伴随着快速发展的数字化以及网络技术、云计算技术的高级化，物与物通过网络相连接的物联网社会正在逐渐成为现实，机器人也将迎来巨大转机。欧美各国意识到了这个巨大的变化，开始谋划抢占新一轮工业革命的先机，掌控新一代机器人技术与市场的主导权。作为制造业大国和机器人大国，日本政府推出《机器人新战略》，旨在使机器人技术在日本得到极大产业化。2015年，我国机器人市场正式进入启动期。同时，2015年5月份国务院出台的《中国制造2025》也将机器人产业列为重点发展领域。机器人在解决劳动力不足、提高各领域工作效率、改进各领域工作质量等方面发挥着越来越显著的作用。随着机器人的更加智能化，机器人对各个领域将产生颠覆性的影响。

　　发达国家为何纷纷将“机器人”上升为国家战略？

　　英国知识产权局2014年的一份报告显示，从2004年到2013年机器人专利以3倍的速度递增，各国在过去的10年中发表了12万个机器人技术专利。机器人技术专利最多的国家是日本，为31%，美国排在第二位，为19%，其次是德国（17%）、中国（10%）、韩国（9%）、法国（3%）、英国（2%）。

　　如果参照这份研究报告的话，除了我国之外，机器人六大强国依次为：日本、美国、德国、韩国、法国和英国。近三年来，这六个机器人强国陆续出台与机器人有关的国家战略，将机器人视为经济增长的推动力。例如：2012年，韩国发布《机器人未来战略2022》；2013年，美国发布《机器人发展路线图》，德国发布《工业4.0战略》，法国发布《机器人行动计划》；2014年，英国发布《机器人和自主系统战略2020》；2015年，日本发布《机器人新战略》。

　　这些举措的背景之一是，伴随着快速发展的数字化以及网络技术、云计算技术的高级化，物与物通过网络相连接的物联网社会正在逐渐成为现实，机器人也将迎来巨大转机。欧美各国意识到了这个巨大的变化，开始谋划抢占新一轮工业革命的先机，掌控新一代机器人技术与市场的主导权。

　　“机器人大国”日本将凭借《机器人新战略》应对工业4.0

　　“机器人大国”日本发布的《机器人新战略》受到了世界各国的关注。伴随德国工业4.0时代的到来，生产制造领域的工业机器人将不断地升级为智能机器人。作为制造业大国和机器人大国，日本如坐针毡——如果不推出机器人国家战略规划的话，日本作为机器人大国的地位岌岌可危。2015年1月23日，日本政府公布了《机器人新战略》，旨在使机器人技术在日本得到极大产业化。

　　1954年，美国人乔治·德沃尔首先提出了“工业机器人”的概念，并于1962年由美国Unimation和AMF公司实现批量生产进行销售。虽然工业机器人并不是诞生在日本，但是日本却将工业机器人发扬光大，并成为了当今世界最大的工业机器人王国。日本既是工业机器人的最大制造国也是最大消费国。

　　美国在上世纪60年代制造了现实中的机器人，1967年日本川崎重工引进美国技术，此后伴随着日本汽车和电子制造业的崛起，工业机器人被大量引入汽车和电子制造业中。1980年代，德国才将工业机器人引入纺织业中。而上世纪80年代以来，日本机器人以制造业工厂应用为主，已然实现了迅速普及。尤其是，机器人在主要需求领域——汽车与电子制造产业中的安装使用，带动了生产效率的大幅提高。可以说，正是机器人应用，造就了20世纪80年代日本经济的辉煌。

　　尽管日本依然保持“机器人大国”地位，但是，日本机器人的主要应用领域是制造业。在生产自动化过程中，基于生产的稳定性与节约劳动力成本的考虑，日本大量使用了机器人。假设日本对机器人的着眼点依然停留在制造业的话，必将落后于“网络化”“移动化”“智能化”的发展趋势，机器人领域的领先优势也将逐渐消失，甚至被边缘化。

