国内外机器人发展现状及发展动向
一、全球机器人行业现状
(一)全球机器人行业现状
1、行业发展：增长态势延续
(1)预计2017年全球工业机器人销售量25万台
从2008年第四季度起，全球金融风暴导致工业机器人的销量急剧下滑。2010年全球工业机器人市场逐渐由2009年的谷底恢复。
2011年是全球工业机器人市场自1961年以来的行业顶峰，全年销售达16.6万台。2012年全球工业机器人销量为15.9万台，略有回落，主要原因是电气电子工业领域的销量有所下滑，但汽车工业机器人销量延续增长态势。
随着全球制造业产能自动化水平提升，特别是中国制造业升级，我们估计到2017年全球工业机器人销量达到25万台，年复合增长率9.5%.
(2)预计到2017年全球工业机器人市场容量2700亿
2012年全球机器人本体市场容量为530亿元，本体加集成市场容量按本体大约三倍算，估计1600亿元。
估计2013年至2017年，包含本体和集成在内的全球工业机器人市场，年复合增长率约为11%。预计2017年全球工业机器人市场容量将达到2700亿元。
(3)预计到2017年全球服务机器人市场容量接近500亿
根据IFR数据，2012年全球个人(或家庭)用服务机器人市场容量为73亿元，公共服务机器人市场容量为208亿元。目前看公共服务机器人产业化走在前面，市场容量更大。
预计2013-2017年个人(或家庭)用服务机器人市场容量增长率为7%，公共服务机器人市场容量年均复合增长率为17%。到2017年，全球服务机器人市场容量将接近500亿元。如果智能家居算是广义的服务机器人，服务机器人市场容量会大很多。
2、全球机器人行业布局：日欧产业优势明显，中国市场潜力巨大
(1)工业机器人市场销量与存量
全球工业机器人本体市场以中欧美日为主。日、美、德、韩、中五国存量占全球比例达71.24%，销量达69.92%。
截至2012年底，全球机器人累计销量达到247万台。机器人平均使用寿命为12年，最长15年。估计现在全球机器人存量在120万台-150万台之间。
分区域看，亚洲/澳洲增幅达到9%。亚洲增幅主要由中国需求拉动，因为中国2012年工业机器人销量增幅达到30%。
分生产地和消费地看，日本是唯一的工业机器人净出口国，拥有全球最大的机器人产能，占据全球机器人产量的66%。机器人消费地最大的区域是除日本以外的亚洲地区，占比约34%，而且是以中国市场为主。
(2)全球工业机器人与机床行业销量的对比
工业机器人销量占机床销量比反映各国机器人使用情况。这个比例的上升在一定程度上代表着这个国家机器人普及水平的提升。我们给出美日德中四国的机器人销量占机床销量比，从这个数据和历年的变化趋势看各国机器人行业的发展状况。
美日德三国的机器人销量占机床销量比稳定在一定区间内(15%-25%)，表明
这三国的机器人销量趋势与机床销量趋势基本一致，也表明机器人行业发展较为稳定。
中国机器人销量占机床销量比在2006-2011年间虽然有所提升，但仍然处于一个较低水平，5%不到。因此，中国机器人行业发展潜力还很大。
(3)主要国家/地区机器人技术优势领域比较
美日欧在机器人行业发展处于世界领先地位，但它们的优势领域各不相同。
日本在工业机器人、家用机器人方面优势明显，欧洲在工业机器人和医疗机器人领域居于领先地位，美国主要优势在系统集成领域，医疗机器人和国防军工机器人。
3、全球机器人市场格局
在全球工业机器人本体市场，机器人四大龙头企业2012年收入占比超过50%，是这一领域的绝对强者。
在机器人系统集成方面，除了机器人本体企业的集成业务，知名独立系统集成商还包括杜尔、徕斯和柯马等。
近年来，随着服务机器人产业化趋势显现，在服务机器人领域也有一系列企业涌现出来。
这些企业包括研制达芬奇机器人的直觉外科机器人公司和生产吸尘器机器人的IROBOT等。
4、应用领域：以汽车为主，向其他领域蔓延
从全球范围来看，汽车工业是机器人应用最广泛的领域，加上汽车零部件，约占机器人装机总量的40%。
其他领域的工业机器人应用量不断增长，2011-2012年，应用于交流通讯的机器人增幅居前，为14%。
(二)机器人行业发展阶段
1、机器人行业发展五阶段
结合发达国家机器人行业发展经验，我们将机器人行业发展划分为五个阶段：技术准备期、产业孕育期、产业形成期、产业发展期和智能化时期五个阶段。美日欧机器人产业已完成前四个阶段，目前处于智能化时期，而中国机器人产业还处于孕育期。
美日欧工业机器人产业发展已经完成了前四个阶段并形成了各自的产业模式，美国优势在系统集成，日本强调产业链分工，欧洲强调本体加集成的整体方案。
中国现阶段机器人产业模式更接近美国模式，原因是机器人本体不能大规模国产化，估计未来的发展趋势是类似于日本的产业链分工模式，前提是真正突破机器人本体。
回顾全球机器人发展简史，工业机器人早在1960年代就进入工厂。进入2000年，美国、日本等机器人大国已致力于研发更尖端的技术，机器人技术进入快速发展期，正向智能化阶段行进。
2、以美日为例，看机器人行业发展
美国是工业机器人的诞生国，但是随着制造业产能转移到亚洲，其工业机器人本体产业发展缓慢。日本机器人产业在80年代实现了对美国的反超，成为“机器人王国”。在这一部分，我们系统的梳理了美日工业机器人发展历程，并回答了诸如“为何美国工业机器人本体产业没有发展起来”、“日本机器人产业与其社会经济环境的关系”等重要问题。
(1)美国是工业机器人的诞生地，但本体发展缓慢早在1959年，美国的UNIMATION公司就生产出了世界上第一台工业机器人UNIMATE。
因为当时大家都想象着这个产业的前景非常好，有200多家公司开始做机器人(很像现在的中国)。
然而，到上世纪七八十年代，进入机器人行业的很多公司机器人业务开始出现亏损。我们通过考察美国机器人行业80年代左右的发展情况，发现美国机器人产业在1979年-1982年经历了损失。在那5年中，美国机器人公司的总损失超过税前总利润。每一年有净损失的生产者数量都要超过有净利润的生产者数量。
如今，美国更重视集成业务与机器人前沿技术的研发，代表企业有AdeptTechnology、AmericanRobot、IntuitiveSurgical、RethinkRobotics等。
(2)美国没有发展好机器人本体的原因我们总结出下列几点：
?第一，由于美国工业机器人发展的早，当时技术不成熟，机器人在通用汽车试用的效果很不好，产品推不出去。后来美国经济不景气，工人失业也多。面对失业率，美国人有着机器人会抢夺人类工作的担忧。
?第二，二战以来，美国的经济形态发生了重大转变，典型特征就是传统制造业在整个经济中日益相对萎缩。美国的制造业从70-80年代开始转移至日本、东南亚和亚洲四小龙。美国制造业丧失领导力的领域，不仅局限于低技术产业中的低工资岗位，也开始向高端领域延伸。表现为不仅仅一般制造业产品贸易逆差大，先进制造业产品也有贸易逆差。
?第三，美国人在机器人方面更重视应用，也就是系统集成。因为发现机器人本体净利率很低，安川电机、KUKA等只有2-3个点净利率。近几年由于行业竞争激烈，机器人本体价格下降比较快，美国企业看到本体利润空间太薄，就不重视工业机器人本体。
?第四，日本从20世纪80年代起逐步成为机器人主要生产地。日本第一台工业机器人是1969年川崎重工与UNIMATION合作开发的，在1980年前后日本机器人产量已经远超美国。自此，日本在机器人产业方面迅速实现了对工业机器人诞生地美国的反超，成为“机器人王国”。
(3)日本社会经济环境与机器人产业发展的关系
二战以后，日本经济高速发展，是靠制造业拉动起来的，从50年代起的20年高速增长期，日本GDP有30%来自制造业，从业人数也不断增多。
? 80年代后，日本人口增速放缓，制造业从业人数也趋于下降，这时，机器人的普及使日本保持了制造业总产值的持续增长。
? 1980年是日本机器人的普及元年，日本机器人产业不断发展，日本国内是其机器人产业的主要市场。
? 1990年起日本经济进入低迷期，国内机器人销量停滞不前，但是出现了出口扩大趋势。
? 2000年以后，出口逐渐占了大头，特别是对中国的出口大幅增加。
3、机器人行业发展与全球制造业转移息息相关
机器人行业发展，特别是工业机器人的发展，与全球制造业转移息息相关，机器人替代人将是全球制造业未来的发展方向。这一部分将详细阐述这一过程。
(1)全球制造业的三次转移大潮
全球范围内出现过三次较大规模的产业转移事件：
?第一次在50年代，美国将钢铁、纺织等传统产业向日本、德国这些战
败国家转移。
?第二次在60至70年代，日本、德国向亚洲“四小龙”和部分拉美国家转移轻工、纺织等劳动密集型加工产业。
?第三次在80年代初，欧美日等发达国家和亚洲“四小龙”等新兴工业化国家把劳动密集型产业和低技术型产业向发展中国家转移，于是自90年代开始，中国逐渐成为第三次世界产业转移的最大承接地和受益者。
