“機器人為中國足球圓夢世界杯！”

　　獲得國外媒體如此贊譽的，是前不久中國代表隊在荷蘭第十七屆RoboCup機器人世界杯上斬金奪銀的優(yōu)異表現(xiàn)：在有美國、德國、日本、中國等約40個國家和地區(qū)的500支隊伍激烈角逐的本屆比賽中，中國代表隊獲得四項冠軍、一項亞軍。

　　“這是很了不起的成績。” 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)機器人實驗室主任、中國RoboCup委員會主席陳小平教授認(rèn)為，中國在世界機器人版圖上的地位已經(jīng)變得越來越重要。

　　但比賽并不能說明一切。在機器人進入智能時代后，后發(fā)的中國能否趕超發(fā)達國家？

　　研發(fā)機器人的終極目標(biāo)不是戰(zhàn)勝人類，而是服務(wù)人類

　　自1939年西屋電氣公司展出其家用機器人之后，其性能不斷提高，進一步激發(fā)了人類的想象力：機器人能否戰(zhàn)勝真人？

　　懷著這樣的雄心壯志，RoboCup國際聯(lián)盟于1996年宣告成立，并于次年在日本名古屋舉辦了首屆世界杯機器人足球賽。“最初的任務(wù)，是機器人足球隊到2050年能戰(zhàn)勝人類的世界杯足球賽冠軍隊”。

　　從1997年首屆杯賽開始，世界杯機器人足球賽每年舉辦一次，目前比賽項目陸續(xù)擴展為三大系列機器人足球、救援機器人和服務(wù)機器人；比賽的名稱，也從2003年起改為“機器人世界杯”。

　　據(jù)陳小平介紹，機器人比賽是涉及機器人學(xué)、人工智能、機電一體化、通訊、視覺與傳感、精密機械和仿生材料等諸多領(lǐng)域的高技術(shù)對抗，是一個國家信息與自動化技術(shù)綜合實力的體現(xiàn)。

　　2000年，中國科大藍鷹隊成為我國歷史上第一支進入機器人世界杯的研究團隊，參加了在澳大利亞墨爾本舉行的第四屆杯賽仿真組比賽。2007年科大藍鷹在第十一屆世界杯上獲得二金一銀，總成績排位世界第一。

　　今年6月，在荷蘭舉行的第十七屆RoboCup機器人世界杯上，中國代表隊斬獲頗豐：中國科大“藍鷹”機器人在仿真2D組以不敗戰(zhàn)績再度奪冠，該校智能服務(wù)機器人“可佳”獲得亞軍；浙江大學(xué)、南京郵電大學(xué)、北京信息科技大學(xué)則分別在小型組、3D組、中型組中奪冠。

　　面對這樣的佳績，陳小平頭腦清醒：戰(zhàn)勝人類世界杯冠軍隊已不是機器人研究的終極目標(biāo)，目前世界各國開始大力研發(fā)智能機器人，以服務(wù)人類造福人類。

　　機器人進入智能時代，中國研究水平快速提升

　　自20世紀(jì)60年代中期開始，美國麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)、英國愛丁堡大學(xué)等陸續(xù)成立了機器人實驗室。

　　1968年，美國斯坦福研究所研發(fā)成功世界上第一臺智能機器人Shakey。

　　什么是智能機器人？

　　據(jù)陳小平介紹，機器人可分為傳統(tǒng)機器人和智能機器人兩類。傳統(tǒng)機器人是具有執(zhí)行程序能力和操作功能的機器人，只能在規(guī)定的環(huán)境中重復(fù)執(zhí)行相對簡單的規(guī)定動作。目前國際上已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用的工業(yè)機器人大多屬于此類。