　　所以，日本要大力推动《机器人新战略》，用以实现三大目标。

　　世界机器人创新基地——巩固机器人产业培育能力。增加产、学、官合作，增加用户与厂商的对接机会，诱发创新，同时推进人才培养、下一代技术研发，开展国际标准化等工作。

　　世界第一的机器人应用国家。为了在制造、服务、医疗护理、基础设施、自然灾害应对、工程建设、农业等领域广泛使用机器人，在战略性推进机器人开发与应用的同时，打造应用机器人所需的环境。

　　迈向世界领先的机器人新时代。物联网时代，数据的高级应用形成了数据驱动型社会。所以，所有物体都将通过网络互联，日常生活中将产生无数的大数据。进一步而言，数据本身也将是附加值的来源。因此，要随着数据驱动型社会的到来，制定着眼于机器人新时代的战略。

　　日本政府认为，为实现这三大目标，要推进机器人相互联网、自律性存储数据、数据应用等规则，并积极申请国际标准。同时，平台安全以及标准化也是不可或缺的。日本政府计划从2015到2020年的5年间，最大限度应用包括政府制度改革在内的多种政策，扩大机器人开发投资，推进1000亿日元规模的机器人扶持项目，从而应对工业4.0，迎接第四次工业革命。届时，机器人不再是简单地替代人类劳动的概念，而是“与人之间形成互助互补的关系，与人一起创造高附加值的合作伙伴”。

　　日本为何热衷于机器人？

　　孙正义1957年出生于日本，国际知名投资人，软件银行集团董事长兼总裁，被全球商界誉为日本的“比尔盖茨+巴菲特”。1998年开始，孙正义投资阿里巴巴，成为阿里巴巴第一大股东。2014年9月16日，随着阿里巴巴成功赴美国上市，马云成为中国首富，孙正义则间接晋升为亚洲首富，财富净值涨至166亿美元。在日本经济30年几乎零增长局面之下，孙正义却惊世骇俗地断言：“（2050年）日本的经济竞争力将能够成为全球第一，日本将不再是‘日沉之国’，而将复活为‘日出之国’。”并表示，未来的投资重点方向将从“互联网”转向“机器人”。

　　孙正义提出了一个日本经济复活方程式：“劳动生产率×就业人口＝竞争力”，提升生产率要靠智能制造，而解决劳动人口问题，则要靠机器人。

　　为此，孙正义提出了自己革命性的想法：大力发展机器人。他认为，日本2050年若能导入3000万个可24小时工作（3倍于工人）的工业机器人，就相当于增加了9000万制造业劳动人口，而支付给每台机器人的“平均月薪”仅为1.7万日元（约1000元人民币）。这无疑将让日本扭转劳动人口方面的劣势。或许，日本经济GDP真会在2050年成为全球第一？

　　2015年6月，阿里巴巴集团宣布同富士康及日本软银旗下机器人控股子公司达成战略合作，阿里及富士康分别向机器人公司注资145亿日元，并分别持股20%，而该公司生产的Pepper情感机器人将启动量产。互联网巨头的动态总是产业热点的风向标，此番马云投资机器人，也进一步刺激了市场对服务机器人的关注，不过服务机器人要从诱人的概念走向真实的市场需求，还有很长的路要走。业内将阿里投资机器人视为战略布局，认为其以此为开端将进军人工智能机器人产业。而马云在公开场合也表示，机器人产业有望在医疗、公共服务、研究和智能家居等方面成为催化科技突破的关键领域。

　　马云、富士康和日本软银之间的合作互补性非常强。阿里巴巴的云计算能力及大数据是服务机器人的关键技术，富士康具备制造业龙头实力，而日本软银的Pepper机器人初期以日本作为目标市场，因为该地区老龄化特征决定了产品的需求性更强。

　　“机器人”是《中国制造2025》的10大重点领域之一

　　我国一些省市也在大规模搞“机器换人”。“机器换人”是以现代化、自动化的装备提升传统产业，推动技术红利替代人口红利。通过“机器换人”不仅能够提高劳动生产率、解决用工难题，还能提升职业健康和安全生产水平，将成为工业企业转型升级的必然选择。因此，各地纷纷出台“机器换人”行动计划。2013年11月，浙江嘉兴市发布《嘉兴市2014年度“机器换人”专项行动方案》；2013年12月，浙江杭州市发布《关于开展“机器换人”工作三年行动计划（2013～2015）》；2014年7月，佛山市顺德区发布《关于推进“机器代人”计划全面提升制造业竞争力实施办法》；2014年8月，东莞市政府发布《东莞市推进企业“机器换人”行动计划（2014～2016）》。通俗来讲，“机器换人”就是在用工紧张和资源有限的情况下，通过提升机器的办事效率，来提高企业的产出效益。