这三次转移潮的转移路径为从发达国家转移向发展中国家，从技术领先的国家，向技术相对落后国家扩散。总的趋势为从劳动力成本高的地区转移向劳动力成本低的地区。
从产业角度来看，劳动密集型产业优先从劳动力成本高的地区转移向劳动力成本低的地区。但随着发展中国家(如中国)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，制造业将部分回归美国本土。
然而，由于很多制造业产业链都在中国，因此很难全部转移出去。这些巨大产能未来转型升级的主要方向之一，就是实现自动化。伴随国内自动化市场需求快速增长，中国有望崛起几家本体机器人企业。
(2)制造业转移是一个追求低劳动成本的过程
从以上转移路径中可以看出，制造业的转移是一个追求低劳动成本的过程。随着劳动力成本的上升，相对而言机器人是更加廉价的劳动力。以日本为例，机器人行业发展是伴随人工成本增加的过程。
日本大规模使用机器人带来两个直接好处：一是减缓劳动力成本上升对制造业的冲击，保持制造业的竞争力;二是弥补劳动力短缺。
(3)机器人成本与人工费用简单比较
根据我们调研国内重点工程机械企业机器人使用情况，可知只要产能利用率足够高，机器人更划算。
一般一台大型焊接机器人，初始购置成本200万，10年折旧的话，一年20万，一个月1.67万。如果三班倒生产，相当于5-6个工人的工作量。一个工人淡季工资是3000-4000，旺季工资是5000-6000，即使淡季5-6个工人工资，也要最少需要将近1.2万到1.5万，旺季可能要3万到3.6万，全年合计要30万，远高于当年机器人折旧总额20万。而其它焊丝、焊枪和电费基本差不多。机器人的使用成本也不高，90%的电费是用在焊接，和手工焊接差不多。机器人手臂的移动，耗电量和风扇差不多。而且机器人维护保养费用也很低，比激光切割机床的维护费用低很多。
另外，目前市场上不少人谈到发展机器人就认为是取代劳动力，解决劳动力成本过高的问题，看法多少存在片面性。替代劳动力只是发展机器人产业的一个方面(日本在高速成长期引入机器人对解决劳动力短缺，对其重化工业发展起到极大推动作用)。更为重要的是，机器人能够完成许多人不能完成的任务，如精度、洁净度等方面，机器人做得更好。上世纪90年代，日本将机器人引入到电子行业，等带动其电子产业竞争优势大幅提升。
(4)第四次工业革命仍以机器人为基础
第一次工业革命是水力和蒸汽驱动的机械制造设备。第二次工业革命是基于劳动分工的大规模电气化生产。第三次工业革命是伴随电气和IT技术提升的制造业自动化水平提升。
全球正在经历第四次工业革命。工业4.0以信息地理系统为基础，80%的创
新由信息通信技术(ICT)推动。自动化、信息化是先进制造业的关键，机器人作为自动化技术的集大成者，仍然是工业4.0的最主要的基础设施之一。
二、国外重点机器人企业及集成企业
在这一部分中，我们重点分析了国外典型的机器人企业，目的是通过剖析这些公司的特征寻找中国未来机器人的龙头企业。
(一)国外重点机器人企业的起源
国外重点机器人企业最初起源于机器人产业链上下游相关企业，如下游应用的焊接设备、上游的数控系统生产等。
最终上规模的机器人企业大都是以本体业务为核心，同时还有集成业务，甚至也做核心零部件业务的综合型机器人企业。
这些机器人企业大都在上世纪70年代进入机器人领域，经过40年的发展，有些成为纯粹的机器人企业，有些是集团公司的业务之一。从业务角度看，四大机器人企业不但有机器人本体业务，同时也涉及集成，也有关键零部件业务，更关键的是都有底层软件设计能力。当然也有专注于集成业务的企业壮大，这些企业一般都与大的汽车厂商有深度合作。
(二)国外重点机器人本体企业
这部分重点介绍了几个机器人本体公司，包括德国的库卡，日本的安川和美国的ADEPT。
1、库卡：“最纯粹”的机器人
企业库卡是德国机器人公司，世界领先的机器人制造商之一。2012年，库卡总营收为145亿元，其中，机器人本体业务营收为60亿元，机器人系统集成营收为85亿元。
库卡在2007年进行了业务重组，重组后库卡的业务部分为机器人部和系统集成部，是“最纯粹”的机器人企业。
库卡的经营理念是“专注于高增长与高利润的业务，以达到世界领先水平”。因此在2007年完成其业务重组，专注于其优势领域——机器人业务。库卡的机器人本体业务和集成业务水平均为全球领先。
近年来库卡本体业务增速高于集成业务，本体业务营业利润近年来也高于集成业务，主要原因是中国等新兴市场集成业务外包比较多。这点也反应为库卡机器人本体利润好于系统集成利润。
2、日本机器人企业的经典案例：安川电机
安川电机是日本着名的电子机械工程公司，主要业务包括：机器人(Robotics)、运动控制(MotionControl)、系统工程(SystemEngineering)与信息技术(InformationTechnology)。
安川电机的业务特点是各个业务部门之间可以相互配合。安川电机是典型的综合型机器人企业，拥有包括上游零部件生产的运动控制部门在内的机器人产业链上的各主要部门。
安川电机的MOTOMAN工业机器人是世界上使用最广泛的工业机器人之一;运动控制部提供各式运动控制、驱动装置等，以实现高效率与高生产力的生产系统;系统工程为不同类型的工厂提供合适的机器人外围设备构建，使得安川电机各个业务相互配合紧密。
2012年安川电机机器人本体部门收入占总收入的36%，仅次于运动控制部的47%。
与库卡类似，安川各业务变化趋势显示公司在不断整合资源投入主要的运动控制和机器人部，其他业务比例不断缩小。
3、Adept：硕果仅存的美国工业机器人本体企业
Adept成立于1983年，产品主要包括AGV小车、SCARA机器人和DELTA并联机器人。
前文讲美国机器人行业发展历程时提到，美国工业机器人本体企业发展的并不好。ADEPT是美国硕果仅存的机器人本体企业，其主要产品AGV小车和DELTA 并联机器人技术非常先进，但是六轴关节机器人很少。
Adept的SCARA机器人是日本企业帮忙贴牌生产的，但是Adept的AGV技术非常先进，可以不需要任何巡线;另外，Adept的并联机器人有个专利，四根连杆(一般并联机器人三个连杆)加四个电机，加速度大，非常快，但是价格很贵，一般要30万，发那科和ABB的并联机器人27万以内，国内的AGV大概是Adept 价格的一半。
Adept收入主要来源于本体业务销售。2012年，超过80%的收入来自于本体业务。这与其产品主要为自动化移动设备或小型机器人有关。
(三)国外重点机器人集成企业
国外做机器人集成业务的企业包括综合型的机器人企业(如四大家族)，也包括专门做机器人集成的企业(如杜尔、徕斯、柯马等)。
1、杜尔：涂装生产线集成业务领先者
杜尔是做机器人系统集成的为数不多的一家上市公司。
杜尔是专业的系统集成企业，机器人本体数量很少，在涂装生产线集成方面具有明显的优势。2012年总营收达到200亿元，其中系统集成业务收入达到90亿元以上。
金融危机之后，由于中国等新兴市场国家汽车产能迅速扩张，杜尔涂装生产线系统集成业务进展迅速，表现为订单持续超预期，且新订单销售价格也显着攀升，再加上新业务并入，导致股价持续上涨，5年间上涨了12倍。
2、国外机器人系统集成总结
在国外综合型机器人企业(包括本体、集成)，以及纯粹的系统集成商当中，系统集成业务规模最大的约100亿元。而且这些大的系统集成商主要以汽车行业系统集成为主，通常与多家大型汽车企业绑定，承接其全球汽车产能的集成业务，而且通常专注于焊接、涂装和总装生产线的集成业务中的一种。
(四)国外重点机器人企业主要财务指标对比
首先，毛利率与净利率对比。根据公开财务数据，国外机器人企业毛利率能达到20%以上，但净利率很低。除了发那科超过20%的净利率之外，其它几家通常只有2-3个点净利率。净利率低与这几年机器人本体价格下降有关，也可能与关联交易有关。
发那科毛利率和净利率比较高的原因包括两个：
?一是发那科机器人的伺服系统和控制系统自制，且可以享受与机床业务带来的零部件协同带来的规模效应;
?二是发那科还有大量的高毛利率的软件业务，比如机床CNC系统。
其次，ROE对比。在几大机器人企业中，杜尔2012年ROE为27.39%，股本回报率最高，其他三家ROE也均在8%-21%之间。日本机器人企业ROE相对比较低的原因是零部件自制比例大，资产相对比较重。
第三，市值规模与估值对比。
在机器人四大家族中，ABB和发那科市值规模进入千亿俱乐部，最新市值分别达到3766亿元和2039亿元。ABB业务涉及领域多，主要为电力技术和自动化，
不仅限于机器人。库卡、安川市值规模达百亿级，其中库卡专注于机器人行业，安川还有自动控制业务。机器人集成企业杜尔市值规模也达百亿级。美国机器人公司ADEPT市值规模相对较小，只有10个亿。
国外企业经历了成长期，估值均在20倍到30倍，主要是因为在国外机器人产业相对成熟。
