168個行業(yè)中類。其中，制造業(yè)機器人密度達(dá)到322臺/萬人，比2012年增長13倍，以工業(yè)機器人為核心的智能制造系統(tǒng)已成為制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的動力之源。
在“機器人+制造”展區(qū)，來自安川首鋼機器人有限公司的7臺藍(lán)色工業(yè)機器人吸引了不少觀眾的注意。工件打碼、
弧焊、恒力打磨、位置識別、涂膠、鉚接……它們靈活揮舞著機械臂，完成了數(shù)十個工藝流程，屏幕上實時顯示著各個工序的電流、電壓、坐標(biāo)、能耗等參數(shù)。據(jù)了解，這套運行高效的機器人已在上百條國內(nèi)新能源汽車領(lǐng)域的電池盒生產(chǎn)線落地使用。
“從型材切割、氣密檢測到完成包裝，只需400秒就能生產(chǎn)出一臺新能源電池盒。”該公司研發(fā)工程師郭超告訴記者，通過引入3D視覺、力控、AMR、5G等技術(shù)，機器人可以精準(zhǔn)感知工件的生產(chǎn)狀態(tài)，各道工序一氣呵成，也便于后期對每一個產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量追溯。
在人工智能、新型傳感、生物仿生、新材料等多種技術(shù)融合驅(qū)動下，機器人向復(fù)雜精密場景滲透的步伐不斷加快。能應(yīng)對角焊縫件、坡口件、圓弧件等不同類型復(fù)雜工件的“智能焊將”，能在列車車底、鐵路鋼軌、輸電線路等不同場景進(jìn)行監(jiān)測的“巡檢尖兵”，能吸附在船板一邊除銹一邊回收廢水的“美容大師”……一批機器人“能工巧匠”不斷突破極限，在替代人們“接手”量大面廣的重復(fù)性工作之后，開始探索完成更多“看似不可能完成的任務(wù)”。
拓寬：應(yīng)用場景百花齊放
大會期間，“機器人+”概念備受關(guān)注。能給豬仔注射疫苗的畜牧機器人、可以自動鋪設(shè)地磚的建筑機器人、有望實現(xiàn)老人陪護(hù)和教育科普功能的仿生機器人……從工廠車間到田間地頭，從浩瀚太空到萬里深海，從國之重器到百姓生活，機器人能力的邊界持續(xù)拓展，在倉儲運輸、醫(yī)療康復(fù)、農(nóng)林畜牧、商業(yè)服務(wù)等領(lǐng)域形成了多樣化的應(yīng)用場景。
北京航空航天大學(xué)研究員、博士生導(dǎo)師陶永表示，疫情之下，各行業(yè)使用機器人的意愿進(jìn)一步提升，“無接觸經(jīng)濟(jì)”為我國服務(wù)機器人市場帶來新需求，加速了服務(wù)機器人向各領(lǐng)域滲透的步伐。最新數(shù)據(jù)顯示，到2024年，隨著新興場景的進(jìn)一步拓展，中國服務(wù)機器人市場規(guī)模將有望突破100億美元。
在眾多場景中，一批已經(jīng)上崗或是即將上崗的“機器人醫(yī)生”無疑是今年的一大熱點。在展區(qū)現(xiàn)場，工作人員向記者展示了天璣Ⅱ骨科手術(shù)機器人的工作原理。
“手術(shù)機器人在骨科手術(shù)中能有效避免人手顫抖的缺陷，減少出血量和手術(shù)損傷，降低患者術(shù)后感染和并發(fā)癥，加速患者康復(fù)。”據(jù)介紹，這款手術(shù)機器人的臨床精度可達(dá)1mm以內(nèi)，應(yīng)用于脊柱和創(chuàng)傷骨科手術(shù)，不僅讓常規(guī)手術(shù)微創(chuàng)化、復(fù)雜手術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，也顯著減少了醫(yī)務(wù)人員的術(shù)中輻射。據(jù)了解，天璣骨科手術(shù)機器人目前已在包括北京積水潭醫(yī)院在內(nèi)的國內(nèi)150余家醫(yī)療機構(gòu)完成了近3萬例手術(shù)。
北京天智航醫(yī)療科技股份有限公司總裁馬敏用“小步快跑”來概括當(dāng)下醫(yī)療服務(wù)機器人行業(yè)的發(fā)展。在他看來，隨著國內(nèi)機器人在算力、
機械臂精度和操控能力等方面具備了一定基礎(chǔ)，醫(yī)療服務(wù)機器人行業(yè)進(jìn)入了百花齊放、百家爭鳴的階段。