　　美国波士顿咨询集团（BCG）发布报告称，对于中国这个全球制造业出口大国，工业机器人将为其节省约18％的劳动力成本。过去20年，受益于廉价劳动力，中国经济实现了快速发展，但现在正面临着工资上涨带来的挑战。经历长达18年的探索期，中国正在大踏步地跨入这个时刻。数据显示，2013年中国市场共销售工业机器人近3.7万台，约占全球销量的五分之一，总销量超过日本，成为全球第一大工业机器人市场。根据国际机器人联盟（IFR）的预测，到2020年，这个体系产业销售收入将达到3万亿元。

　　在美国和日本，机器人产业已经发展了数十年，而我国起步较晚，经历了漫长的探索期之后，直到2015年才迎来重大发展转机。

　　2014年6月，习近平总书记在中国科学院第十七次院士大会、中国工程院第十二次院士大会上，提到机器人革命及他的思考，机器人再次受到了政府、产业界、学术界等各方关注。

　　2015年，我国机器人市场正式进入启动期。同时，2015年5月份国务院出台的《中国制造2025》也将机器人产业列为重点发展领域，并计划到2025年将我国机器人产业培育成为具有国际竞争力的先导产业，建立完善的机器人产业体系，成为世界领先的机器人研发、制造及系统集成中心，下一代机器人研发与产业化实现明显突破，具备自主知识产权的服务机器人实现批量规模生产，在人民生活社会服务和国防建设中普及应用。

　工业4.0带来机器人的进化

　　2009～2012年欧洲深陷债务危机，德国经济却一枝独秀，依然坚挺。德国经济增长的动力来自其基础产业——制造业所维持的国际竞争力。对于德国而言，制造业是传统的经济增长动力，制造业的发展是德国工业增长不可或缺的因素，基于这一共识，德国政府倾力推动进一步的技术创新，其关键词是“工业4.0”。

　　工业4.0的诞生背景。新一代信息通信技术的发展，催生了移动互联网、大数据、云计算、工业可编程控制器等的创新和应用，推动了制造业生产方式和发展模式的深刻变革。在这一过程中，尽管德国拥有世界一流的机器设备和装备制造业，尤其在嵌入式系统和自动化工程领域更是处于领军地位，但德国工业面临的挑战及其相对弱项也显而易见。一方面，机械设备领域的全球竞争日趋激烈，不仅美国积极重振制造业，亚洲的机械设备制造商也正在奋起直追，威胁着德国制造商在全球市场的地位。另一方面，互联网技术是德国工业的相对弱项。为了保持作为全球领先的装备制造供应商以及在嵌入式系统领域的优势，面对新一轮技术革命的挑战，德国推出“工业4.0”战略，其目的就是充分发挥德国的制造业基础及传统优势，大力推动物联网和服务互联网技术在制造业领域的应用，形成信息物理系统（Cyber-Physical System，CPS），以便在向未来制造业迈进的过程中先发制人，与美国争夺新一轮工业革命的话语权。

　　实施“工业4.0”战略是积极应对新一轮工业革命，争夺国际竞争力和话语权的重要举措。为此，德国的“工业4.0”战略详尽描绘了信息物理系统（CPS）概念。希望利用CPS系统，开创新的制造方式，通过传感器物联网紧密连接物理现实世界，将网络空间的高级计算能力有效运用于现实世界中，从而实现“智能工厂”，使得在生产制造过程中，与设计、开发、生产有关的所有数据将通过传感器采集并进行分析，形成可自律操作的智能生产系统。

　　从某种意义上说，“工业4.0”是德国希望改变信息技术不断融入制造业所造成的支配地位。一旦制造业各个环节都被云计算接管，那么制造业还是制造业吗？所以，“工业4.0”希望用“信息物理系统”升级“智能工厂”中的“生产设备”，使生产设备因信息物理系统而获得智能，使工厂成为一个实现自律分散型系统的“智能工厂”。那时，云计算不过是制造业中的一个使用对象，不会成为掌控生产制造的中枢所在。

