服务机器人

服务机器人是机器人家族中的一个年轻成员，可以分为专业领域服务机器人和个人/家庭服务机器人，服务机器人的应用范围很广，主要从事维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。根据国际机器人联合（InternationalFederationofRobotics，IRF）的定义，服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人，它能帮助人类完成除生产制造加工过程以外的设备。服务机器人包括专用服务机器人（ProfessionalServiceRobot）和家用服务机器人（DomesticUseRobot）。其中专用服务机器人是指在特殊环境下作业的机器人，如核电站事故检测与处理机器人、极地科考机器人、反恐防暴机器人、军用机器人、救援机器人等；家用服务机器人是指服务于人的机器人，如助老助残机器人、康复机器人、清洁机器人、护理机器人、医疗机器人、教育娱乐机器人等。

服务机器人与工业机器人的区别在于工业机器人是指应用于生产过程与环境的机器人。工业机器人通常工作在结构化环境下，在中代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业。国家科技部十分重视工业机器人研发，先后从工业机器人高附加关键功能部件进行部署，重点包括精密减速器、电机与伺服、嵌入式控制器等，与此同时结合中国国情，从量大面广经济型的工业机器人成套产品产业化进行了布局，重点包括物流、码垛、服务等搬运型机器人，焊接、机械、修磨、注塑等加工型机器人等。与工业机器人相比，服务机器人技术主要应用于非结构化环境，结构比较复杂，能够根据自身的传感器与通过通信，获得外部环境的信息，从而进行决策，完成相应的作业任务。

在服务机器人重点专项研究中，计划从标准化、模块化、网络化以及可互换性等方面，进一步部署制约我国机器人产业发展的伺服电机、传感器、高性能减速器等核心部件的研究与攻关，实现机器人模块化核心功能的国产化，一方面有效地降低工业机器人成本，推动工业机器人产业化发展。另一方面可以进一步促进服务机器人的各项关键技术的发展与产品成熟。

数据显示，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。服务机器人领域各类热门产品不断涌现。特种作业机器人的热门产品主要有：极限作业机器人、反恐防暴机器人、应急救援机器人、侦察机器人、作战机器人以及战场运输机器人等；医疗康复机器人的热门产品主要有：微创外科手术机器人、血管介入机器人、肢体康复机器人、人工耳蜗、智能假肢等；家政服务与教育娱乐机器人的热门产品主要有：清洁机器人、教育娱乐机器人、信息服务机器人等。

一、我国服务机器人发展现状

我国十分重视服务机器人的发展，《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中明确指出将服务机器人作为未来优先发展的战略高技术，并提出“以服务机器人应用需求为重点，研究设计方法、制造工艺、智能控制和应用系统集成等共性基础技术”。“十一五”期间，通过全面实施国家863计划、973计划、科技支撑计划，安排部署了一批服务机器人科技项目，促进服务机器人在公安安全、助老助残、医疗康复领域的应用发展，提高了我国服务机器人研究与应用水平，为和谐社会的发展提供了有力支撑。“十二五”服务机器人重点专项将安排公共安全机器人、仿生机器人平台、医疗康复机器人和模块化核心部件等4个方面任务。公共安全机器人，实现公共安全、能源维护服务、抢险救灾等工程化应用，满足国家安全战略需求；仿生机器人平台和医疗康复机器人，建立高端科技引领研发系统，提高国际综合竞争力；模块化核心部件，满足我国应用需求，支撑服务机器人新兴产业发展。

近年来，全球服务机器人市场保持较快的增长速度，根据国际机器人联盟的数据，2010年全球专业领域服务机器人销量达13741台，同比增长4%，销售额为320亿美元，同比增长15%;个人/家庭服务机器人销量为220万台，同比增长35%，销售额为5.38亿美元，同比增长39%。据国外最新权威预测，全球个人/家用机器人的市场规模将由2009年的8870万台，增加到2010-2013年将达到1140万台；服务机器人的产值将由2010年的约171亿美元，增加到2025年的517亿美元。同时，我国潜在巨大市场急待开发。现阶段，我国在应对地震、洪涝灾害和极端天气，以及矿难、火灾、社会安防等公共安全事件中，对服务机器人有着重要的需求。同时，人口老龄化趋势加快，截至2009年底，60岁以上的老龄人口已达1.67亿，预计到2015年，这一数字将达到2亿；残疾人群庞大，2006年残疾人总数为8296万，占人口总数的6.34%，有残疾人的家庭共7000多万户，涉及2.6亿家庭人口。此外，医疗与教育需求旺盛，这些因素将使得我国有望形成全球最大的服务机器人市场。

另外一个方面，全球人口的老龄化带来大量的问题，例如对于老龄人的看护，以及医疗的问题，这些问题的解决带来大量的财政负担。由于服务机器人所具有的特点使之能够显著的降低财政负担。因而服务机器人能够被大量的应用。

我国在服务机器人领域的研发与日本、美国等国家相比起步较晚。在国家863计划的支持下，我国在服务机器人研究和产品研发方面已开展了大量工作，并取得了一定的成绩。在公共安全机器人、仿生机器人、医疗康复机器人等服务机器人领域取得了一批研究成果，如反恐排爆机器人已经成功应用于北京2008奥运会以及2010亚运会；消防灭火机器人和排烟机器人有近60台在全国20多个省市的消防部队中服役；仿人机器人技术水平显著提高；医疗外科手术机器人成功实现临床应用上千例，主动控制智能药丸口已开始批量应用等。在服务机器人模块化共性技术研究方面取得一定研究成果，攻克了机器人控制器、交流伺服电机与驱动器等部分制约我国机器人产业发展的机器人关键功能部件，制定了一批机器人模块化标准规范。

