欧洲机器人技术研发的创新战略初探

施云燕

摘 要：机器人技术和产业的发展已成为世界各国抢占新制高点的又一新兴领域，很多发达国家都已将发展机器人上升为国家战略。欧洲各国在欧盟委员会的组织和推动下，也采取了非常积极的战略举措，其机器人研发呈现出自身的特点和优势，值得我国借鉴和学习。

关键词：机器人；自动化；技术研发；创新战略

中图分类号：TP 24 文献标识码：A 文章编号：1672-7312（2016）05-0473-04

在工业化的进程中，有两样东西一直是利剑，分别是机器和自动化。机器导致机械化，取代体力劳动者。自动化增加了传感器和软件，取代脑力劳动者。这是人类与机器关系的前沿，机器人将执行信息交互、感应和驱动、决策制定、学习和预测。这似乎还是未来的事，但实际上已在发生，并且已成为当前世界各国抢占新制高点的又一新兴领域。

1 全球范围内发展机器人技术的战略意义和战略部署

1.1 发展机器人技术对各国的重大战略意义

在德国所称的“工业4.0”时代或美国所称的“工业互联网”时代，机器人技术正在发挥着日益重要的作用。根据不久前麦肯锡公司的预测，到2025年，机器人在制造业服务产业应用创造的产值为1.7万亿～4.5万亿美元。对于美国、欧洲等发达国家和地区，机器人作为一个战略新兴产业，对其占领新的制高点正在作出重要贡献。对于我国及其他亚洲新兴国家而言，机器人产业将有助于国家跨越发展战略的实施，为制造商带来生产工业互联网设施原件的机会。对于一些正在面临人口结构快速老龄化，熟练制造工人大量减少的国家如英国、意大利和中国而言，机器人技术的发展能够抵消甚至扭转不利的高级人口结构对经济增长的影响。此外，机器人技术的发展还将催生制造业的第四次转移大潮。分别发生于上世纪50年代、60和70年代、80年代的前3次转移潮，其转移路径为从技术领先的国家向技术相对落后国家扩散，从劳动力成本高的地区向劳动力成本低的地区转移。但随着发展中国家人口红利渐渐消失，人力成本不断上升，机器人替代是未来全球制造业的发展方向。当使用机器人的成本降低，以机器人替代人力更为划算时，这条轨迹也许会逆转，制造业将部分回归技术领先国家。

1.2 世界各国在发展机器人技术上的战略部署

目前，世界上约有50个国家和地区正在发展机器人技术，美、德、英、日、韩等发达国家更是将发展机器人上升为国家战略，抓紧布局，抢夺技术和市场战略制高点。美国先后于2009年和2013年连续发布机器人技术路线图，2010年发布《机器人战略白皮书》，2011年启动国家机器人计划（NRI），对研究开发、制造和应用机器人进行了全面深入研究和系统布局。2014年7月，英国政府发布首个机器人战略RAS 2020，并提供财政支持，确保其机器人产业能够和全球领先的国家竞争。英国政府希望通过RAS 2020战略，使其能够在2025年获得届时估值约1 200亿美元的全球机器人市场10%的份额。日本2001年制定了机器人技术长期发展战略，2014年制定了发展和普及机器人的5年计划，发布首部《机器人白皮书》，其中预测，医疗、护理等服务行业机器人将进一步普及，2020年市场规模预计为现在的3倍以上，达到约2.8万亿日元（约合1 700亿元人民币）。韩国政府将服务机器人列为未来发展的10大“发动机”产业之一，于2008年9月发布实施了《智能机器人开发与普及促进法》，并基于此法分别于2009年和2014年先后2次发布智能机器人开发5年计划，2012年出台机器人发展10年计划《机器人未来战略战网2022》，对机器人技术的发展给予重点扶持。

2 欧洲机器人技术的研发战略和特点

机器人的研发创新和产业发展被欧盟视为保持区域经济持续发展，提升地区核心竞争力的关键性领域，也是欧盟数字议程和第七研发框架计划资助支持的重点优先领域。欧盟第七研发框架计划（2007—2013年）投入机器人的研究经费达7亿欧元，涉及机器人的R&D&I项目约达130项，参加的组织多达500家左右。在第八框架计划“2020地平线”中，欧盟投入机器人的研究经费进一步提升，达9亿欧元。此计划强调通过公私合作（PPP）的方式，把机器人技术的基础科学研究与市场应用开发联系起来，从而更好地惠及社会公众。此计划的目标是帮助欧洲在全球机器人市场中占领领导地位，同时也将帮助决策者解决机器人在社会应用中法理和伦理问题。2014年6月，欧盟启动了历史上全球最大的民用机器人研发计划——“火花”计划，计划到2020年投入28亿欧元研发民用机器人，预计有200多家企业及机构、1.2万研发人员参与其中。2015年5月，欧盟进一步制定了“火花”计划的战略研究议程：开发保持机器人行业世界领先地位的技术和能力，解决主要经济和社会挑战，在欧盟范围内建立所有核心机器人技术领域的全球领先能力，建立研究领域与行业的强大联系并完全发挥其潜能，通过提高设计和开发系统研发以机器人为基础的产品。