　　在德国，“工业4.0”概念被认为是以智能制造为主导的第四次工业革命，旨在通过深度应用信息技术和网络物理系统等技术手段，将制造业向智能化转型。与美国的第三次工业革命说法不同，德国“工业4.0”认为，在制造业领域，将各种资源、信息、物品和人融合在一起，相互联网的众多CPS系统组成了“工业4.0”。CPS包括智能设备、数据存储系统和生产制造业务流程管理，从生产原材料采购到产品出厂，整个生产制造和物流管理过程，都基于信息技术实现数字化、可视化的智能制造。

　　制造业内植入互联网，是深度应用互联网的无界限、全民化、信息化、传播速度快等特性，创新制造模式、整合生产资源、提升生产效率，从而促进制造业的转型升级。德国“工业4.0”是制造业互联网化的一个体现。具体而言，就是在“智能工厂”以“智能生产”方式制造“智能产品”，整个过程贯穿以“网络协同”。

　　“工业3.0”与“工业4.0”的差别。“工业4.0”时代的智能化，是在“工业3.0”时代的自动化技术和架构的基础上，实现从集中式中央控制向分散式增强控制的生产模式的转变，利用传感器和互联网让生产设备互联，从而形成一个可以柔性生产的、满足个性化需求的大批量生产模式。

　　如今，随着信息技术、计算机和通信技术的飞跃发展，人们对产品需求的变化，使得灵活性进一步成为生产制造领域面临的最大挑战。具体而言，由于技术的迅猛发展，产品更新换代频繁，产品的生命周期越来越短。对于制造业工厂来说，既要考虑对产品更新换代的快速响应能力，又要考虑因生命周期缩短而减少产品批量。随之而来的，是成本提升和价格压力问题。

　　“工业4.0”则让生产灵活性的挑战成为新的机遇，将现有的自动化技术通过与迅速发展的互联网、物联网等信息技术相融合来解决柔性化生产问题。“个性化”是有针对性的、量身定制的代名词；“规模化”意味着大批量、重复生产。“工业4.0”时代的智能制造就是让“个性化”和“规模化”这两个在工业生产中相互矛盾的概念相互融合的生产方式，通过互联网技术手段让供应链上的各个环节更加紧密联系、高效协作，使得个性化产品能够以高效率的批量化方式生产，即大规模定制生产。

　　更好地满足个性化需求，提高生产线的柔性是制造业长期追求的目标。而实现大规模定制，需要的是动态配置的生产方式。“工业4.0”报告中描述的动态配置的生产方式主要是指从事作业的机器人（工作站）能够通过网络实时访问所有相关信息，并根据信息内容，自主切换生产方式以及更换生产材料，从而调整成为最匹配的生产作业模式。动态配置的生产方式能够实现为每个客户、每个产品提供不同的设计、零部件构成、产品订单、生产计划、生产制造、物流配送，杜绝整个链条中的浪费环节。与传统生产方式不同，动态配置的生产方式在生产之前或者生产过程中，都能够随时变更最初的设计方案。

　　为此，“工业4.0”描绘的智能工厂中，固定的生产线概念消失了，采取了可以动态、有机地重新构成的模块化生产方式。例如，生产模块可以视为一个“信息物理系统（CPS）”，正在进行装配的汽车能够自动在生产模块间穿梭，接受所需的装配作业。其中，如果生产、零部件供给环节出现瓶颈，能够及时调度其他车型的生产资源或者零部件，继续进行生产。也就是为每个车型自动地选择适合的生产模块，进行动态的装配作业。在这种动态配置的生产方式下，可以发挥出MES原本的综合管理功能，能够动态管理设计、装配、测试整个生产流程，既保证了生产设备的运转效率，又可以使生产种类实现多样化。

