-----王田苗博士在2022世界機器人大會發布

8月21日，随着閉幕式的正式召開，為期4天的2022世界機器人大會圓滿落下帷幕。中國電子學會嵌入式系統與機器人分會主任委員、北京航空航天大學機器人研究所名譽所長、中關村智友研究院院長王田苗博士出席大會閉幕式，并現場發布《機器人十大前沿熱點領域(2022-2023)》。

此次發布，中國電子學會根據國家“十四五”發展規劃，面向國家智能制造發展戰略需求，結合“硬科技”最新發展前沿與趨勢，調研走訪在機器人領域具備技術領先水平和特色應用優勢的骨幹企業，組織拜訪了來自于知名高校、研究機構的機器人相關領域專家學者，系統分析梳理了權威智庫和知名戰略咨詢公司的機器人相關研究報告、機器人創新創業的分析報告，歸納出2022-2023年機器人十大前沿技術；并結合我國國情和機器人産業發展現狀，提出了2022-2023年十大機器人應用熱點産品。

 2022-2023年機器人十大前沿技術 

1.仿人機器人技術

· 仿人機器人以雙足行走、雙手操作，是執行拟人化、多任務的一種機器人形态，目标是期望完成人類的一些操作和任務，甚至很多人類無法完成的危險任務。

· 仿人機器人技術包括高轉矩密度伺服電機、高動态運動規劃與控制、機器視覺、導航移動、情感識别與人機交互、機器學習等關鍵技術。

· 憑借仿人形态的優勢和運動特征，未來在家庭服務、商業服務、國防安全、危險作業等場景中具有重要的應用價值。

2.自然語言理解、情感識别與人機交互技術

· 自然語言理解通過對人類語音、肢體等方面意圖識别，生成相應的回答或動作指令。在引擎搜索、智能推薦、機器人交互等場景具有廣泛的應用。

· 情感識别是對自然語言理解技術的進一步升級，利用圖像識别、語音識别、大數據等技術實現對人類情感的有效識别。在教育娛樂、醫療康複等領域具有重要應用。

· 自然語言理解和情感識别是人機交互領域中的重要組成部分。伴随着人機共融、數字孿生、元宇宙等前沿科技的發展與需求，人機交互技術是未來數字時代的重要接口之一。

3.軟體機器人與人工肌肉

· 軟體機器人具有連續可變形結構，在人機共融、醫療康複、工業生産、特種應用中發揮重要作用。

· 人工肌肉具有類人肌肉的特性，相比傳統執行器，安全性更高，功率更大。有望用于航天航空、醫學等、特種服務等領域。

· 軟體機器人與人工肌肉核心技術包括：仿生與生物模型計算，智能結構材料的剛柔耦本體，軟體機器人，智能SMA與IPMC，人工肌肉與驅動、結構、感知，驅動一體化功能部件等。

4.DNA納米機器人與新材料微納部件

· DNA納米機器人具有微小、精準、靶向、低損傷、超高精度可控等優點，被譽為未來對抗人體疾病的理想的武器之一，在生物醫學、組織工程、微電子技術等領域具有廣闊應用前景。

· 核心技術包括DNA折紙技術、維納操作、亞微米級微操作台、新材料與微電子技術等。

· 随着DNA納米技術和新材料技術發展，膠囊機器人、電子皮膚等新興微納部件實現快速的交叉融合發展。

5.元宇宙與機器人融合技術

· 元宇宙與機器人的交叉融合，處于快速發展之中。元宇宙技術與數字孿生、虛拟現實（VR）、增強現實（AR）、雲計算、人工智能（AI）、區塊鍊、物聯網、人機交互、虛拟人、邊緣計算等技術交叉融合發展，旨在構建一個虛實結合的新型人機共融空間。

· 随着人工智能、人機交互、虛拟現實等技術的發展，元宇宙技術正逐漸走向人們的日常生活，例如科大訊飛發布的虛拟人技術。“元宇宙+機器人”正逐漸從傳統的娛樂、社交、遊戲、生活服務等領域，逐漸走向商業服務、高端制造等場景。