　　“智能機器人所處的環(huán)境往往是未知的、變化的和難以預(yù)測的，因此需要具備感覺、行動和思考三個要素，即能感知識別環(huán)境狀態(tài)，具有學(xué)習(xí)能力，能根據(jù)獲得的信息進行思考和規(guī)劃，從而對外界作出適應(yīng)性反應(yīng)。”陳小平說，相比傳統(tǒng)機器人“吃苦耐勞”、“力大無窮”等品質(zhì)而言，“智能”是更令人向往的能力。

　　據(jù)了解，西方發(fā)達國家，特別是美國、日本和德國，在人工智能與智能機器人研究領(lǐng)域有著長期的積累，占有明顯優(yōu)勢，許多國際一流大學(xué)和著名企業(yè)都是機器人世界杯上的常客。近年來，中國高校、研究機構(gòu)也紛紛進入機器人研究領(lǐng)域，研究水平得到快速提升。

　　在本屆機器人世界杯上，服務(wù)機器人組共有21支參賽隊，科大“可佳”由于受到網(wǎng)絡(luò)通訊原因的影響而痛失奪冠良機，但在包括“室內(nèi)清潔”、“酒吧服務(wù)”和“超市購物”等在內(nèi)的共9項主體技術(shù)測試中獲得總分第一。這是歷史上第一支美國、德國、日本之外的團隊在服務(wù)機器人主體測試中排位第一，標(biāo)志著我國智能服務(wù)機器人的研究水平已進入世界先進行列。

　　據(jù)介紹，科大“可佳”的智能主要體現(xiàn)在四個方面：一是語義理解，即機器人能理解包括英語、漢語在內(nèi)的一些自然語言句子，從而與用戶建立起直接的關(guān)系，能通過人機交互來理解用戶指令和需求；二是環(huán)境建模，即機器人能夠觀察、識別外在環(huán)境并對環(huán)境進行分析和判斷；三是自動規(guī)劃，即機器人的行為不局限于對外界刺激的反應(yīng)，而是通過自主規(guī)劃來確定行動步驟；四是學(xué)習(xí)能力，即機器人通過多種學(xué)習(xí)手段獲取新技能和新知識，從而不斷提高其性能。

　　經(jīng)過多年的研發(fā)，中國科大機器人團隊已經(jīng)在上述四種智能機器人的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)中取得重要進展。今年6月，聯(lián)想集團發(fā)布消息，將與中國科大聯(lián)手研發(fā)“生產(chǎn)線機器人”，此舉將有力地推動機器人科研成果盡快轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力。

　　中國將成為全球最大機器人市場，但在規(guī)模化研發(fā)和應(yīng)用方面還有很長的路要走

　　陳小平說，金融危機后，美歐澳等發(fā)達國家紛紛提出“再工業(yè)化”路徑，實施制造業(yè)振興計劃。在此背景下，中國在生產(chǎn)制造領(lǐng)域的地位面臨新的挑戰(zhàn)。

　　北京航空航天大學(xué)機器人研究所所長王田苗教授表示，在勞動力成本上升、市場競爭激烈及新技術(shù)突破等背景下，機器人市場需求愈發(fā)強勁，作為制造大國的中國更是如此。

　　有數(shù)據(jù)表明，2004年以來，我國工業(yè)機器人新安裝量增長率一直保持在40%以上。國際機器人聯(lián)盟（IFR）則預(yù)測，2014年中國將成為全球最大的機器人市場。但是，由于我國機器人生產(chǎn)的規(guī)模化程度低，機器人成本和定價高，機器人性能不夠穩(wěn)定，如此巨大的市場卻并不主要掌握在中國人自己的手中。

　　為此，王田苗建議國家應(yīng)在高端制造領(lǐng)域長期投入，實現(xiàn)部件國產(chǎn)化、自主化，大幅降低成本和定價，促進我國工業(yè)機器人規(guī)模化應(yīng)用時代的到來。

　　不過，也有專家認(rèn)為，在國外企業(yè)占據(jù)壟斷地位的格局下，我國機器人傳統(tǒng)發(fā)展模式的空間較小，難以形成真正的產(chǎn)業(yè)競爭力。