但是不可低估未来几年由于机器人技术突破，带来估值大幅提升的机会。
三、机器人技术革命
(一)工业机器人技术革命
1、现阶段机器人仍是生产线辅助设备，核心设备仍是机床
现阶段工业机器人技术发展仍然很不成熟。在现有的生产模式下，机床仍然是最核心、最基础的设备，是工作母机;机器人用于人工替代，只是生产线上面的辅助设备。无论是中国还是全球，相对于机床，机器人占生产线总成本的比例还比较低。考虑到这点，也许机器人本体的产值只能无限接近机床产值。
2012年，全球机床产值5590亿元，机器人本体产值有530亿元，加上集成约1600亿元，约占机床产值的29%。在中国，这一比例更低，只有11%，未来有很大提升空间。
随着自动化大趋势的发展，机器人将取代机床成为新一代工业生产的基础。但这发生的前提是工业机器人技术得到突破，克服现有的问题。
2、工业机器人技术仍有很大提升空间
工业机器人技术未来的发展方向：
?智能化，智能化就是机器人的操控将越来越简单，很多东西机器人就能自主判断，不需要人示教，不需要高级的技术人员操作。智能化也就是傻瓜化。
?柔性化，现在的机器人是一个单臂的机器人，就不能像人手那样灵活。如果双臂机器手技术得到突破。这种机器用在工厂里，基本可以代替人做所有的工作。像现在单臂的机器人在装配线上就没法用，协调性达不到要求。
?安全性，现在的机器人，由于技术还没有发展到一定的程度，很容易对人造成伤害。跟人交互的一些安全措施还没有做到位。现在想做到位需要装一些很贵的传感器。
?低成本，工业机器人由于现在成本还很高，如果想打造很智能化的东西，成本很高就卖不出去，需要通过上规模降低成本。
?技术融合，机器人技术将类似于80年代的手机、90年代的互联网、2000年代的移动设备，经历一个技术融合的过程。未来的机器人技术将在通信、感知、处理、移动、意识、操作这六个方面突破。
随着工业机器人技术突破，应用将更加广泛，未来工业机器人的市场容量将有望十倍或数十倍扩张。
未来的机器人会变得很柔性，很智能化，很安全，成本也很低。但这需要一个发展的过程。库卡和尤傲已经研制一些安全性机器人的代表。现在要想做到安全性，对人没有伤害，机器人的速度就会比较低。这样子的机器人可以应用在一些特定的场合。有的场合对效率的要求不高就可以用，但是不能普遍的应用。
3、BAXTER机器人与双臂机器人
Baxter机器人：Baxter与其它工业机器人的不同之处在于它的精度和速度降低，但是适应性和安全性增强。它的另一个重要特征是成本低。此外，Baxter 还被认为类似于PC机，能根据用户的需求进行软件升级。但整体而言，Baxter 机器人还处于试验阶段。
双臂机器人：ABB和安川等机器人企业正在研制双臂机器人。双臂机器人可以从事传统机器人无法做到的事，如精细的组装等。符合机器人往更智能化、灵活化方向发展。由于大量使用高端传感器，成本很高，尚未大面积使用。
(二)服务机器人未来爆发式增长
1、谷歌的大动作
谷歌近期收购了在人工智能、机器人、机械手臂、设计等领域有所专长的八家机器人公司。谷歌此次收购更注重机器人的软件方面，因为谷歌认为机器人项目还需要在软件和传感器等地方取得突破，而硬件层面的问题，比如机动性、手和脚的动作，都已经解决。
根据谷歌的发展战略，机器人技术将在谷歌下个十年的发展中扮演重要的角色，它们将在空间探索、地图数据收集、制造业等多个方面发挥巨大的作用。
在完成对一系列机器人公司的收购后，谷歌又斥资32亿美元收购
NEST.NestLabs是世界领先的智能家居生产商，由iPod之父TonyFadell创立。Nest有两款智能家居产品，智能温控器和智能烟感器。Nest的核心技术包括算法、传感器等，用户体验运行于云网络。
谷歌斥资32亿美元收购Nest，是其历史上规模第二的收购，标志其正式进入家庭自动化市场。据估计，到2019年美国家庭自动化市场将达到164亿美元，市场潜力巨大。另外，近期谷歌还斥资约4亿美元收购了人工智能公司DeepMind。
Nest制造的连网恒温控制器配置了传感器和软件，这些传感器和软件能够检测到房子是空的，并调低温度。在这样的情况下，恒温控制器就会产生大量的数据，谷歌收购Nest的目的是为了获取数据。大数据在智能家居领域应用至关重要。
GOOGLE新时代的“通用电气”，收购Nest让谷歌涉足家用电器市场，而这正是美国工业巨头通用电气的起家业务。通用电气早期产品拥有一个共同特点：均为电气化产品。在当时这还属于一个新兴领域，类似于今天的智能家居。而谷歌拓展硬件业务也有一个共性：数据。包括数据收集和数据分析，以此来提高设备的智能化。
随着物联网和4G网络技术越来越成熟，加上谷歌的智能手机系统Android 得到更多的广泛应用，谷歌必将在机器人领域大展拳脚，谷歌主导的安卓系统本身就是以机器人作为logo。未来谷歌计划在家庭自动化、制造业自动化以及商业物流自动化等方面，都实现较大突破。
2、服务机器人仍处于产业化前期
在机器人领域，工业机器人已经实现产业化，服务机器人处于产业化前期。服务机器人包括公共服务机器人和家庭服务机器人。现在看公共服务机器人会率先产业化，特别是医疗机器人，军事机器人和物流机器人。另外，功能简单的家庭服务机器人也在逐步产业化。
结合IFR的估计，我们预测，未来3-5年注重技术融合以及贴近需求的服务机器人会逐渐形成一个比较大的市场。10年之后机器人技术还可能实现重大突破，如仿人型机器人等。
3、服务机器人产业化经典案例：达芬奇手术机器人
医疗机器人的经典案例是研制达芬奇机器人的直觉外科公司。
达芬奇手术机器人是直觉外科公司、IBM、麻省理工学院和Heartport公司联手开发的外科手术机器人。最早实际上是个美国军方的项目。
达芬奇机器人由三部分组成：外科医生控制台;床旁机械臂系统;成像系统。
实际上就是腹腔镜手术系统，用于微创手术。
截止2013年9月30日，全球范围共安装2871台达芬奇手术机器人系统，其中，美国2042台，占71%，欧洲455台，亚洲261台，其它地区113台。
直觉外科公司过去十年的财务表现也十分惊人。公司营收复合增长率达到41%，净利润增速更高，毛利率处于上升趋势当中，从2008年开始毛利率超过70%.
直觉外科公司1995年成立，2000年上市，2004年开始盈利。股价也从上市时的10美元，涨至2012年5月最高价588美元，涨幅高达58倍。
截至2014年1月17日，直觉外科公司股价为430.14美元，总股本为3970.99万，市值规模达到170.81亿美元，折合人民币1033.74亿。
4、IROBOT引领家庭机器人
随着老龄化程度的加剧和家政成本的上升，家庭对于家用机器人的需求不断扩大。在家庭服务机器人中，首先进入人们生活的是扫地机器人。
IROBOT公司的扫地机器人Roomba，代表了这一类型产品的未来。
IROBOT是美国一间先进技术公司，公司设计及制造军用机器人、商用机器人及家用机器人，并以家用自动吸尘机器人-Roomba最令人熟悉。其他知名产品包括Scooba家用自动洗地机器人和PackBot军用机器人。
由于iRobot国防与安全部门的营收稳定性差，2007年与美国军方的合同夭折大创其股价。不过，随着家用机器人需求激增，IROBOT家用机器人销量逐步上升，股价也逐步回升。
截至2014年1月17日，IROBOT公司股价为36.59美元，总股本为2880.74万，市值规模达到10.54亿美元，折合人民币63.79亿。由于军用机器人业务不稳定，IROBOT市值波动较大。
5、未来服务机器人市场容量估算
PC与现阶段工业机器人和服务机器人的关系类似上世纪80年代工业计算机与PC机的关系，正如同当时计算机市场从工业计算机向PC转化一样，目前机器人市场也正在从工业机器人市场向PR(PersonalRobot，即家庭服务机器人或个人服务机器人)市场转变。若未来PR市场的发展类似PC,每家每户都有服务机器人，未来将会是千亿美元级的全球机器人市场。
四、国内机器人产业链
1、估计2017年国内工业机器人市场容量是2012年四倍，未来五年行业年复合增长率超过30%
其中，本体市场容量195亿，本体加集成市场容量807亿。服务机器人当中的手术机器人市场容量有望达到15个亿，家庭服务机器人市场容量约30个亿。如果把智能家居作为家庭服务机器人，那么服务机器人市场会大很多。
2014年是机器人行业的拐点之年：今年是国内机器人行业整合之年，从近期慈星股份与固高合作控制器，新时达收购众为兴就可以知道这个趋势;也是机器人本体国产化加速之年，因为控制器、伺服电机等关键零部件的国产化今年有望实现重大突破;更是低端产能自动化需求扩张之年，长三角、珠三角的低端制造业的自动化市场会被引爆。
机器人属于高科技行业，产业链各个环节都保持较高毛利率：除国产机器人本体由于关键零部件成本较高，毛利率出现负值之外，机器人产业链的各个环节都保持比较高的毛利率水平，其中以医疗手术机器人毛利水平最高接近或超过70%.