6.腦機接口與生機電一體化技術

· 腦機接口是在人或動物大腦與外部設備之間創建的直接連接，從而實現腦與設備的信息交換。

· 基于腦機接口的機器人是前沿科技之一，将機器人與腦認知交叉融合創新，在醫療領域、航空航天、教育、娛樂等多個領域，腦機接口技術将得到更廣泛的應用，發展前景值得期待。

· 生機電一體化是近年來快速發展的前沿科學技術,通過建立神經信息測量處理與人機信息通道，與機器人交叉融合發展，作為典型的生機電一體化系統, 智能假肢，将假肢本體的機電集成、雙向生機接口集成、假肢與生機接口的物理和功能集成進行融合。

7.複合機器人技術——“手足眼腦”一體化

· 複合機器人由移動平台、 機械臂、 視覺模組、 末端執行器等組成，集成了移動機器人與操作機功能，融合環境感知、 定位與導航等技術，可快速布局于智慧工廠與自動化車間、 電力巡檢、 倉儲分揀、 自動化貨倉等場景， 滿足柔性生産需求，是促進制造業轉型升級的關鍵核心裝備之一。

· 将圍繞機器人環境感知、定位導航、工業視覺檢測、一體化控制、精準抓取與操作等進行關鍵技術的攻關，實現核心技術和零部件的自主可控。

· 複合機器人作為一個整體，在複雜環境中，涉及到手足的柔順阻抗，以及全身動力學控制技術。基于應用場景和底層模塊，複合機器人将在“腦、眼、手、腳”技術上走向協同。

· 高精度導航傳感器、視覺傳感器、機器人操作系統及算法等核心軟硬件技術取得關鍵突破，實現核心技術自主化、産品國産化。

8.機器人操作系統

· 機器人操作系統通常包括硬件抽象、底層設備控制、常用功能實現、進程間消息以及數據包管理等功能。

· 根據不同的行業需求，具有不同類别的機器人操作系統。例如面向教育和科研的ROS機器人操作系統，面向服務機器人的達闼海睿操作系統，面向無人駕駛的百度阿波羅、智行者Idriverbrain操作系統等。

· 随着機器人操作系統的快速發展，有望使更多機器人走向标準化和模塊化，使機器人建立物理空間+數字空間的數字孿生成為現實；并促使機器人實現更大規模的落地。

9.雲服務機器人技術

· 将機器人的大腦部署到雲端，借助雲端服務器，可實現更大的運算能力，實現更高效的數據應用。雲服務機器人核心技術包含雲計算、分布式計算、RPA/AIops軟件自動化工具、數據儲存與管理、機器人運動控制等方面。未來在無人駕駛、商業服務等數據密集型場景，具有廣闊的應用前景。

· 通過雲服務機器人的功能化模塊和數據中心，可縮短機器人的開發周期、開發難度，同時便于後期的遠程維護和狀态監測。未來開發針對相關應用場景的“雲端大腦+本地機器人”或“雲端服務”類型機器人，有望成為機器人規模化推廣和應用的重要模式之一。

10.機器人倫理與安全

· 機器人三原則：

       ① 機器人不得傷害人類，或看到人類受到傷害而袖手旁觀

       ② 機器人必須服從人類的命令，除非這條命令與第一條相矛盾

       ③ 機器人必須保護自己，除非這種保護與以上兩條相矛盾

· 機器人技術作為一項快速發展中的新興技術，部分技術和系統處于發展和疊代過程中，存在一定的安全隐患。同時，機器人在進行替代人做出很多決策行為時，同樣需要遵從人類社會的各項規則。