1）欧洲各国机器人发展区域特色鲜明，在软件开发和硬件开发方面尤其如此。

机器人技术在欧洲各国中，以德国为代表的西欧地区的机器人发展水平明显高于其他各国，如德国的库卡、克鲁斯、百格拉、斯图加等机器人公司都属于欧洲非常有实力的企业。相对而言，瑞典、芬兰等北欧地区尽管也不乏瑞典ABB公司等实力强劲的企业和科研院所，但其机器人发展的总体水平与西欧存在一定差距，特别是在机器人硬件方面。西北欧地区的机器人研发优势和专长主要在于软件开发。瑞典皇家理工学院、阿尔托大学、代尔夫特大学、特温特大学等，其研发都主要集中在软件开发方面，而研发所使用的硬件设备大都购自库卡、ABB等公司。即便在硬件开发方面拥有强大实力的瑞典ABB公司，也十分注重软件的研发，提供从最初的编程到现场调试再到后期服务等一整套软件系统开发方案。此外，在机器人研发应用方面，以德国为代表的西欧国家相对而言在工业机器人方面具有较强优势，而瑞典、芬兰等北欧国家更加注重医疗服务、家庭护理等服务机器人领域。同时，各个国家的机器人研发都具有鲜明的区域特色，如芬兰阿尔托大学研发的林业伐木机器人、荷兰特温特大学研发的管道检测机器人，代尔夫特大学研发的归置分类机器人等，都是服務于当地的实际需求研发出来的机器人产品。

2）欧洲国家协同创新的特点突出，注重开展国家交流与合作，欧盟在其中发挥了重要作用。

长期以来，欧盟委员会在推动欧洲各国跨区域合作，在欧盟范围内协调发展方面发挥了重要作用。自1984年以来，欧盟一直通过欧盟研发框架计划来推动欧洲各国科技与产业的协调发展，迄今已经实施了7个欧盟研究开发框架计划，并取得了很好的效果。2014年正式启动的第八个框架计划“地平线2020”进一步整合包括欧盟研发框架计划在内的机器人相关研发计划预算，对欧洲各国开展研发活动的协同效应进一步显现。在基于“地平线2020”的相关计划支撑下，欧盟现已成为各成员国机器人技术研发的最主要资助者，很多科研机构都被纳入“地平线2020”或其他相关欧盟研发计划之下。如瑞典皇家理工学院的智能组装机器人项目（SARAFun）和 2015年新启动的半人马座机器人项目（Centauro）、阿尔托大学基于表面张力的制造业装备机器人项目，代尔夫特大学服务申根区登机乘客的“社会环境识别”项目（Social SitutationAware）、特温特大学的人体检测机器人项目等都属于欧盟“地平线2020”计划及相关欧盟计划支持项目。芬兰国家创新署和欧盟也有着紧密的合作，是欧盟“地平线2020”的重要合作伙伴。此外，特温特大学还参加了历史上全球最大的民用机器人研发计划——欧盟“火花”计划，阿尔托大学参加了“欧洲研究区”计划（ERA）等。上述欧盟计划还有一个重要特点，即十分强调欧洲各国之间的分工合作，许多项目都是由多个国家、多类组织共同参与实施的，这在很大程度上进一步促进了各国之间的协同合作与发展。在更大的范围内，欧洲的大学和企业等相关组织还十分注重与欧盟外国家的合作，大多把走向国际化甚至成为国际领先者作为自己的发展目标，这对于欧洲各国科技与经济实力的提升起到了十分积极的作用。

3）欧洲机器人研究基本上是问题导向，针对问题开展研究，以满足特定社会需求为目标。

欧洲的很多大学都十分注重社会的实际需求，大多与企业界有着密切的联系和合作关系，不少大学还拥有自己的衍生企业。以特温特大学为例，其最突出的特点就是企业导向，学校利用科技成果或学校基金入股扶持其毕业生和教职员工创办具有发展潜力的公司。大学规模虽然不大，只有9 000多名学生，但却建立了700多家衍生企业，被称作是荷兰最具创新创业精神的大学。又如，芬兰阿尔托大学在机器人研究的一项重要任务就是服务重型机器工业，具体是通过提供自动化方案等工程服务的方式与大公司合作，帮助公司实现研发产品的商业化。大学还建有通用智能机器实验室及由其衍生的通用智能机器公司。此外，还有一些具有孵化器功能的服务型机构在促进问题导向、推动机器人技术的商业化和产业化方面发挥着重要作用，如Robotdalen创新园区、芬兰创新基金署等。以Robotdalen创新园区为例，该园区通过整合产业界、学术界和公共部门，推动着工业、服务业和卫生保健领域的新型机器人方案走向商业化。创新园区的运作模式非常注重实际需求，通过让终端客户参与到产品开发的全过程，形成基于市场需求的机器人技术创新路径。据园区工作人员反映，如果从投入资金进行评估开始计算，项目商业化的成功率可达30%～40%；在经过6个月的论证之后，则基本上都可以获得成功。