二、我国服务机器人发展的主要差距和不足

目前，我国服务机器人领域的发展还存在诸多差距与不足，主要表现在以下几个方面：

1．自主研发能力落后于世界先进水平

在前沿技术和关键技术方面，我国大多属于跟踪研究，缺乏创意理念和原创性成果；在集成技术方面，我国虽可实现原型样机集成，但在关键零部件与可靠性方面与国外相差5-10年；在设计制造技术方面，我国的产品设计、材料与工艺技术、系统集成水平与国外存在较大差距。

2．产学研脱节现象较为严重

我国服务机器人的研究主要集中在高校和少数研究所，企业新型产品设计制造创新能力有限，产学研脱节现象较为严重。

3．创新体系建设尚处于起步阶段

我国服务机器人在战略规划、研发平台、人才培养、标准制订、市场培育、国际合作、财税金融政策扶持等创新体系建设的许多环节上明显滞后，尚处于起步阶段。

三、我国服务机器人工作的重点任务

服务机器人重点专项的重点布局立足在服务于国家安全与装备、服务于国家民生科技、服务于未来引领科技平台。科技研发方向的重点布局在重大前沿技术与原理创新、重大核心关键技术攻关、重大产业技术支撑。将重点围绕以下几方面的任务进行部署。

1．开展前沿高技术探索研究

前沿高技术的探索研究是推动机器人技术不断向前发展主要动力，主要包括：仿生材料与结构一体化设计、执行机构与驱动器一体化设计，非结构环境下的动力学与智能控制，精密微/纳操作，生机电激励与控制，多自由度灵巧操作，非结构环境认知与导航规划，故障自诊断与自修复，人类情感与运动感知理解，人类语义识别与提取，记忆和智能推理，多模式人机交互，多机器人协同作业，集成设计软件等。

2．开展产业共性关键技术研究

产业化关键技术是推动服务机器人实现产业化的重要力量，主要包括：产品创意与性能优化设计技术，模块化/标准化体系结构设计技术，标准化、模块化、高性能、低成本的执行机构、传感器、驱动器、控制器等核心零部件制造技术，高功率密度能源动力技术，信息识别与宜人化人机交互技术，人机共存安全技术，系统集成与应用技术，性能测试规范与维护技术等。

3．推进国家公共安全领域的应用

围绕国家公共安全领域的重大需求，专项重点推进以下相关机器人技术的研究开发：安全与救灾服务机器人（如：面向地震、火灾、水灾等的救灾机器人，反恐排爆机器人，危险搬运与维护检修机器人等），能源维护服务机器人（如：核电站监测、缺陷修复、拆装、救援等遥控机器人、电力巡线检测与检修机器人、电站安全监控机器人等），军民两用服务机器人（如：大型高速全地域越野移动机器人平台，大型变结构海空航行器平台，核生化防护与作业机器人平台）等。

4．推进国家民生科技领域应用

围绕人工器官，将重点开发人工视觉、人工耳蜗、人工心脏、智能假肢等；围绕医疗康复，将重点开发微创外科机器人、精密血管介入机器人、肢系统体康复训练系统、重大疾病预警及诊断微系统等；围绕家政服务，将重点开发辅助高龄老人与残障人移动护理监控机器人、家庭生活清洁机器人、教育娱乐机器人、两轮自平衡电动代步车等机器人。

5．推进新兴技术领域的探索

围绕高端仿生技术，将重点开发仿人形机器人、高负载高稳定高速机动仿生骡子、适应多环境的自变形模块化机器人等；围绕微纳系统技术，将重点开发介入人体或血管的微纳米机器人、脑生肌电认知与智能假肢控制技术等；围绕模块标准化平台技术，将重点研究模块标准化体系结构，开源机器人控制与软件系统，模换性功能部件（传感器、驱动器、控制器等），接口协议等。

6．大力培育产业试点

紧密结合地方经济发展，建立以企业为主体、产学研联合的技术创新联盟，支持服务机器人区域性产业和技术的建设，加强具有自主知识产权的民营企业的支持力度，鼓励优势企业的品牌运作和资本运作。接纳全球服务机器人产业链龙头企业的产业转移，通过对国际先进研发技术、创意理念和运营模式的消化吸收，带动本土中小企业集群的跨越式发展，促进我国服务机器人产业的稳步增长。以市场为导向，以企业为主体，以规模化应用为目标，建立重点产业园区和应用示范区；实施应用示范工程，引入风险投资，推进服务机器人产业快速发展。

7．加强研发服务平台建设

建立高层次技术研发平台，攻克关键核心技术，建立高层次研

发平台，加大对服务机器人基础技术研发的支持力度。建立公共服务平台，攻克应用技术和产业化技术，建立服务机器人标准化、模块化等共享技术公共服务平台，通过创新产学研联合机制和示范应用，推进成熟技术的产业化进程。

8．推进自主标准体系建设

加快推进具有自主知识产权的行业标准体系建设，重点建立若干服务机器人硬件接口标准、软件接口协议标准以及安全使用标准，初步形成针对这些行业的服务机器人标准体系。以“国际标准和自主知识产权标准相结合”的原则，优先研究和制订服务机器人基础标准和安全标准，初步建立拥有自主知识产权的服务机器人标准体系，鼓励企业和科研院所参与国际标准的制订，为推进服务机器人产品走向国际市场奠定基础。

9．培养高素质人才

建立服务机器人领域科研人才专家库，建立健全服务机器人科技人才激励机制，优化创新人才成长环境，着力培养一批高水平科研带头人。引进高层次人才。加大对留学人才回国的资助力度，提高从事服务机器人研究与开发领军人才引进的支持力度，引进和培养能够承担服务机器人产业发展重大项目的高层次人才和创新团队。

信息来源：百度百科及科技部《服务机器人科技发展“十二五”专项规划》等。