歐洲機器人技術研發的創新戰略初探

施云燕

摘 要：機器人技術和產業的發展已成為世界各國搶占新制高點的又一新興領域，很多發達國家都已將發展機器人上升為國家戰略。歐洲各國在歐盟委員會的組織和推動下，也采取了非常積極的戰略舉措，其機器人研發呈現出自身的特點和優勢，值得我國借鑒和學習。

關鍵詞：機器人；自動化；技術研發；創新戰略

中圖分類號：TP 24 文獻標識碼：A 文章編號：1672-7312（2016）05-0473-04

在工業化的進程中，有兩樣東西一直是利劍，分別是機器和自動化。機器導致機械化，取代體力勞動者。自動化增加了傳感器和軟件，取代腦力勞動者。這是人類與機器關系的前沿，機器人將執行信息交互、感應和驅動、決策制定、學習和預測。這似乎還是未來的事，但實際上已在發生，并且已成為當前世界各國搶占新制高點的又一新興領域。

1 全球范圍內發展機器人技術的戰略意義和戰略部署

1.1 發展機器人技術對各國的重大戰略意義

在德國所稱的“工業4.0”時代或美國所稱的“工業互聯網”時代，機器人技術正在發揮著日益重要的作用。根據不久前麥肯錫公司的預測，到2025年，機器人在制造業服務產業應用創造的產值為1.7萬億～4.5萬億美元。對于美國、歐洲等發達國家和地區，機器人作為一個戰略新興產業，對其占領新的制高點正在作出重要貢獻。對于我國及其他亞洲新興國家而言，機器人產業將有助于國家跨越發展戰略的實施，為制造商帶來生產工業互聯網設施原件的機會。對于一些正在面臨人口結構快速老齡化，熟練制造工人大量減少的國家如英國、意大利和中國而言，機器人技術的發展能夠抵消甚至扭轉不利的高級人口結構對經濟增長的影響。此外，機器人技術的發展還將催生制造業的第四次轉移大潮。分別發生于上世紀50年代、60和70年代、80年代的前3次轉移潮，其轉移路徑為從技術領先的國家向技術相對落后國家擴散，從勞動力成本高的地區向勞動力成本低的地區轉移。但隨著發展中國家人口紅利漸漸消失，人力成本不斷上升，機器人替代是未來全球制造業的發展方向。當使用機器人的成本降低，以機器人替代人力更為劃算時，這條軌跡也許會逆轉，制造業將部分回歸技術領先國家。

1.2 世界各國在發展機器人技術上的戰略部署

目前，世界上約有50個國家和地區正在發展機器人技術，美、德、英、日、韓等發達國家更是將發展機器人上升為國家戰略，抓緊布局，搶奪技術和市場戰略制高點。美國先后于2009年和2013年連續發布機器人技術路線圖，2010年發布《機器人戰略白皮書》，2011年啟動國家機器人計劃（NRI），對研究開發、制造和應用機器人進行了全面深入研究和系統布局。2014年7月，英國政府發布首個機器人戰略RAS 2020，并提供財政支持，確保其機器人產業能夠和全球領先的國家競爭。英國政府希望通過RAS 2020戰略，使其能夠在2025年獲得屆時估值約1 200億美元的全球機器人市場10%的份額。日本2001年制定了機器人技術長期發展戰略，2014年制定了發展和普及機器人的5年計劃，發布首部《機器人白皮書》，其中預測，醫療、護理等服務行業機器人將進一步普及，2020年市場規模預計為現在的3倍以上，達到約2.8萬億日元（約合1 700億元人民幣）。韓國政府將服務機器人列為未來發展的10大“發動機”產業之一，于2008年9月發布實施了《智能機器人開發與普及促進法》，并基于此法分別于2009年和2014年先后2次發布智能機器人開發5年計劃，2012年出臺機器人發展10年計劃《機器人未來戰略戰網2022》，對機器人技術的發展給予重點扶持。