4）大学在机器人研究方面十分注重资源整合，成立专门的机器人研究机构。

欧洲的很多国家在与机器人技术相关的领域都有着较为悠久的研发历史，与机器人相关的专业领域主要分散在原有的计算机科学、电子工程学、自动化等多个专业领域。为促进机器人技术研究开发，近些年来，各大学普遍将机器人技术相关的资源和人员进行整合，建立开展机器人技术研究的专门机构。瑞典皇家理工学院于1996年把校内3个与机器人相关的机构连结在了一起，包括计算机科学与通信学院（CSC）、电气与电子工程学院（EES）、工程科学学院（SCI），形成了跨专业的自治系统中心（CAS）。代尔夫特大学成立了机器人研究中心，将原有与机器人研究相关的6个系的人员和研究都整合了起来，形成了人机互动的智能机器人、群体机器人和工业机器人3个研究领域。阿尔托大学被稱为芬兰大学改革的试验田，其成立本身就是通过整合芬兰的3所大学资源而成的。该大学于2014年1月整合自动化与系统计划、电子学、电子工程3个系，成立了电子工程与自动化系，形成一个新的生态系统，使来自各个领域的科学家和工程师可以超越传统的边界进行更好地交流。除大学内部资源的整合外，上述大学还注重利用校外的资源，通过聘用兼职教授、与企业进行合作等方式，共同开展机器人研发。如代尔夫特大学通过整合机器人相关的研究团队，以及与众多企业合作，目前已形成200多人的研究力量。

3 对我国发展机器人技术的一点思考

3.1 加强机器人教育和研究资源的整合

尽管目前在大学里，与机器人相关的学科和专业设置已经存在很久了，但机器人技术和产业作为相对较新的领域，其教育和研究资源是较为分散的。从上述欧洲国家中大学机器人专业的设置来看，将开展机器人相关研究的资源整合起来是发展的基本趋势，有助于机器人技术更好地发展。建议我国在机器人的教育与研究方面要借鉴发达国家的有益经验，加快教育和研究资源的整合。

3.2 加强以需求和问题为导向的机器人技术研发

欧洲各国的机器人研究普遍重视实际应用，大多是以市场应用和客户需求为导向。即便是在大学里，其研究也通常与市场和企业保持密切联系，开展机器人技术研发的研究机构通常也都有自己的衍生企业，这对于机器人的学科发展和产业发展都是十分有利的。因此，在机器人技术的研发方面，应坚持任务牵引、应用导向，强化用户、行业与研发集成的联合攻关，推动工程化产品与应用。

3.3 拓展国际化视野和强化国际交流合作

目前，随着国际化趋势的日益加强，在很多发达国家，不论是大学、企业还是科技服务机构，在机器人技术或产业的发展上大多把国际化战略纳入了发展目标，基本上都非常重视国际合作和开拓国际市场。如上文所述，欧洲的很多机器人研发项目都是多国、多机构、多类型组织共同合作开展的。因此，加强国际合作开展机器人研发是基本趋势，我国在这一方面也应有所加强。此外，由于我国拥有巨大的机器人市场，国外很多机构都有强烈的愿望与我国开展合作，这是我国开展国际交流与合作的一大优势，应充分加以利用。建议在加强官方合作的同时，更要注重对搭建民间合作渠道的支持，一方面促进国外的机器人研发机构和企业“引进来”，另一方面也推动我国的机器人研发和生产“走出去”。

参考文献：

[1] China Materialia，Tekes.The industrial internet：robotics，automation，and the future of

manufacturing，future watch report[EB/OL].http：//www.tekes.fi/globalassets/julkaisut/cm_the_industrial_internet_automation_robotics_and_the_future_of_manufacturing_v13.pdf，2015.

[2] 2015年全球機器人行业深度分析[EB/OL].http：//robot.ofweek.com/2015-08/ART-8321206-8420-28991946.html，2015-8-12.

[3] 机器人大爆发：看全球五大地区机器人发展战略[EB/OL].http：//www.gkzhan.com/news/Detail/47692.html，2014-9-18.

[4] euRoboticsais，Robotics 2020：strategic research agenda for robotics in europe，11/10/2013.https：//eurobotics.net/cms/upload/PDF/SRA2020_0v42b_Printable_.pdf

[5] 刘晓鸣.规范机器人行业标准体系，避免产业打“乱战”[EB/OL].http：//www.1000thinktank.com/syjd/6926.jhtml，2015-2-10.

[6] Professor Bruno Siciliano.Robotics 2020：a challenge and a target for Europe.http：//horizon-magazine.eu/article/robotics2020challenge-and-target-europe_en.html.

[7] 陈 骞.欧、美、日、韩机器人产业新战略[J].上海信息化，2015（3）：81-83.

[8] 欧盟机器人研发项目确定战略研究议程和市场目标[EB/OL].日，http：//intl.ce.cn/sjjj/qy/201505/06/t20150506_5295924.shtml，2015-5-6.