2、估计2017年机器人伺服电机及驱动市场容量52亿
目前国内机器人使用的伺服电机及驱动还是以国外供应为主，但是埃斯顿、广数、汇川等企业伺服电机进展较为顺利，2014年可能实现较大突破。
3、估计2017年机器人控制器市场8.8亿
机器人控制器是国内比较拿手的，国产化门槛不高，例如有慈星股份和固高的合资公司，以及新时达收购的众为兴，估计2014年国产控制器会放量。
4、估计2017年机器人减速机市场46个亿
减速机尽管只是单纯的机械件，但是还是最难的一块，真正要实现国产化需要点时间。
五、机器人行业发展前景
?机器人产业链存在投资机会，国内机器人行业的广阔发展前景，必然给二级市场都带来很好的投资机会。从机器人产业链的角度来看，应该关注能够突破关键零部件、机器人本体的企业，以及具有跨领域集成能力的集成商。
?行业处于发展初期，并购或合作是很好的投资主题，国内机器人行业处于发展初期，各机器人企业规模普遍不大，而且很多没有上市。因此，现有的传统行业上市公司，通过并购或合作的方式进入机器人行业，是很好的投资主题。
?经济型本体概念，具有研制桁架机器人、SCARA机器人、桌面机器人，以及低成本六轴通用机器人能力的上市公司或拟上市公司。
?有竞争优势的系统集成商，到目前为止国内机器人企业当中能赚钱的还是以系统集成商为主，尽管系统集成商上规模比较困难，仍然看好具有跨领域能力，以及有能力提升项目标准化程度的系统集成商。
?机器人前沿技术概念，国内机器人行业处于创新活跃期，有可能在机器人智能、机器人视觉技术，以及人机交互等方面取得重大突破。
工业机器人发展现状与趋势 工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来，机器人技术及其产品发展很快，已成为柔性制造系统(FMS)、自动化工厂(FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。 广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。 一、工业机器人技术现状及国内外发展的趋势 工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。国外专家预测，机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。据联合国欧洲经济委员会(UNECE)和国际机器人联合会(IFR)的统计，世界机器人市场前景看好，从20世纪下半叶起，世界机器人产业一直保持着稳步增长的良好势头。进入20世纪90年代，机器人产品发展速度加快，年增长率平均在10％左右。2004年增长率达到创记录的20％。其中，亚洲机器人增长幅度最为突出，高达43%，如图1所示。
各区域用户工业机器人定购指数（以1996年作为100） 国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势： 1．工业机器人性能不断提高（高速度、高精度、高可*性、便于操作和维修），而单机价格不断下降，平均单机价格从91年的10．3万美元降至97年的6．5万美元。 2．机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品问市。 3．工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可*性、易操作性和可维修性。 4．机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制；多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。
工业机器人发展现状及趋势 1国内工业机器人的发展现状 1.1发展概述 我国的工业机器人研究开始于20世纪80年代中期．在国家的支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关．已经基本实现了实验、引进到自主开发的转变。促进了我国制造业、勘探等行业的发展。但随着我国门户的逐渐开放．国内的工业机器人产业面临着越来越大的竞争与冲击。虽然我国机器人的需求量逐年增加，但目前生产的机器人还很难达到所要求的质量．很多机器人的关键部件还需要进口。所以目前来说。我国还处在一个机器人消费型的同家。 现在，我国从事机器人研发的单位有200多家，专业从事机器人产业开发的企业有50家以上。在众多专家的建议和规划下，“七五”期间由机电部主持，中央各部委、中科院及地方科研院所和大学参加，国家投入相当资金，进行了工业机器人基础技术、基础元器件、工业机器人整机及应用工程的开发研究。“九五”期间，在国家“863”高技术计划项目的支持下，沈阳新松机器人自动化股份有限公司、哈尔滨博实自动化设备有限责任公司、上海机电一体化工程公司、北京机械工业自动化所、四川绵阳思维焊接自动化设备有限公司等确立为智能机器人主题产业基地。此外，还有上海富安工厂自动化公司、哈尔滨焊接研究所、国家机械局机械研究院及北京机电研究所、首钢莫托曼公司、安川北科公司、奇瑞汽车股份有限公司等都以其研发生产的特色机器人或应用工程项目而活跃在当今我国工业机器人市场上。 1.2机器人分类 随着科学技术的不断进步，我国工业机器人已经走上了自主研发阶段，这样标志着我国工业自动化走向了新的里程碑按照工业机器人的关键技术发展过程其可分为三代：第一代是示教再现机器人，主要由机器人本体、运动控制器和示教盒组成，操作过程比较简单。第一代机器人使用示教盒在线示教编程，并保存示教信息。当机器人自动运行时，由运动控制器解析并执行存储的示教程序，使机器人实现预定动作。这类机器人通常采用点到点运动，连续轨迹再现的控制方法，可以完成直线和圆弧的连续轨迹运动，然而复杂曲线的运动则由多段圆弧和直线组合而成。由于操作的容易性、可视性强，所以在当前工业中应用最多。
智能移动机器人的现状和发展 姓名 学号 班级：
智能移动机器人的现状及其发展 摘要：本文扼要地介绍了智能移动机器人技术的发展现状，以及世界各国智能移动机器人的发展水平，然后介绍了智能移动机器人的分类，从几个典型的方面介绍了智能移动机器人在各行各业的广泛应用，讨论了智能移动机器人的发展趋势以及对未来技术的展望，最后提出了自己的建议和设想，分析我国在智能移动机器人方面发展并提出期望。 关键词：智能移动机器人；发展现状；应用；趋势 1引言 机器人是一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机，或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。智能移动机器人则是一个在感知 - 思维 - 效应方面全面模拟人的机器系统，外形不一定像人。它是人工智能技术的综合试验场，可以全面地考察人工智能各个领域的技术，研究它们相互之间的关系。还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。一部智能移动机器人应该具备三方面的能力：感知环境的能力、执行某种任务而对环境施加影响的能力和把感知与行动联系起来的能 力。智能移动机器人与工业机器人的根本区别在于，智能移动机器人具有感知功 能与识别、判断及规划功能[1] 。 随着智能移动机器人的应用领域的扩大，人们期望智能移动机器人在更多领 域为人类服务，代替人类完成更复杂的工作。然而,智能移动机器人所处的环境 往往是未知的、很难预测。智能移动机器人所要完成的工作任务也越来越复杂; 对智能移动机器人行为进行人工分析、设计也变得越来越困难。目前，国内外对 智能移动机器人的研究不断深入。 本文对智能移动机器人的现状和发展趋势进行了综述，分析了国内外的智能 移动机器人的发展，讨论了智能移动机器人在发展中存在的问题，最后提出了对 智能移动机器人发展的一些设想。 1
目录 （一）、机器人运动系统的组成、基本结构 (1) 1、驱动系统 (2) 2、感受系统 (2) 3、机器人——环境交互系统 (3) 4、人机交互系统 (3) 5、控制系统 (3) 6、机械传动结构 (3) （二）、国内外机器人厂家的对比 (4) 1、技术差距 (4) 2、品牌厂家 (5) 3、产品系列 (5) 4、产品价格及成本 (8) （三）机器人控制的智能化、网络化发展 (9) 1、国产机器人的发展状况 (9) 2、应用市场和产品类型的变化 (10) 3、高端智能化机器人将成重点 (11)
智能机器人运动控制系统的综述及发展摘要：本文简述了机器人控制系统，讨论了该系统的分类。综述了机器人控制系统最新的研究内容和成果，调研了机器人控制系统的市场应用。发现，机器人在工业、国防、科研、教育以及人们的日常生活等诸多领域都已广泛应用，并向着标准化、模块化、智能化不展。 关键词：机器人控制系统研究市场 （一）、机器人运动系统的组成、基本结构如图1和图2所示，机器人由机械部分、传感部分、控制部分三大部分组成。这三大部分可以分成驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人—环境交互系统六个子系统。