　　“工业4.0”描述的智能制造。自动化只是单纯的控制，智能化则是在控制的基础上，通过物联网传感器采集海量生产数据，通过互联网汇集到云计算数据中心，然后通过信息管理系统对大数据进行分析、挖掘，从而制定出正确的决策。这些决策附加给自动化设备的是“智能”，从而提高生产灵活性和资源利用率，增强顾客与商业合作伙伴之间的紧密关联度，并提升工业生产的商业价值。

　　全球化分工使得各项生产要素加速流动，市场趋势变化和产品个性化需求对工厂的生产响应时间和柔性化生产能力提出了更高的要求。“工业4.0”时代，生产智能化通过基于信息化的机械、知识、管理和技能等多种要素的有机结合，从着手生产制造之前，就按照交货期、生产数量、优先级、工厂现有资源（人员、设备、物料）的有限生产能力，自动制订出科学的生产计划。从而提高生产效率，实现生产成本的大幅下降，同时实现产品多样性、缩短新产品开发周期，从而最终实现工厂运营的全面优化变革。

　　传统制造业时代，材料、能源和信息是工厂生产的三个要素。传统制造业发展的历史，就是工厂利用材料、能源和信息进行物质生产的历史。材料、能源和信息领域的任何技术革命，必然导致生产方式的革命和生产力的飞跃发展。但是，随着移动互联网和云计算、大数据技术的发展，计算机到智能手机等移动终端的演进，越来越多功能强大的智能设备以无线方式实现了与互联网或设备之间的互联。由此衍生出物联网、服务互联网和数据网，推动着物理世界和信息世界以信息物理系统（CPS）的方式相融合。也可以说，是这种技术进步使得制造业领域实现了资源、信息、物品、设备和人的互通互联。

　　通过互通互联，云计算、大数据这些新的互联网技术和以前的自动化技术结合在一起，生产工序实现纵向系统上的融合，生产设备和设备之间、工人与设备之间的合作，把整个工厂内部联结起来，形成信息物理系统，互相之间可以合作、可以响应，能够开展个性化的生产制造，可以调整产品的生产率，还可以调整利用资源的多少、大小，采用最节约资源的方式。

　　而机器人的价值，最开始就是在工业领域普及而受到全球认可的。尤其是在汽车与电子制造产业中，机器人的安装使用，带动了生产效率的大幅提高。新一代信息通信技术的发展，催生了移动互联网、大数据、云计算、工业可编程控制器等的创新和应用，推动了制造业生产方式和发展模式的深刻变革。德国“工业4.0”战略，旨在通过深度应用信息技术和网络物理系统等技术手段，将制造业向智能化转型。

　“机器人+”时代，你的生活会有哪些翻天覆地的变化？

　　机器人在解决劳动力不足、提高各领域工作效率、改进各领域工作质量等方方面面发挥着越来越显著的作用。

　　五大动力正在推动“机器人+”时代的提前到来。第一，人口红利消失，劳动力越来越少，人力成本越来越高。工业、农业等领域都需要利用机器人改变依赖密集型廉价劳动力的生产模式。第二，老龄化社会到来，人类寿命越来越长，生活质量需求越来越高。医疗、生活、教育等领域都需要利用智能化机器人提供优质服务，弥补老龄化服务领域所缺少的人力资源。第三，自然灾害和局部战争频繁发生，人类需要机器人代替人来执行救灾救护任务。第四，随着电子商务和交通运输的进步，人员流动、货物流动越来越多，需要机器人来承担代步或者代工的任务。第五，科技的进步，使人类不断地“上天入海”，机器人为此充当了“前锋”。

　　2007年，比尔·盖茨曾经在《环球科学》中撰写一篇题为《机器人将彻底改变人类的生活方式》的文章，向世界预言：机器人将与30年前的个人电脑一样迈入家家户户，彻底改变人类的生活方式。

　　机械的使用放大并延伸了人的“体力”，计算机的使用提升了“脑力”，机器人的使用将进一步协助人类、代替人类、拓展人类的综合能力——你的生活即将发生翻天覆地的变化！

　　“机器人+”能加什么？

　　如今，快速发展的物联网技术可以让机器人感知周边环境；云计算技术可以让机器人面对人类生活环境的多样性，实现自我学习、协同工作；大数据技术能够让机器人进行智能决策，而人工智能的发展，终于让机器人真正的智能起来了。

