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王同聚:揭开机器人发展的神秘面纱

  2016年是“人工智能(AI)”概念提出六十周年,AI也迎来了新元年。随着2015年末国内外科技巨头纷纷布局大AI领域,谷歌、Facebook(脸书)等企业掀起深度学习平台开源运动,2016年人工智能技术研发及产业化进入了高速发展的新纪元。深度学习、智能驾驶、智慧家居、机器人等人工智能相关技术及产品领域已成为社会关注焦点,人工智能技术、智能汽车、服务机器人等产业化路径日益清晰。

  基于人工智能的机器人:数量超过人类,功能更加强大

  2016年3月,AlphaGo在围棋比赛中战胜李世石九段,人工智能技术再一次取得的了新的进步。中国、日本、美国的企业都正在集中力量研发上大学的机器人,高考机器人2017年将参加高考不仅力争考上一本,还计划在2020年考上北大、清华。近几年,随着各国人口红利逐渐下降,劳动力价格上升,多家企业采用机器人换人节省开支。5至10年内将进入智能时代,具有人工智能性质的机器人就像我们的日常生活中水、电和汽车一样常见,每个人都有可能拥有机器人,机器人不仅在制造业、服务业和教育业正在替代工人,还将在军事、侦查、娱乐等领域超越人类。机器人已经从科幻转为当前的科学现实,随着科学技术的迅猛发展,基于人工智能的机器人将变得越来越强大。

  科学家最新研究表明,未来有一天,机器人数量可能会超过人类。目前科学家已发明一种新型软件系统,可以结合人形机器人,实现网络远程操作,可使人类通过智能手机控制多个机器人。这款软件叫做“云端高级机器人实验室(CARL)”,能够探测到人类控制者的身体运动,模拟机器人动作。这项技术意味着人们可以很容易地操控多个机器人,或许未来一个人就能建立一支具有毁灭性的机器人军团。但是,机器人的设计目的不应是专门或主要用来杀死或伤害人类。人类是负责任的主体,而不是机器人,要确保找出某个机器人的行为负责人的可能性。

  由此看来,机器人与人工智能将会替代我们一些已知的工作,但在替代的过程中又创造了新的就业,提高就业质量,使更多的人投身于科学研究,去掌握更多的未知世界,造福于全人类。机器人发展至今体系庞大,根据机器人的应用领域,可以把机器人划分为四大领域:工业机器人、服务机器人、特种机器人和教育机器人。

  世界工业机器人:人机协作是必然选择

  工业机器人根据用途不同可以细分为焊接机器人、搬运机器人、装配机器人、处理机器人和喷涂机器人等。随着智能装备的高速发展,工业机器人在全球制造业中的优势和作用也越来越大。同时,无论是工业4.0还是全球企业的智能转型,工业机器人都是处于先锋位置。

  人机协作是工业机器人发展的新形态,把人的智能和机器人的高效率结合在一起,共同完成作业;简单来说就是“人”直接用“手”来操作机器人。人机协作是机器人进化的必然选择,特点是安全、易用、成本低,普通工人可以像使用电器一样操作它。

  国际机器人联合会报告预期,从2013年到2016年,全球工业机器人市场将以年均6%的速度增长,中国是这一增长趋势的领跑者,年均增长率达15%。

  人工智能首先应用于工业机器人领域,主要就是机器视觉和深度学习。2014年全球机器视觉规模持续走高,达到36.7亿美元。主要分布在北美、德国、英国、日本、中国等地区和国家,其中中国占到8.1%,预计到2018年全球市场规模将达到50亿美元。2016年是深度学习元年,深度学习走向商业化和开源。有大公司合作推出了深度学习机器人,无需工程师调试可自己学会挑选工件。

  服务机器人是机器人家族中的一个年轻成员,服务机器人按应用环境,可以划分为个人/家用机器人和专业服务机器人。目前世界上至少有48个国家在发展机器人,其中25个国家已涉足服务型机器人开发。在日本、北美和欧洲,迄今已有7种类型计40余款服务型机器人进入实验和半商业化应用。随着相互学习与共享知识云机器人技术获得重大突破,小型家庭用辅助机器人大幅度降低生产成本,将在2020年之前形成至少累计416亿美元的新兴市场;另一方面虽然残障辅助机器起步还是很慢,但可预测未来20年会有高速增长。

  全球教育机器人:提升数字时代的竞争能力

  除了工业机器人与服务机器人之外,教育机器人未来也将是一个相当重要的领域,例如应用在智慧学习环境作为教师助手或学生的学习伙伴,在家庭学校作为学习同伴或辅导教师,或是为老年人提供看护和康复促进等情境。