2 歐洲機器人技術的研發戰略和特點

機器人的研發創新和產業發展被歐盟視為保持區域經濟持續發展，提升地區核心競爭力的關鍵性領域，也是歐盟數字議程和第七研發框架計劃資助支持的重點優先領域。歐盟第七研發框架計劃（2007—2013年）投入機器人的研究經費達7億歐元，涉及機器人的R&D&I項目約達130項，參加的組織多達500家左右。在第八框架計劃“2020地平線”中，歐盟投入機器人的研究經費進一步提升，達9億歐元。此計劃強調通過公私合作（PPP）的方式，把機器人技術的基礎科學研究與市場應用開發聯系起來，從而更好地惠及社會公眾。此計劃的目標是幫助歐洲在全球機器人市場中占領領導地位，同時也將幫助決策者解決機器人在社會應用中法理和倫理問題。2014年6月，歐盟啟動了歷史上全球最大的民用機器人研發計劃——“火花”計劃，計劃到2020年投入28億歐元研發民用機器人，預計有200多家企業及機構、1.2萬研發人員參與其中。2015年5月，歐盟進一步制定了“火花”計劃的戰略研究議程：開發保持機器人行業世界領先地位的技術和能力，解決主要經濟和社會挑戰，在歐盟范圍內建立所有核心機器人技術領域的全球領先能力，建立研究領域與行業的強大聯系并完全發揮其潛能，通過提高設計和開發系統研發以機器人為基礎的產品。

1）歐洲各國機器人發展區域特色鮮明，在軟件開發和硬件開發方面尤其如此。

機器人技術在歐洲各國中，以德國為代表的西歐地區的機器人發展水平明顯高于其他各國，如德國的庫卡、克魯斯、百格拉、斯圖加等機器人公司都屬于歐洲非常有實力的企業。相對而言，瑞典、芬蘭等北歐地區盡管也不乏瑞典ABB公司等實力強勁的企業和科研院所，但其機器人發展的總體水平與西歐存在一定差距，特別是在機器人硬件方面。西北歐地區的機器人研發優勢和專長主要在于軟件開發。瑞典皇家理工學院、阿爾托大學、代爾夫特大學、特溫特大學等，其研發都主要集中在軟件開發方面，而研發所使用的硬件設備大都購自庫卡、ABB等公司。即便在硬件開發方面擁有強大實力的瑞典ABB公司，也十分注重軟件的研發，提供從最初的編程到現場調試再到后期服務等一整套軟件系統開發方案。此外，在機器人研發應用方面，以德國為代表的西歐國家相對而言在工業機器人方面具有較強優勢，而瑞典、芬蘭等北歐國家更加注重醫療服務、家庭護理等服務機器人領域。同時，各個國家的機器人研發都具有鮮明的區域特色，如芬蘭阿爾托大學研發的林業伐木機器人、荷蘭特溫特大學研發的管道檢測機器人，代爾夫特大學研發的歸置分類機器人等，都是服務于當地的實際需求研發出來的機器人產品。

2）歐洲國家協同創新的特點突出，注重開展國家交流與合作，歐盟在其中發揮了重要作用。

長期以來，歐盟委員會在推動歐洲各國跨區域合作，在歐盟范圍內協調發展方面發揮了重要作用。自1984年以來，歐盟一直通過歐盟研發框架計劃來推動歐洲各國科技與產業的協調發展，迄今已經實施了7個歐盟研究開發框架計劃，并取得了很好的效果。2014年正式啟動的第八個框架計劃“地平線2020”進一步整合包括歐盟研發框架計劃在內的機器人相關研發計劃預算，對歐洲各國開展研發活動的協同效應進一步顯現。在基于“地平線2020”的相關計劃支撐下，歐盟現已成為各成員國機器人技術研發的最主要資助者，很多科研機構都被納入“地平線2020”或其他相關歐盟研發計劃之下。如瑞典皇家理工學院的智能組裝機器人項目（SARAFun）和 2015年新啟動的半人馬座機器人項目（Centauro）、阿爾托大學基于表面張力的制造業裝備機器人項目，代爾夫特大學服務申根區登機乘客的“社會環境識別”項目（Social SitutationAware）、特溫特大學的人體檢測機器人項目等都屬于歐盟“地平線2020”計劃及相關歐盟計劃支持項目。芬蘭國家創新署和歐盟也有著緊密的合作，是歐盟“地平線2020”的重要合作伙伴。此外，特溫特大學還參加了歷史上全球最大的民用機器人研發計劃——歐盟“火花”計劃，阿爾托大學參加了“歐洲研究區”計劃（ERA）等。上述歐盟計劃還有一個重要特點，即十分強調歐洲各國之間的分工合作，許多項目都是由多個國家、多類組織共同參與實施的，這在很大程度上進一步促進了各國之間的協同合作與發展。在更大的范圍內，歐洲的大學和企業等相關組織還十分注重與歐盟外國家的合作，大多把走向國際化甚至成為國際領先者作為自己的發展目標，這對于歐洲各國科技與經濟實力的提升起到了十分積極的作用。