图1 机器人的基本结构示意图 图2 机器人基本组成示意图 1、驱动系统 要使机器人运作起来，各需各个关节即每个运动自由度安置传动装置。这就是驱动系统。驱动系统可以是液压传动、气压传动、电动传动、或者把它们结合起来应用综合系统，可以是直接驱动或者通过同步带、链条、轮系、谐波齿轮等机械传动机构进行间接传动。 2、感受系统 它由内部传感器模块和外部传感器模块组成，获取内部和外部环境状态中有意义的信息。智能化传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能化水准。人类的感受系统对感知外部世界信息是极其灵巧
国外机器人发展现状及发展动向 一、全球机器人行业现状 (一)全球机器人行业现状 1、行业发展：增长态势延续 (1)预计2017年全球工业机器人销售量25万台 从2008年第四季度起，全球金融风暴导致工业机器人的销量急剧下滑。2010年全球工业机器人市场逐渐由2009年的谷底恢复。 2011年是全球工业机器人市场自1961年以来的行业顶峰，全年销售达16.6万台。2012年全球工业机器人销量为15.9万台，略有回落，主要原因是电气电子工业领域的销量有所下滑，但汽车工业机器人销量延续增长态势。 随着全球制造业产能自动化水平提升，特别是中国制造业升级，我们估计到2017年全球工业机器人销量达到25万台，年复合增长率9.5%. (2)预计到2017年全球工业机器人市场容量2700亿 2012年全球机器人本体市场容量为530亿元，本体加集成市场容量按本体大约三倍算，估计1600亿元。 估计2013年至2017年，包含本体和集成在的全球工业机器人市场，年复合增长率约为11%。预计2017年全球工业机器人市场容量将达到2700亿元。 (3)预计到2017年全球服务机器人市场容量接近500亿 根据IFR数据，2012年全球个人(或家庭)用服务机器人市场容量为73亿元，公共服务机器人市场容量为208亿元。目前看公共服务机器人产业化走在前面，市场容量更大。 预计2013-2017年个人(或家庭)用服务机器人市场容量增长率为7%，公共服务机器人市场容量年均复合增长率为17%。到2017年，全球服务机器人市场容量将接近500亿元。如果智能家居算是广义的服务机器人，服务机器人市场容量会大很多。 2、全球机器人行业布局：日欧产业优势明显，中国市场潜力巨大 (1)工业机器人市场销量与存量 全球工业机器人本体市场以中欧美日为主。日、美、德、韩、中五国存量占全球比例达71.24%，销量达69.92%。 截至2012年底，全球机器人累计销量达到247万台。机器人平均使用寿命为12年，最长15年。估计现在全球机器人存量在120万台-150万台之间。 分区域看，亚洲/澳洲增幅达到9%。亚洲增幅主要由中国需求拉动，因为中国2012年工业机器人销量增幅达到30%。 分生产地和消费地看，日本是唯一的工业机器人净出口国，拥有全球最大的机器人产能，占据全球机器人产量的66%。机器人消费地最大的区域是除日本以外的亚洲地区，占比约34%，而且是以中国市场为主。 (2)全球工业机器人与机床行业销量的对比 工业机器人销量占机床销量比反映各国机器人使用情况。这个比例的上升在一定程度上代表着这个国家机器人普及水平的提升。我们给出美日德中四国的机器人销量占机床销量比，从这个数据和历年的变化趋势看各国机器人行业的发展状况。 美日德三国的机器人销量占机床销量比稳定在一定区间(15%-25%)，表明这
智能机器人的现状及其发展趋势 摘要：本文扼要地介绍了智能机器人技术的发展现状，以及世界各国智能机器人的发展水平，然后介绍了智能机器人的分类，从几个典型的方面介绍了智能机器人在各行各业的广泛应用，讨论了智能机器人的发展趋势以及对未来技术的展望，最后提出了自己的建议和设想，分析我国在智能机器人方面发展并提出期望。 关键词：智能机器人；发展现状；应用；趋势 The status and trends of intellectual robot Abstract: This paper briefly discusses the development, status of intellectual robot, development of intellectual robot in many countries. And then it presents the categories of intellectual robot, talks about the extensive applications in all works of life from several typical aspects and trends of intellectual robot. After that, it puts forward prospects for future technology, suggestion and a tentative idea of myself, and analyses the development of intellectual robot in China. Finally, it raises expectations of intellectual robot in China. Key words: intellectual robot; development status; application; trend 1 引言 机器人是一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机，或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。智能机器人则是一个在感知- 思维- 效应方面全面模拟人的机器系统，外形不一定像人。它是人工智能技术的综合试验场，可以全面地考察人工智能各个领域的技术，研究它们相互之间的关系。还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。一部智能机器人应该具备三方面的能力：感知环境的能力、执行某种任务而对环境施加影响的能力和把感知与行动联系起来的能力。智能机器人与工业机器人的根本区别在于，智能机器人具有感知功能与识别、判断及规划功能[1]。 随着智能机器人的应用领域的扩大，人们期望智能机器人在更多领域为人类服务，代替
机器人发展历史、现状、应用、及发展 趋势 院系：信息工程学院 专业：电子信息工程 姓名：王炳乾
机器人发展历史、现状、应用、及发展趋势 摘要：随着计算机技术不断向智能化方向发展,机器人应用领域的不断扩展和深化,机器人已成为一种高新技术产业,为工业自动化发挥了巨大作用,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。文章介绍了机器人的国内国外的发展历史、状况、应用、并对机器人的发展趋势作了预测。 关键词：机器人;发展；现状；应用；发展趋势。 1．机器人的发展史 1662年，日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶并公开表演。 1738年，法国技师杰克·戴·瓦克逊发明了机器鸭，它会嘎嘎叫、进食和游泳。 1773年，瑞士钟表匠杰克·道罗斯发明了能书写、演奏的玩偶，其体内全是齿轮和发条。它们手执画笔、颜料、墨水瓶，在欧洲很受青睐。 保存至今的、最早的机器人是瑞士的努萨蒂尔历史博物馆里少女形象的玩偶，有200年历史。她可以用风琴演奏。 1893年，在机械实物制造方面，发明家摩尔制造了“蒸汽人”，它靠蒸汽驱动行走。 20世纪以后，机器人的研究与开发情况更好，实用机器人问世。 1927年，美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”。它是电动机器人，装有无线电发报机。 1959年第一台可以编程、画坐标的工业机器人在美国诞生。 现代机器人 有关现代机器人的研究始于20世纪中期，计算机以及自动化技术的发展、原子能的开发利用是前提条件。1946年，第一台数字电子计算机问世。随后，计算机大批量生产的需要推动了自动化技术的发展。1952年，数控机床诞生，随后相关研究不断深入；同时，各国原子能实验室需要代替人类处理放射性物质的机械。
报告编号：1657362
行业市场研究属于企业战略研究范畴，作为当前应用最为广泛的咨询服务，其研究成果以报告形式呈现，通常包含以下内容： 一份专业的行业研究报告，注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况，旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。 一份有价值的行业研究报告，可以完成对行业系统、完整的调研分析工作，使决策者在阅读完行业研究报告后，能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势，确保了决策方向的正确性和科学性。 中国产业调研网基于多年来对客户需求的深入了解，全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景，注重信息的时效性，从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。