縱觀國內(nèi)醫(yī)療機器人市場，已有不少企業(yè)在疾病篩、查、診、療等細(xì)分賽道展開布局。能種植牙齒的口腔手術(shù)機器人、可完成顱內(nèi)活檢的腦出血機器人、能實現(xiàn)關(guān)節(jié)置換的手術(shù)機器人、可幫助殘障人士獨立行走的外骨骼機器人……各種類型的“機器人醫(yī)生”在提高術(shù)中視野清晰度、改進(jìn)手術(shù)流程、提升治療精準(zhǔn)性、最大限度減少患者創(chuàng)傷等方面發(fā)揮了重要作用，描繪出一副充滿想象的“智能醫(yī)學(xué)”新場景。
“未來，醫(yī)療機器人將在臨床中發(fā)揮更大優(yōu)勢。一方面，聚焦解決傳統(tǒng)醫(yī)療手段的痛點，幫助患者得到更好治療，實現(xiàn)更快康復(fù)；另一方面，緩解醫(yī)務(wù)工作者學(xué)習(xí)曲線過長的問題，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源向基層醫(yī)院下沉，為分級診療提供新的解決方案。”馬敏說。
摸高：強鏈補鏈突破瓶頸
盡管我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢良好，但技術(shù)積累薄弱、高端供給缺乏的問題依然存在。核心零部件決定了機器人的質(zhì)量、可靠性和價格。作為機器人的“心臟”和“大腦”，高精密減速器和控制器的成本約占機器人總成本近一半的比例。
“目前，我國機器人產(chǎn)業(yè)的核心零部件進(jìn)口依賴度仍然在七成以上，國產(chǎn)工業(yè)機器人關(guān)鍵零部件相比世界先進(jìn)水平仍落后5年至10年。”北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)管委會副主任劉力指出，加快國產(chǎn)機器人關(guān)鍵核心零部件的研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用，增強我國機器人產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈韌性，對推動機器人產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展至關(guān)重要。
“智慧醫(yī)療的痛點在于技術(shù)積累不足，持續(xù)發(fā)展比較難。”加拿大工程院院士、南方科技大學(xué)講席教授孟慶虎表示，手術(shù)機器人目前只完成了從0到1的階段，未來道路仍然漫長，亟待解決核心關(guān)鍵零部件的國產(chǎn)化以及對增強現(xiàn)實導(dǎo)航、專用機械臂的需求等問題。“從樣機到產(chǎn)品，從產(chǎn)品到商品，每一步都要經(jīng)歷重重考驗，只有擁有原始創(chuàng)新，才能實現(xiàn)引領(lǐng)。”孟慶虎說。
本次大會上，30多家機器人關(guān)鍵零部件企業(yè)帶來了包括控制器、減速器、伺服系統(tǒng)、傳感器及末端執(zhí)行器等核心產(chǎn)品。記者在會上看到，越來越多創(chuàng)新企業(yè)走上“自研”之路，努力突破瓶頸。
目前，國內(nèi)廠商攻克了減速器、控制器、伺服系統(tǒng)等關(guān)鍵核心零部件領(lǐng)域的部分難題，核心零部件國產(chǎn)化的趨勢逐漸顯現(xiàn)。截至2021年年底，機器人領(lǐng)域?qū)＞匦?ldquo;小巨人”企業(yè)數(shù)量達(dá)到了101家，涵蓋了整機核心零部件和系統(tǒng)集成等各類企業(yè)。
杭州申昊科技股份有限公司副總經(jīng)理熊俊杰告訴記者，此前德國單線激光雷達(dá)與美國多線激光雷達(dá)傳感器的進(jìn)口價格昂貴且貨期較長，得益于國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈成熟，采用國產(chǎn)替代后，性能更好、價格更低，且貨期短、售后及時，總體成本下降到原先的20%。
對此，云啟資本合伙人陳昱分析稱，核心零部件
國產(chǎn)化替代加速使得機器人制造成本逐年降低，并得到更廣泛的應(yīng)用。有了量的積累和應(yīng)用場景的反饋，又反過來驅(qū)動上游核心零部件產(chǎn)能和質(zhì)量的進(jìn)一步提升，形成正向循環(huán)。“過去10年，機器人零部件國產(chǎn)化比例迅速提高，到2021年，絕大多數(shù)核心零部件國產(chǎn)化占比超過了50%。”陳昱說。