3）歐洲機器人研究基本上是問題導向，針對問題開展研究，以滿足特定社會需求為目標。

歐洲的很多大學都十分注重社會的實際需求，大多與企業界有著密切的聯系和合作關系，不少大學還擁有自己的衍生企業。以特溫特大學為例，其最突出的特點就是企業導向，學校利用科技成果或學校基金入股扶持其畢業生和教職員工創辦具有發展潛力的公司。大學規模雖然不大，只有9 000多名學生，但卻建立了700多家衍生企業，被稱作是荷蘭最具創新創業精神的大學。又如，芬蘭阿爾托大學在機器人研究的一項重要任務就是服務重型機器工業，具體是通過提供自動化方案等工程服務的方式與大公司合作，幫助公司實現研發產品的商業化。大學還建有通用智能機器實驗室及由其衍生的通用智能機器公司。此外，還有一些具有孵化器功能的服務型機構在促進問題導向、推動機器人技術的商業化和產業化方面發揮著重要作用，如Robotdalen創新園區、芬蘭創新基金署等。以Robotdalen創新園區為例，該園區通過整合產業界、學術界和公共部門，推動著工業、服務業和衛生保健領域的新型機器人方案走向商業化。創新園區的運作模式非常注重實際需求，通過讓終端客戶參與到產品開發的全過程，形成基于市場需求的機器人技術創新路徑。據園區工作人員反映，如果從投入資金進行評估開始計算，項目商業化的成功率可達30%～40%；在經過6個月的論證之后，則基本上都可以獲得成功。

4）大學在機器人研究方面十分注重資源整合，成立專門的機器人研究機構。

歐洲的很多國家在與機器人技術相關的領域都有著較為悠久的研發歷史，與機器人相關的專業領域主要分散在原有的計算機科學、電子工程學、自動化等多個專業領域。為促進機器人技術研究開發，近些年來，各大學普遍將機器人技術相關的資源和人員進行整合，建立開展機器人技術研究的專門機構。瑞典皇家理工學院于1996年把校內3個與機器人相關的機構連結在了一起，包括計算機科學與通信學院（CSC）、電氣與電子工程學院（EES）、工程科學學院（SCI），形成了跨專業的自治系統中心（CAS）。代爾夫特大學成立了機器人研究中心，將原有與機器人研究相關的6個系的人員和研究都整合了起來，形成了人機互動的智能機器人、群體機器人和工業機器人3個研究領域。阿爾托大學被稱為芬蘭大學改革的試驗田，其成立本身就是通過整合芬蘭的3所大學資源而成的。該大學于2014年1月整合自動化與系統計劃、電子學、電子工程3個系，成立了電子工程與自動化系，形成一個新的生態系統，使來自各個領域的科學家和工程師可以超越傳統的邊界進行更好地交流。除大學內部資源的整合外，上述大學還注重利用校外的資源，通過聘用兼職教授、與企業進行合作等方式，共同開展機器人研發。如代爾夫特大學通過整合機器人相關的研究團隊，以及與眾多企業合作，目前已形成200多人的研究力量。

3 對我國發展機器人技術的一點思考

3.1 加強機器人教育和研究資源的整合

盡管目前在大學里，與機器人相關的學科和專業設置已經存在很久了，但機器人技術和產業作為相對較新的領域，其教育和研究資源是較為分散的。從上述歐洲國家中大學機器人專業的設置來看，將開展機器人相關研究的資源整合起來是發展的基本趨勢，有助于機器人技術更好地發展。建議我國在機器人的教育與研究方面要借鑒發達國家的有益經驗，加快教育和研究資源的整合。

3.2 加強以需求和問題為導向的機器人技術研發

歐洲各國的機器人研究普遍重視實際應用，大多是以市場應用和客戶需求為導向。即便是在大學里，其研究也通常與市場和企業保持密切聯系，開展機器人技術研發的研究機構通常也都有自己的衍生企業，這對于機器人的學科發展和產業發展都是十分有利的。因此，在機器人技術的研發方面，應堅持任務牽引、應用導向，強化用戶、行業與研發集成的聯合攻關，推動工程化產品與應用。

3.3 拓展國際化視野和強化國際交流合作

目前，隨著國際化趨勢的日益加強，在很多發達國家，不論是大學、企業還是科技服務機構，在機器人技術或產業的發展上大多把國際化戰略納入了發展目標，基本上都非常重視國際合作和開拓國際市場。如上文所述，歐洲的很多機器人研發項目都是多國、多機構、多類型組織共同合作開展的。因此，加強國際合作開展機器人研發是基本趨勢，我國在這一方面也應有所加強。此外，由于我國擁有巨大的機器人市場，國外很多機構都有強烈的愿望與我國開展合作，這是我國開展國際交流與合作的一大優勢，應充分加以利用。建議在加強官方合作的同時，更要注重對搭建民間合作渠道的支持，一方面促進國外的機器人研發機構和企業“引進來”，另一方面也推動我國的機器人研發和生產“走出去”。

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