上世纪20年代，一部名为《罗萨姆的万能机器人》的科幻剧在捷克首都布拉格获得巨大成功。在作者卡雷尔·卡佩克的笔下，罗萨姆万能机器人公司大量制造机器人奴隶，它们没有灵魂，日复一日、机械地从事着繁重的劳动。之后这部剧风靡美英，卡佩克也名声鹊起。卡佩克留下的不仅是这个剧本，还有他在剧中使用的词“robota”，被译成英文后就成为了一直沿用至今的“robot”，即机器人。

　　如今，机器人家族已十分庞大，它们活跃在很多领域。在工厂里，它们加工零件、焊接、搬运、码垛，越来越多的家庭使用清洁机器人打扫卫生，在救援、危险区域作业、特殊地域探测等领域，人们也已离不开机器人“助手”。

　　机器人与制造自动化技术一直是山东省科学院自动化研究所主要研究方向之一。针对机器人未来发展，该所山东省机器人与制造自动化技术重点实验室执行主任侯宪伦在接受《高科技与产业化》记者采访时表示，“现在的机器人都是刚性的，下一步的机器人在为智能制造方向做布局。”

　　本刊记者：机器人关键共性技术是指什么？

　　侯宪伦：机器人是一种比较典型的由计算机、控制、信息和感知多种技术融合的装备，像汽车装备一样，它也有核心技术或者是关键共性技术。目前，从技术角度而言，控制技术是主要的机器人关键共性技术。结构优化设计技术也非常重要，它牵扯到一些有线分析、动力学、运动学分析，包括机器人建模仿真技术等。

　　机器人正在向智能机器人方向发展，这就增加了一些相应的关键技术，即一些感知和识别技术。另外，除了关键技术以外还存在着关键部件这样一个概念。机器人常说的有三大关键部件：减速机、控制器和伺服系统。

　　本刊记者：实验室研发的工业经济型机器人主要是码垛机器人，经济型机器人的技术难点在哪里？

　　侯宪伦：码垛机器人实际是经济型机器人的一种，经济型机器人的概念也没有特别准确的定义，一般而言，是指它的制造成本相对比较低、比较经济。从自由度角度来说，经济型机器人一般指的是工业用的，自由度比较低，3自由度、4自由度，可执行的任务或者动作也相对较简单，对制造、加工、装配等条件要求也相对较低。

　　从它的应用来说，第一，应用条件不高，它执行的一般是码垛、搬运等劳动强度较大、重复性的，同时精度要求不高的工作。但它能很好地代替人工，明显节约成本。而焊接机器人等要求的精度就比较高，对它的衡量就不再是能代替多少人，而是达到人工操作达不到的那种精确性、准确性和稳定性。

　　总体而言，经济型机器人就是要求代替的人工多，像一个码垛机器人每小时可以代替4到5个人工，效益和节约成本方面比较明显。像我们院研发的主要是4自由度的机器人，一个自由度一般对应着一套减速机和一套伺服系统，自由度越高机器人可以完成的工作精度就越高。当然，并非我们做不了高自由度机器人，而这与市场需求也有很大关系。国内做的一般都是4自由度机器人，因为对于4自由度的减速机和伺服系统这些关键部件，国内生产的成本跟进口的基本差不多，但是一到6自由度、多自由度的关键部件国产的成本就高很多，所以大多数还是依靠进口。

　　而且规模产量没法跟四家机器人巨头公司比，这就是规模效益：量小了，生产成本自然就高。不管从研发还是生产上来讲，在国内用国外的关键部件来做机器人在价格上没有任何优势。从技术上来讲，已经几乎没有人再去做这种多自由度的传统机器人的科研，它的技术已经比较普及，但是从材料上、工艺上、创新上，国内跟国外还是有较大差距。

　　本刊记者：移动机器人是指什么？

　　侯宪伦：移动机器人其实分好多种，仿人形的机器人如教人跳舞的那种。还有四条腿的，像大家见过的大狗形的、蜘蛛形的，那叫腿足式机器人，还有无人车以及部队常用的单兵作战的那种轮子上携有武器的机器人，这些都是轮式机器人也叫AGV，就是自动导引车。另外还有履带式的，像在井下、基地等环境比较恶劣且复杂的地方经常用到的防爆、排爆的机器人。此外也有轮履结合的机器人。