一、基本信息 报告名称： 报告编号：1657362←咨询时，请说明此编号。 优惠价：￥8280 元可开具增值税专用发票 网上阅读： 温馨提示：如需英文、日文等其他语言版本，请与我们联系。 二、内容介绍 根据国际机器人联合会的定义，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和家用服务机器人。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。 目前，世界上至少有48个国家在发展机器人，其中25个涉足服务型机器人开发。在服务机器人领域，发展处于前列的国家主要是日本、韩国、美国和德国。清洁是服务机器人应用最广泛的领域之一，主要应用有家用吸尘器、公共建筑地板清洗机和大型建筑物的擦窗机器人和外墙清洗机器人等。2012年全球家务机器人销量达到196万台，同比增长15%，预计到2015年全球家务机器人销量将达到300万台。 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，但在国家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一定的成果。我国服务机器人产业发展较好的地区主要集中在北京、上海、深圳、浙江、沈阳、哈尔滨、广州、江苏、西安等地。 2012年4月，中国科技部正式印发了《服务机器人科技发展“十三五”专项规划》，提出“十三五”服务机器人重点专项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。 据中国产业调研网发布的2015-2020年中国服务机器人行业现状研究分析及市场前景预测报告显示，纵观国内外服务机器人的发展，可以发现服务机器人在我国具有广阔的市场空间。随着城市化进程加速、人口老龄化和人口素质的提高，服务机器人的商业
2011／2 机械制造49卷第558期 纵观历史研究文献，国内外对工业机器人的研究热点问题主要分为3个方面：仿生机器人与新型机构、机器人的定位与地图创建、机器人-环境交互。本文将分别就以上3方面对研究现状进行简要分析，并对工业机器人的发展趋势作了预测。 1工业机器人的发展历程 自1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的 概念以来，工业机器人就得以不断地发展。概括起来，工业机器人的发展历程为3代： 第1代：示教再现型机器人，但不具备反馈能力。如郭勇等人[1]研制的挖掘机手柄自动操作机构，该机构结构简单，能够实现动作示教再现。 第2代：有感觉的机器人，不仅具有内部传感器，而且具有外部传感器，能获得外部环境信息。如P.l Liljeb.ck 等人研制的蛇形机器人就装有内部测转速的 传感器，以及外部测力的传感器，该机器人能够在不规则环境中具有一定的运动能力。 第3代：智能机器人。定义为“可自动控制的装置，能理解指示命令，感知环境，识别对象，规划自身操作程序来完成任务”。如John Vannoy 等人采用实时可适应性的运动规划（RAMP ）算法的PUMA560机械臂，它能在复杂动态环境中自动识别来自不同方向的移动或静止的障碍物，主动规划路径，进而完成预定任务。 2 国外工业机器人的研究现状 2.1 仿生机器人与新型机构 对人的研究，国外侧重于对人行走时的步态分析， 通过对人脚形状的分析，得出具有圆形截面的脚趾和脚后跟以及具有扁平截面的连接脚趾和脚后跟的中间 部分具有最佳的动力学性能。对人形机器人步态规划问题，Xia Zeyang 等人提出了一种基于样品的决定性的脚步规划方法，该方法综合考虑了自身独特的运动能力和稳定性。对于在不同类型障碍的复杂环境中脚步规划，Yasar Ayaz 采用与人走近障碍物时绕过的方法，通过脚步实时的生成成功避开障碍物。此外，对于双足步行机器人的复杂地面运动的研究也有新的进展，研究出一种新型的双足机构，能实现不平区域稳定地行走，该足由4个分别带光学传感器的鞋钉组成，总重1.5kg 。对动物的研究则表现为对诸如蛇、鱼的结构以及运动性能的研究。仿蛇机器人不仅可以作为管道检测装置，也可以作为地震或矿难探索装置，更可以当作极地探测器来进行科研活动。Shigeo 和Hiroya Yamada 就将仿蛇机器人的机械结构分为5种类型：活 动的弯曲关节式；活动的弯曲和拉伸关节式；活动的弯曲关节和活动的车轮式；被动弯曲关节和活动车轮式；活动的弯曲关节和履带式。Aksel Andreas Transeth 等采用摩擦力模型方法建立了一蛇形机器人模型，该机器人能与包括地面的障碍物以外的物体接触，对地震或矿区救援很有帮助。Kristin Y.Pettersen 等人对蛇形机器人在存在障碍物环境中运动进行了复合建模，仿真结构证明该模型能实现不规则环境中的一般运动。但蛇形机器人目前要真正达到在复杂环境中畅通无阻地运动，还有待进一步研究。对海洋的开发，相对于其它的水下自动化装置，仿生鱼具有更好的推进力和流体适应性。其研究主要体现在结构和运动特性上。Jun Gao 和K.H.Low 等人对胸鳍驱动和尾鳍驱动鱼形机器 人进行了分析，讨论了鱼结构和运动各参数的关系。 Yu Zhong 等人对由阀体与尾鳍构成的机器人鱼的运 动性能进行了研究，采用量纲分析方法，建立了一种能预测运动的机器鱼模型。Giuseppe Tortora 等人设计了 工业机器人研究现状及发展趋势 □ 曹文祥 □ 冯雪梅 武汉理工大学机电工程学院 武汉 430070 摘 要：作为最典型的机电一体化的高科技装备，工业机器人得到了非常广泛的应用。综述了国内外工业机器人的 研究热点现状，并预测了其发展趋势。 关键词：工业机器人现状 发展趋势 中图分类号：TP242.2 文献标识码：A 文章编号：1000－4998(2011)02－0041－03 Abstract:As the typical high-tech equipment of mechanoelectronic integration,industrial robots have been widely used.The current situation of research hot points of IR is presented and the developing trend forecasted. Key Words:Industrial Robot (IR)Current Situation Developing Trend 收稿日期：2010年9月 41
机器人与智能装备产业是高度集成微电子、通信、计算机、人工智能、控制和图像处理等学科最新科研和产业成果的前沿高新技术产业，是拟建的江苏省(常州)工业技术研究院的服务的产业核心和研发的产业立足点。直接影响生活最优化和智能化的机器人技术是机器人与智能装备产业的技术核心，推进着未来机器人与智能装备领域的科技创新力和产业竞争力。 机器人技术是一种是以自动化技术和计算机技术为主体、有机融合各种现代信息技术的系统集成和应用。经过半个多世纪的发展，机器人技术在工业生产领域得到了广泛的应用，极大地提升了生产品质并成功解放了劳动力资源。作为高技术领域中重要的前沿技术之一，机器人技术具有前瞻性、先导性的特点，对学术研究、产业升级、培养创新意识、保障国家安全、引领未来经济社会的发展有着十分重要的作用。 目前，相关领域的技术突破，从根本上为提升机器人技术的学术研究提供了必要的支持，为机器人的应用范围拓宽了道路，已涵盖国防、航空航天、工业生产、服务、老人康复、教育甚至普通家庭生活，一场新的机器人技术研究高潮和发展契机业已到来。 机器人技术毫无疑问是未来的战略性高技术，充满机遇和挑战。 目前，国际上机器人市场大概有80亿至100亿，其中工业机器人占的比重最大。2025年，整个机器人市场将达到500亿，服务机器人从原来的300多万台增加到1200多万台，特种机器人(如：排爆机器人、医疗机器人等)的呼声也越来越高。另外，微软等IT企业，丰田、奔驰等汽车公司，甚至还有家具、卫生洁具企业都纷纷参与机器人的研制。 美国和日本多年来引领国际机器人的发展方向，代表着国际上机器人领域的最高科技水平。目前，日本除了比较关注特种机器人和服务机器人以外，还注重中间件的研制。然而，近年来日本基本上在做模仿性的工作，突破性技术比较少。而美国在机器人领域的技术开发方面，一直保持着世界领先地位。再有，美国主要做高附加值的产业，比如军用机器人，目前世界销售的9000台军用机器人之中，有60%来自美国。比如：美国最近研制成功的BigDog 军用机器人，能负重100公斤，行进速度跟人相当，每小时达到五公里，还能适应各种地形，即使是在侧面受到冲击时也能保持很好的系统稳定性。 在各种机器人中，工业机器人应用较早，发展最为成熟。同时，技术的不断进步一直在牵引着机器人学科的发展，使机器人的应用领域从工业机器人扩展到特种机器人和服务机器人等。机器人技术也正越来越深刻地影响着我们的生活。机器人不但将在工厂、实验室与人一起工作，还将在车站、机场、码头、交通路口为人们指引路径、回答问题、帮助行人。机器人还将步入千家万户，为老人端茶送水，护理伤病人等等。未来机器人将会越来越广泛地进入人类社会，人类对机器人的依赖会如同现时对待计算机一样，即使是短时间的离开都可能会造成很大不便。 机器人化是先进制造领域的重要标志和关键技术，针对先进制造业生产效率提高的诸多瓶颈问题，尤其是在汽车产业中，机器人得到了广泛的应用。如在毛坯制造(冲压、压铸、锻造等)、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中，机器人都已逐步取代了人工作业。目前汽车制造业是所有行业中人均拥有机器人密度最高的