　　“智能機器人是未來技術(shù)發(fā)展的制高點，是未來新興產(chǎn)業(yè)的支撐點。”陳小平認(rèn)為，面對小批量、多品種和客戶定制等新的生產(chǎn)模式，以及中國大批中小企業(yè)的技術(shù)需求，傳統(tǒng)機器人已經(jīng)難以勝任。因此，在大力推動工業(yè)機器人規(guī)模化應(yīng)用的同時，促進智能機器人的研發(fā)與應(yīng)用，是我國在機器人領(lǐng)域中趕超國際水平的最佳選擇和必經(jīng)之路。

　　據(jù)介紹，我國一些有較強實力的企業(yè)正在加大投資，開展機器人硬件及核心部件，如電機和減速器的研發(fā)。“但中國的工業(yè)基礎(chǔ)比較落后，要有所突破，還須另辟蹊徑，比如找到不依賴傳統(tǒng)工業(yè)基礎(chǔ)的硬件生產(chǎn)路徑。”陳小平認(rèn)為，相比而言，我國機器人軟件研發(fā)水平與國際差距相對小一些，但在規(guī)模化研發(fā)和應(yīng)用方面，還有較長的路要走。

　　“加強協(xié)同創(chuàng)新和系統(tǒng)集成相當(dāng)重要。”陳小平舉例說，美國波士頓動力公司研制的智能機器人，其獨特的技術(shù)路線最初并不被多數(shù)人看好，但在美國國防部高級計劃局的資助下，已在四足機器人上取得重大突破，目前正在動員全國力量做軟件，這種軟件集成大量技術(shù)，可控制機器人在復(fù)雜真實環(huán)境中完成挑戰(zhàn)性任務(wù)，一旦取得突破，將從根本上改變國際機器人戰(zhàn)略格局。而國內(nèi)的風(fēng)氣傾向于高認(rèn)同、低風(fēng)險和各自為戰(zhàn)，不被多數(shù)人看好的構(gòu)想往往得不到有效支持，企業(yè)、大學(xué)和研究機構(gòu)之間更是缺乏必要銜接，即使不同研究團隊在各自方向上取得局部突破，也會因為缺乏協(xié)同和集成，很難取得以點帶面全面突破的效應(yīng)。

　　“因此，智能機器人要想取得突破，不僅要從硬件上加快突破，還要從國家層面加強協(xié)同創(chuàng)新和系統(tǒng)集成。”陳小平認(rèn)為，只有這樣，在從“中國制造”向“中國創(chuàng)造”的轉(zhuǎn)型過程中，智能機器人才能真正成為一個著力點和突破口。

　　機器人大事記

　　1920年

　　捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克在科幻小說中創(chuàng)造出Robot（機器人）這個詞。

　　1939年

　　美國紐約世博會上展出了西屋電氣公司制造的家用機器人Elektro。它由電纜控制，可以行走，會說77個字。

　　1954年

　　美國人喬治·德沃爾制造出世界上第一臺可編程的機器人。

　　1959年

　　德沃爾與美國發(fā)明家約瑟夫·英格伯格聯(lián)手制造出第一臺工業(yè)機器人。

　　1968年

　　美國斯坦福研究所研發(fā)成功世界上第一臺智能機器人Shakey。

　　1978年

　　美國Unimation公司推出通用工業(yè)機器人PUMA，工業(yè)機器人技術(shù)完全成熟。

　　1999年

　　日本索尼公司推出犬型機器人愛寶 (AIBO)，娛樂機器人邁進普通家庭。

　　2002年

　　丹麥iRobot公司推出吸塵機器人Roomba，是目前世界上銷量最大的家用機器人。

　　2006年

　　微軟公司推出Robotics Studio，機器人模塊化、平臺統(tǒng)一化的趨勢越來越明顯。

　　2008年

　　世界首例機器人切除腦瘤手術(shù)成功。

　　作者：李紫恒