　　我们所最早承担的项目是研发井下探测救援机器人，现在做的比较多的就是AGV，用于车间或仓库搬运等。而仿人型的扫地机器人可能下一步用于家庭比较多。我们现在做的主要是工业机器人的一些关键技术，如感知技术、控制技术、结构优化技术。做关键技术是做科研的一个必然要求，现在还必须面向需求，关键技术必须有市场给托起来，这就要通过跟企业合作的开发。

　　本刊记者：与前两个方向相比，智能制造装备和机器人系统集成有什么特点？

　　侯宪伦：机器人是智能制造装备的一种。如果企业有需求，想做自动化生产线，特别是机器人的一些自动化生产线，这个就叫系统集成，包括机器人、其他装备、整个的技术方案和设备，然后做生产线的系统集成的开发，像给海尔、常林还有皇明做的那些线或者说系统就属于系统集成，根据企业的要求来实现自动化生产线。

　　皇明的太阳能生产线上搬运、码垛系统，常林是大型焊接的生产线，海尔洗衣机厂的冲压线，这些都是用机器人来代替人工。

　　本刊记者：目前智能制造技术主要集中在哪些领域？

　　侯宪伦：现在，智能制造不管是在国际还是国内都刚刚开始，智能制造技术已经发展了比较长的时间，但要想普及或者达到某一阶段还需要一个过程。目前，用到智能制造或实现智能制造的主体不是非常普遍。只是有的行业，例如，汽车、家电、半导体制造业等电子原器件行业的部分企业实现了部分的智能制造，但是整个智能制造现在才刚刚开始。

　　德国的工业4.0是从机械化、电器化、自动化到4.0。这实际上是一个智能化的概念，大部分国家还没有到达4.0的这个阶段，还处于3.0阶段。而中国目前尚未达到3.0阶段，但中国要实现跨越式发展，可能要跳过3.0直接到4.0，这是整个发展趋势和大环境快速变化所导致的。

　　智能制造现在也没有一个很精确的定义，但是总的来讲智能制造就是在整个制造过程中融合计算机技术、信息技术。通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类在制造过程中的脑力劳动。但是我们平常说的智能制造大部分指生产过程，它实现智能制造以后就可以实现定制化生产，在生产过程当中以机器为主。机器可以通过感知、信息采集、大量计算实现一个生产线生产多种型号的东西，转化非常快，包括信息的管理、远程的控制都可以实现。整个生产的过程只能是实现某一种东西的自动化生产而不具备智能。

　　本刊记者：目前，机器人与制造自动化技术在智能制造领域扮演怎样的角色？

　　侯宪伦：在实际应用中机器人其实就是起到代替人的作用，一方面降低人员成本，另一方面将人工从一些不适宜工作的条件中解放出来，比如说是高危环境下的操作。现在的机器人是在生产、加工、制造等过程中用机器人来替代人。

　　现在，浙江省和广东省非常重视机器人换人，他们还为此出台了奖励政策，企业每用一台机器人，政府都给予资金补助。这两个省的制造业特别发达，属于结构性的劳动力短缺，机器换人比较迫切。

　　本刊记者：机器人的未来发展方向是什么？

　　侯宪伦：现在的机器人都是刚性的，下一步的机器人在为智能制造做布局，明年就会启动新一代机器人的一些事项，那时的机器人就可以跟人一起共事，会比较小巧比较灵巧，最重要的是它可以躲避人，不会伤到人，国外现在已经开发出这种样机了。

　　要实现智能制造，最主要的手段就是机器人。习近平总书记在两院院士大会上也指出，机器人的革命是第三次工业革命的切入点和重要增长点。第三次工业革命实际上就是智能化的技术普遍应用，等智能制造真正实现的时候，机器人是一个重要的支撑。未来机器人会不仅仅应用于工业，会普遍进入人类的生活。比尔盖茨也说过，下一个改变世界的技术一定是机器人技术。