　　所以，随着机器人越来越智能，机器人也将在各个领域发挥重大作用。

　　机器人+工业：智能工厂的主力军。“招工难”已成为近年的普遍现象，特别是在劳动密集型企业表现尤为突出，北京、上海、深圳、广州等一线城市劳动力市场频现“用工荒”。而一个机器人则相当于三个人。因为，工人是8小时工作制，而机器人可以24小时不间断工作。

　　另一方面，数据显示，2000年以来，我国城镇单位就业人员平均工资始终保持每年10%以上的增长，2013年全国城镇非私营单位就业人员年平均工资达到51474元，与2012年相比名义增长了10.1%。而机器人则不需要支付工资。如果按照购买价格除以使用年限来计算“工资”的话，相当于每月不到1000元的工资成本。

　　“机器换人”是以现代化、自动化的装备提升传统产业，推动技术红利替代人口红利。“机器换人”不仅能够提高劳动生产率、解决用工难题，还能提升职业健康和安全生产水平，终将成为工业企业转型升级的必然选择。

　　机器人+医疗：不受心情左右的医生。最近，美国有媒体报道，医疗机构是不是采用手术机器人做手术已经成为“是否是高档医院”的判断标准之一。目前，美国前列腺摘除手术有80%应用手术机器人来实施。而市场份额最大的美国直觉外科手术公司（IntuitiveSurgical）的手术机器人“达芬奇”截至2014年6月已经在全球有3100多部的应用。

　　在机器人+医疗时代，类似“达芬奇”的医疗外科手术机器人系统不断发展，从理论和应用上也提出了许多有待进一步深入研究的问题，特别是适用于外科手术的机器人系统设计，系统集成和临床应用研究。各国政府不仅希望医疗外科机器人系统的研究能为疾病的治疗带来方便，产生良好的社会效益，而且进一步希望医疗机器人系统的研究能形成一个新的经济增长点，带动机器人+医疗相关的产业发展，获得良好的经济效益。

　　未来，除了传感器技术、软件信息处理能力的提升等各种技术进步之外，深度学习等人工智能技术（图像与语音识别，机械学习）的跨越式发展，也推动智能汽车自身能力进一步提升，使无人驾驶能为可能。也就是说，汽车的概念也将发生变化——汽车将从单体行驶向自主学习、网络调度的智能汽车机器人发展。

　　机器人+航天：宇航员的新同事。空间机器人正是当前各个国家竞相创新的新领域机器人之一，它汇集机械学、电子学、力学、通信、自动控制、信息科学、人工智能和计算机等多门学科为一体，是应用在宇宙空间中的一类特殊服务机器人。

　　机器人+救灾：永不停歇的队员。地震、火灾、矿难等灾难发生后，在废墟中搜寻幸存者，并尽快救出被困者是救援人员面临的紧迫任务。尤其是超过48小时后被困在废墟中的幸存者存活的概率变得越来越低。因此，如何在黄金救援时间内，尽可能搜救更多的被困者，成为了救灾工作的重点和难点。但是，往往由于灾难现场情况复杂，在救援人员自身安全得不到保证的情况下是很难进入现场开展救援工作。同时，废墟中形成的狭小空间使搜救人员甚至搜救犬难以进入。

　　机器人+军事：服从命令听从指挥。美国军用机器人开发与应用涵盖陆、海、空、天等各兵种，是世界唯一具有综合开发、试验和实战应用能力的国家。美国国防部现正在部署研制智能机器人的集成作战系统（FCS）的计划，用于提升海陆空军事系统实力，包括四大类机器人：用于监视、勘察导弹的无人驾驶飞行器（UAV）；用于深入士兵无法进入的危险领域获取信息的小型无人地面车辆（UGV）；在战斗中负责补充作战物资的多功能后勤保障机器人（MULE）；运输功能强大的武装平台和运输复杂的侦查设备的武装机器人战车（ARV）。

　　军用机器人在美国受到空前的重视和大规模应用。美国的军用机器人已经深度参与伊拉克和阿富汗的维和活动之中，有超过25000个机器人部署在地面或空中系统。同时，数据显示，美国有超过50%以上的飞行员介入空军无人驾驶系统而不是成为传统的飞行员。