第一章绪论 1.1 机器人的定义、分类及发展概况 1.1.1 机器人的定义 机器人问世已有几十年，但没有一个统一的意见。原因之一是机器人还在发展，另一原因主要是因为机器人涉及到了人的概念，成为一个难以回答的哲学问题。也许正是由于机器人定义的模糊，才给了人们充分的想象和创造空间。 美国机器人协会( RIA) ：一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过程序动作来执行各种任务，并具有编程能力的多功能操作机 ( Manipulator )。 美国家标准局：一种能够进行编程并在自动控制下完成某些操作和移动作业任务或动作的机械装置。 1987 年国际标准化组织(ISO) 对工业机器人的定义：“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能，能完成各种作业的可编程操作机。 日本工业标准局：一种机械装置，在自动控制下，能够完成某些操作或者动作功能。
英国：貌似人的自动机，具有智力的和顺从于人的但不具有人格的机 KB 器。 中国：我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器”。 尽管各国定义不同，但基本上指明了作为“机器人”所具有的二个共同 点： 八、、? 是一种自动机械装置，可以在无人参与下，自动完成多种操作或动作功能，即具有通用性。 可以再编程，程序流程可变，即具有柔性（适应性）。 机器人集中了机械工程、材料科学、电子技术、计算机技术、自动控制理论及人工智能等多学科的最新研究成果，代表了机电一体化的最高成就，是当代科学技术发展最活跃的领域之一。 1.1.2 机器人的发展历史 1920年，捷克作家卡雷尔卡佩克发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器
智能机器人的现状及其发展 学院：电气信息学院姓名：张琪学号：1143031172 摘要：本文主要介绍了智能机器人的发展现状、关键技术及其在各个领域的应用。然后总结了智能机器人在发展中存在的一些问题。最后提出了自己的建议和设想。 关键词：智能机器人；发展现状；传感器技术；智能控制；人机接口；应用 1.引言 机器人是一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机，或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。智能机器人则是一个在感知- 思维- 效应方面全面模拟人的机器系统，外形不一定像人。它是人工智能技术的综合试验场，可以全面地考察人工智能各个领域的技术，研究它们相互之间的关系。还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。一部智能机器人应该具备三方面的能力：感知环境的能力、执行某种任务而对环境施加影响的能力和把感知与行动联系起来的能力。智能机器人与工业机器人的根本区别在于，智能机器人具有感知功能与识别、判断及规划功能。 随着智能机器人的应用领域的扩大，人们期望智能机器人在更多领域为人类服务，代替人类完成更复杂的工作。然而,智能机器人所处的环境往往是未知的、很难预测。智能机器人所要完成的工作任务也越来越复杂;对智能机器人行为进行人工分析、设计也变得越来越困难。目前，国内外对智能机器人的研究不断深入。 本文对智能机器人的现状和发展趋势进行了综述，分析了国内外的智能机器人的发展，讨论了智能机器人在发展中存在的问题，最后提出了对智能机器人发展的一些设想。 2.国内外在该领域的发展现状综述 智能机器人是第三代机器人，这种机器人带有多种传感器,能够将多种传感器得到的信息进行融合，能够有效的适应变化的环境，具有很强的自适应能力、学习能力和自治功能。 目前研制中的智能机器人智能水平并不高，只能说是智能机器人的初级阶段。智能机器人研究中当前的核心问题有两方面：一方面是，提高智能机器人的自主性，这是就智能机器人与人的关系而言，即希望智能机器人进一步独立于人，具有更为友善的人机界面。从
国内外机器人发展的现状及发展动向 机器人技术毫无疑问是未来的战略性高技术，充满机遇和挑战。目前，国际上机器人市场大概有80亿至100亿，其中工业机器人占的比重最大。2025年，整个机器人市场将达到500亿，服务机器人从原来的300多万台增加到1200多万台，特种机器人（如：排爆机器人、医疗机器人等）的呼声也越来越高。另外，微软等IT企业，丰田、奔驰等汽车公司，甚至还有家具、卫生洁具企业都纷纷参与机器人的研制。 美国和日本多年来引领国际机器人的发展方向，代表着国际上机器人领域的最高科技水平。目前，日本除了比较关注特种机器人和服务机器人以外，还注重中间件的研制。然而，近年来日本基本上在做模仿性的工作，突破性技术比较少。而美国在机器人领域的技术开发方面，一直保持着世界领先地位。再有，美国主要做高附加值的产业，比如军用机器人，目前世界销售的9000台军用机器人之中，有60%来自美国。比如：美国最近研制成功的Big Dog军用机器人，能负重100公斤，行进速度跟人相当，每小时达到五公里，还能适应各种地形，即使是在侧面受到冲击时也能保持很好的系统稳定性。 在各种机器人中，工业机器人应用较早，发展最为成熟。同时，技术的不断进步一直在牵引着机器人学科的发展，使机器人的应用领域从工业机器人扩展到特种机器人和服务机器人等。机器人技术也正越来越深刻地影响着我们的生活。机器人不但将在工厂、实验室与人一起工作，还将在车站、机场、码头、交通路口为人们指引路径、回答问题、帮助行人。机器人还将步入千家万户，为老人端茶送水，护理伤病人等等。未来机器人将会越来越广泛地进入人类社会，人类对机器人的依赖会如同现时对待计算机一样，即使是短时间的离开都可能会造成很大不便。 机器人化是先进制造领域的重要标志和关键技术，针对先进制造业生产效率提高的诸多瓶颈问题，尤其是在汽车产业中，机器人得到了广泛的应用。如在毛坯制造(冲压、压铸、锻造等)、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中，机器人都已逐步取代了人工作业。目前汽车制
浅谈人工智能学习研究的现状 及其发展趋势 摘要：自上世纪五十年代以来，经过了几个阶段的不断探索和发展，人工智能在模式识别、知识工程、机器人等领域已经取得重大成就，但是离真正意义上的的人类智能还相差甚远。但是进入新世纪以来，随着信息技术的快速进步，与人工智能相关的技术水平也得到了相应的提高。尤其是随着因特网的普及和应用，对人工智能的需求，变得越来越迫切，也给人工智能的研究提供了新的更加广泛的舞台。本文强调在当今的网络时代，作为信息技术的先导，人工智能学习在人工智能科学领域中是一个着非常值得关注的研究方向，要在学科交叉研究中实现人工智能学习的发展与创新，就要关注认知科学、脑科学、生物智能、物理学、复杂网络、计算机科学与人工智能之间的交叉渗透点，尤其是重视认知物理学的研究。自然语言是人类思维活动的载体，是人工智能学习研究知识表示无法回避的直接对象，要对语言中的概念建立起能够定量表示的不确定性转换模型，发展不确定性人工智能；要利用现实生活中复杂网络的小世界模型和无尺度特性，把网络拓扑作为知识表示的一种新方法，研究网络拓扑的演化与网络动力学行为，研究网络化了的智能，从而适应信息时代数据挖掘的普遍要求，迎接人工智能
学习与应用领域新的辉煌。 1.前言 自20世纪90年代以来，随着全球化的形式与国际竞争的日益激烈，对人工智能技术的研究与应用变的越来越被人们关注，且人工智能在制造中的运用以成为实现制造的知识化、自动化、柔性化以实现对市场的快速响应的关键。 人工智能已对现实社会做出了非常重大的贡献，而且其作用已在各领域发挥得淋漓尽致，特别是在计算机领域，人工智能的应用更加突出，可以说，哪里有计算机应用，哪里就在应用人工智能；哪里需要自动化或半自动化，哪里就在应用人工智能的理论、方法和技术。目前，人工智能应用的主要领域，也就是计算机应用的主要领域。 人工智能是一门研究人类智能的机理以及如何用机器模拟人的智能的学科。从后一种意义上讲，人工智能又被称为“机器智能”或“智能模拟”。人工智能是在现代电子计算机出现之后才发展起来的，它一方面成为人类智能的延长，另一方面又为探讨人类智能机理提供了新的理论和研究方法。 学习机制的研究是人工智能研究的一项核心课题。它是智能系统具有适应性与性能自完善功能的基础。学习过程具有以下特点：学习行为一般具有明显的目的性，其结果是获