  2016年9月10日,北京师范大学智慧学习研究院在2016国际服务机器人产业高峰论坛上正式发布《2016教育机器人白皮书——全球发展现状及趋势》(下称《白皮书》)。这是目前全球范围内首次由教育权威机构针对教育机器人领域基于详实调研数据发布的首部白皮书。《白皮书》提出:教育机器人涉及“教育行业中的服务机器人”和“青少年机器人教育”两个方面,将成为工业机器人和服务机器人以后的另一类机器人发展领域。教育领域中的机器人将增强或延伸教师的表达能力、知识加工能力和沟通能力;机器人教育将激发广大学生对智能技术的学习兴趣和动力,并大范围提高学生信息技术能力,提升数字时代的竞争能力。

  《白皮书》预测,未来5年(2016-2021年)全球教育机器人的市场规模将达111亿美元。其中,教育服务机器人市场的成长将占据重要角色,其服务与内容营收更可能占据市场整体的77%以上。

  此外,《白皮书》在对全球教育机器人发展存在问题进行分析的基础上,进一步提出了教育机器人未来发展的使用情境与有效途径。相关内容不仅可作为研究机构与企业未来中、长期产品研发或市场发展的策略评估工具,对加速教育机器人市场全面提升,推动智慧学习整体发展,以及深化落实智慧学习环境建设,也具有指导性意义。(作者单位:广州市教育信息中心)

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  来源:中国教育报  时间:2016-10-08

  一提起机器人,人们肯定不陌生。在众多的科幻电影中我们常常能看到机器人活跃的身影。进入90年代,随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展,机器人技术也得到了飞速提升。除了工业机器人水平不断提高之外,各种用于非制造业的先进机器人系统也有了长足的进展。如今,各种工业机器人、空间机器人、医用机器人和教育机器人等已越来越多的出现在我们的视野中。可以预见,在21世纪和不久的将来,各种具有先进智能的机器人将会进入人类生活的各个领域,成为人类良好的助手和亲密的伙伴。

  智能机器人将成为未来发展的趋势

  9月28日,笔者从第一届全国青少年职业机器人运动基础大赛新闻发布会上获悉,2016年12月3日至8日,“神州通信杯”第一届全国青少年职业机器人运动基础大赛将在河北省正定县举办。赛事项目有机器人足球、马球、障碍赛、舞蹈以及无人机花样队列、空中接力等。如今的机器人,越来越智能化,就连旋翼无人机也有了自己的“大小脑”。可见,未来机器人将逐渐从单纯的自动化设备演变为人类的高级助手和工具,而且不仅仅只是生产工具,还将是生活工具。

  2014年,中国共消费5.6万台工业机器人,其中4万台进口,国产仅为1.6万台。有机构预测,到2025年,中国的消费量将达到25万台以上,远远超过目前全球市场总量,未来30年中国都将是全球机器人最大市场。

  市场需求越来越大,那么国内机器人产业的竞争力如何呢?国际机器人及智能装备产业联盟首席执行官罗军指出,中国500家机器人企业仅占国内市场的不到30%,其中超过50%份额被“机器人四大家族”(瑞士ABB、日本发那科、日本安川电机、德国库卡)占有。即使在30%的份额里面,中国企业在中高端的伺服电机、控制器、减速器等关键零部件上基本都得依赖进口。

  罗军认为,除了自身的技术储备不足,技术水平有待提高外,我国的机器人发展存在以下误区:一些城市仅仅依靠引进一两家国外机器人企业投资建厂,就获得“机器人产业示范基地”。这样的示范基地不具有示范性、引领性、辐射性的效果。我国机器人产业在发展趋势上,没有意识到智能制造即将给机器人产业带来的巨大改变。在智能制造的大背景下,我们应认识到:机器人产业也需要不断转型升级,不断深化与大数据、云计算、人工智能等众多先进技术的融合发展。

  机器人产业发展火热的背后更需要“冷思考”

  无论是从资金加速涌入、企业竞相布局,还是各地政府纷纷出台产业园区规划中,都能看出目前机器人产业的发展异常火爆。但是,如果我国机器人产业想要得到持续发展,各地政府和企业就必须冷静下来,注重特色定位和基础研发,避免出现盲目扩张、低端竞争等情况。

  处于转型升级中的中国,机器人市场潜力巨大。人口红利消失、用工成本提高,制造业规模大门类多、劳动强度高导致招工难等因素,都成为大规模“机器换人”的动力。但大市场并不意味着人人都能分得一杯羹,入场者必须找到自己的定位和优势。据了解,全国机器人企业达数百家,而规划或已开工的机器人产业园已达几十个。大部分产业园难以形成规模聚集和产业配套优势,企业“散、小、乱”,相互之间的差异性不大、产品技术含量不高,存在着一定的盲目性和重复性,应当及早引起重视。

  当然,我国的机器人产业并非完全无优势可言。近年来,我国在机器人方面已拥有较好的研发基础,不仅国际市场专利申请量大幅提升,而且形成了一定数量的专利保护。我们的国内企业要利用好这些基础和优势,努力在技术、模式等方面寻求创新,做精产业链上的每个环节。对于地方政府而言,也要管好行政力量这只有形之手,克制对市场不当干预的冲动,将精力主要放到产业链规划、公共研发平台建设、市场监管,以及加快产、学、研转化等方面,从而引导产业健康发展。