国内外机器人发展现状及发展动向 一、全球机器人行业现状 (一)全球机器人行业现状 1、行业发展：增长态势延续 (1)预计2017年全球工业机器人销售量25万台 从2008年第四季度起，全球金融风暴导致工业机器人的销量急剧下滑。2010年全球工业机器人市场逐渐由2009年的谷底恢复。 2011年是全球工业机器人市场自1961年以来的行业顶峰，全年销售达16.6万台。2012年全球工业机器人销量为15.9万台，略有回落，主要原因是电气电子工业领域的销量有所下滑，但汽车工业机器人销量延续增长态势。 随着全球制造业产能自动化水平提升，特别是中国制造业升级，我们估计到2017年全球工业机器人销量达到25万台，年复合增长率9.5%. (2)预计到2017年全球工业机器人市场容量2700亿 2012年全球机器人本体市场容量为530亿元，本体加集成市场容量按本体大约三倍算，估计1600亿元。 估计2013年至2017年，包含本体和集成在内的全球工业机器人市场，年复合增长率约为11%。预计2017年全球工业机器人市场容量将达到2700亿元。 (3)预计到2017年全球服务机器人市场容量接近500亿 根据IFR数据，2012年全球个人(或家庭)用服务机器人市场容量为73亿元，公共服务机器人市场容量为208亿元。目前看公共服务机器人产业化走在前面，市场容量更大。 预计2013-2017年个人(或家庭)用服务机器人市场容量增长率为7%，公共服务机器人市场容量年均复合增长率为17%。到2017年，全球服务机器人市场容量将接近500亿元。如果智能家居算是广义的服务机器人，服务机器人市场容量会大很多。 2、全球机器人行业布局：日欧产业优势明显，中国市场潜力巨大 (1)工业机器人市场销量与存量 全球工业机器人本体市场以中欧美日为主。日、美、德、韩、中五国存量占全球比例达71.24%，销量达69.92%。 截至2012年底，全球机器人累计销量达到247万台。机器人平均使用寿命为12年，最长15年。估计现在全球机器人存量在120万台-150万台之间。 分区域看，亚洲/澳洲增幅达到9%。亚洲增幅主要由中国需求拉动，因为中国2012年工业机器人销量增幅达到30%。 分生产地和消费地看，日本是唯一的工业机器人净出口国，拥有全球最大的机器人产能，占据全球机器人产量的66%。机器人消费地最大的区域是除日本以外的亚洲地区，占比约34%，而且是以中国市场为主。 (2)全球工业机器人与机床行业销量的对比 工业机器人销量占机床销量比反映各国机器人使用情况。这个比例的上升在一定程度上代表着这个国家机器人普及水平的提升。我们给出美日德中四国的机器人销量占机床销量比，从这个数据和历年的变化趋势看各国机器人行业的发展状况。 美日德三国的机器人销量占机床销量比稳定在一定区间内(15%-25%)，表明
智能机器人的现状与发展 □董文清 山东淄博实验中学山东淄博255000 摘要：当前，机器人技术正快速发展。对智能机器人进行了概述，介绍了教育机器人与机器人竞赛，分析了智能足球机器人的系统组成。与此同时，从多传感器信息融合技术、视觉系统、路径规划、人工智能应用等方面介绍了智能机器人的研究领域。 关键词：智能机器人现状发展 中图分类号:TH122文献标志码:A文章编号：1000-4998(2019)01-0036-03 Abstract:Currently,the robot technology is developing rapidly.The intelligent robot was summarized, the educational robot and robot competition were introduced,and the system composition of the intelligent soccer robot was analyzed.In the meanwhile,the research field of intelligent robots was introduced from the aspects of multi—sensor information fusion technology,vision system,path planning and Al application. Key Words：Intelligent Robot Present Status Development 1智能机器人概述 机器人技术经过几十年的快速发展，已从工业领域的广泛应用，拓展到服务、医疗、军工和救灾领域。按照应用的不同，目前智能机器人可分为工业机器人和服务机器人两大类。服务机器人又可分为个人服务机器人和专业服务机器人。 目前在服务机器人领域，智能机器人的主要类型有家庭智能助理机器人、教育机器人、教师机器人、工业制造培训用机器人、手术医疗培训用机器人、护理机器人和安全教育机器人等o未来，机器人将成为人们日常生活的一部分，并彻底改变人们的生活方式。 随着计算机、自动控制、微电子技术、人工智能等技术的发展，机器人技术的智能化程度正越来越高。传感器的应用，使机器人具有视觉、听觉和嗅觉。控制系统自学习和自适应能力的加强，使机器人具有感知、思维和互动功能。 世界各国的高校和科研机构都在研究具有人工智能的服务机器人。谷歌公司收购了八家行业内公司，主要从事视觉、语音、类人和智能化技术工作，从而使机器人能学习写诗、写小说、作曲等，并可进行足球运动。当前，智能服务机器人正在迅速发展。 2教育机器人 当前，智能服务机器人在教育领域表现出了无可比拟的价值和前景，其多学科交叉融合的特点为培养收稿日期：2018年11月 2019,57(1)高素质和复合型人才，特别是人工智能研究方面的人才提供了良好的平台。 在智能服务机器人领域，机器人硬件与编程软件相结合，可以培养学习者的思维能力和学习兴趣。目前，全球排名前十的教育机器人研究机构，以及德国Fischertechnik、日本本田电机等,已研制成功多种教育机器人产品。在国内，也有不少企业研发了教育机器人。其中，能力风暴教育机器人在发展中已取得600多项专利，形成120多种机型，包括语音互动、唱歌跳舞、类人等类型。科大讯飞的教育机器人载入了TY OS智能系统，具有理解能力、表达能力和一定的智商，通过自学习不断成长，从能听会说发展为能理解会思考。优必选阿尔法教育机器人一直以高自由度、智能互动、拟人造型而闻名，借助自然的语音对话，能实现人机对话、多人通话，并能实现运动、舞蹈等各种功能。 由此可见，研发与应用教育机器人，除了要提高机器人技术之外，还需要加强人工智能、语音识别和仿生等方面的技术，使教育机器人能像真人一样进行思考、动作和适应环境。 3机器人竞赛 为了推动智能机器人技术的发展，培养青少年的创新能力，在世界各地有各种机器人竞赛，主要包括机器人足球赛、机器人灭火竞赛、机器人综合竞赛、机器人格斗大赛、机器人轨迹赛等。机器人格斗大赛在全球已开展了几十年，以英国的机器人大擂台和美国的博兹大战较为出名。日本也曾举办两足机器人竞技格斗 机械制造总第653期曲占
仿人机器人发展概况 摘要:介绍了国内外仿人机器人的发展特点，以行走机构为主要内容详细分析了日本、美国等几种仿人机器人的主要技术及其技术指标，根据国外的样机设计，分析了仿人机器人的控制设计中的一些问题，就国外仿人机器人发展对中国仿人机器人发展的差异提出了看法。 关键词: 仿人机器人，技术，双足步行 1概述 仿人机器人在过去的10多年特别是近5年中发展迅猛，自从有关综述文章发表以来，情况有了很大改变。 行走机构是仿人机器人的关键技术，对于仿人机器人的研究是从对行走机构的研究开始的，日本旱稻田大学在1973年研制成功了最早具有记载的双足步行人形机构WABOT-1。本文重点论述世界范围内仿人机器人的近期发展，对行走机构的发展做重点介绍。 2 仿人机器人近期发展特点 现如今，世界各个国家都进行仿人机器人的研究，据韩国的一个经常更新的仿人机器人网站统计，2005年3月5日，世界上共有76各仿人机器人项目正在进行中，其中日本36个，美国10个，韩国7个，英国4个，中国3个，瑞典2个，澳大利亚、泰国、新加坡、保加利亚、伊朗、意大利、奥地利、俄罗斯等国各有1个，从统计数字可以看出当时日本在此领域的领先地位及其他各国的竞争实力。 2005年2月18日出版的《科学》杂志上介绍了一种全新的行走机构，康奈尔大学、麻省理工学院和荷兰Delft理工大学的研究人员分别展示了基于这种行走机构的样机。
这种行走机构的概念来自一个简单的玩具：行走企鹅。这个企鹅臀部有两个没有动力的关节分别支撑两条直腿，该企鹅可以沿着斜坡摇摇晃晃的行走而下，这就是被动动力行走者。问题是在平地上企鹅不会行走，研究人员贡献在于设计了仅用少量驱动器就可以在平地上行走的行走机构。以Asimo为代表的传统仿人机器人每一个关节都用一个驱动器。新行走机构则不同，它的关节分为有驱动和无驱动两种，以康奈尔的设计为例，机器人每条腿的自由度为5个（臀1，膝2，踝2），其中只有一个踝关节用电机驱动，其他都是被动的，双手摆动各有一个自由度，通过机械结构由双腿带动，左腿带动右臂，右腿带动左臂。走动时，感知到左足触地时，右踝驱动右足踢开地面，使右腿摆动至左腿前方，完成一步，反之亦然。新行走机构的特点是节省能源，据说只需要通常行走机构的十分之一的动力，另外，新型步行机器人走路时一起一伏，跟人没什么两样。Delft设计和康奈尔的设计大致相同，只是采用气动驱动，MIT的设计则为每条腿有6个自由度，其中两个踝部关节用电机驱动，其他都是被动的。从录像看，康奈尔和Delft的机器人的行走姿态是令人满意的，但似乎它们只能有一种走法．不象每个关节都采用独立驱动方式的传统仿人机器人那样可以通过编程获得不同的步态．至于MIT模型，虽然采用了先进的控制方法，但其蹒跚的步态令观看者对其机构设计难以接受．实际上，研究者不止以上3家，日本Asano等人的被动动力步行模型基于能量约束并考虑了ZMP判据。 传统行走机构的研究继续瞄准动作的质量。本田提出新一代Asimo的步行速度要增加到2．5公里／小时，跑步速度增加到3公里／时，主要措施是添加腰部关节以在行进时扭摆．太极拳要求动作连贯均匀，协调完整．打太极拳是对仿人机器人动作质量的最好检验．各公司和业余爱好者正在寻找更好的设计和控制，以便在今后的机器人太极拳比赛中一决高低。探讨人类行走和奔跑时的各种动作方式。研究仿人机器人动态步行控制方法是研究重点2004年底前，本田公司宣布了新一代Asimo计划，寻求更强的行动能力，更佳的与人沟通，以及在真实世界中更机敏的反应能力。ZMP判据仍是二足步行机器人各种控制方法的基本依据．最早提出ZMP判据的南斯拉夫学者Vukobratovic最近对ZMP判据35年来的发展作了总结，Lim和他的同事除了以仿人机器人上身躯干的摆动来补偿下