· 人工智能和機器人技術的發展，将一些生活中的倫理性問題在系統中規則化。

· 機器人網絡安全問題逐漸引起相關部門、供應商、用戶等方面的重視，預防發生重要數據洩露、生産線癱瘓、機器人誤操作等網絡安全問題的發生。

 2022-2023年十大機器人應用熱點産品 

1.家用服務機器人

· 家用服務機器人涉及領域廣、門類多、需求大。以掃地機器人、割草機器人、教育娛樂機器人、短途出行機器人、陪護聊天等為代表的家用機器人快速發展。

· 家用服務機器人涉及門類多，需進一步攻克先進傳感、環境感知與建模、路徑規劃、聽覺視覺語義理解、神經網絡深度學習，人機交互、情感識别與聊天等核心技術。

· 伴随着機器人産業的國内生态日益完善，價格逐漸普惠，未來的家庭服務機器人有望走進千家萬戶。

2.醫療與康複機器人      

· 醫療外科機器人能夠輔助醫生實現遠程力反饋操作、輔助定位導航、操作去抖等操作，實現高精度的作業。在骨科、腦外科、穿刺介入等領域具有廣泛應用。

· 康複機器人憑借先進傳感、精确控制等技術，可輔助相關偏癱患者實現運動能力的恢複，或滿足永久損傷患者的生活需求，提升人們的生活質量。

· 核心技術包括伺服視覺、智能傳感器、高精度運動控制、力位控制、安全操作等技術。

3.機器人核心零部件

· 電機、伺服驅動器及減速器作為傳統機器人的三大核心零部件，我國已基本實現國産化，并逐步占據國際市場份額，呈現從中低端逐步往高端零部件發展的趨勢。

· 伴随着新一代智能機器人技術的發展，力覺、視覺傳感器作為傳統機器人實現智能化、數字化、柔性化的“敲門磚”，逐漸成為新一代機器人的重要核心零部件。

· 機器人模塊化趨勢不斷凸顯，近些年标準化的末端夾爪和移動模組不斷出現，有望成為新一代機器人的核心零部件。

4.室内商業服務機器人

· 室内商業服務機器人主要應用于室内環境中的導航服務、商業清潔、餐飲配送、無人售貨、無人餐廳等商業服務場景。

· 核心技術包括環境感知、地圖構建、定位與路徑規劃、動态識别、及時避障、機器視覺、人機交互、智能決策與控制等，提供跨樓層到戶配送服務的機器人，在大型商場、餐館、賓館、醫院等場景得到廣泛應用。

5.室外移動服務機器人室外移動服務機器人主要應用于無人配送、道路清潔、無人巡檢、無人巴士等服務場景，具有智能化程度高、運維成本低、安全快捷等特點。

· 核心技術包括多傳感器融合、環境感知、地圖構建、路徑優化、導航與避障，智能決策、機器視覺、集群協同等。

· 伴随着激光雷達等零部件的價格下降，自主導航技術的成熟，同時在龐大的市場需求刺激下，無人配送成為很多企業競争的領域，無人配送機器人開始呈現由室内向室外轉變的趨勢。

6.協作機器人及新一代複合機器人

· 協作機器人具有一定自主行為和協作能力，在非結構化環境中與人們安全進行交互協作的機器人。在3C、汽車、五金家電、機械加工、微創醫療、按摩理療、無人售貨等行業中具有巨大的市場空間。

· 新一代複合機器人是同時具備“手足眼腦”協同能力的移動複合機器人，具有更高的場景适應能力和作業效率。在智能制造、柔性生産中具有廣泛應用前景。

· 協作機器人與複合機器人核心技術包括力位協同控制、機器視覺、高精度導航與定位、一體化柔性關節、智能化拖拽示教、安全行為決策、智能控制與決策、人機友好交互、精準抓取等。

7.物流倉儲機器人

· 倉儲物流機器人，進行倉儲機器人的路徑規劃和任務協同，可實現數百台甚至上千台機器人同時協作，完成上架、揀選、補貨、退貨、盤點等任務，包含AMR、AGV機器人、無人叉車等，具有良好的市場價值。

· 核心技術涉及多傳感器融合、建圖與定位、引導和導航、避障規劃、高精運動控制、多機器人集群控制等。

· 倉儲物流機器人作為智慧物流的重要組成部分，順應了新時代的發展需求，是物流行業解決高度依賴人工、業務高峰期分揀等瓶頸問題的關鍵突破口。

8.高端仿生機器人創新平台

· 仿生機器人指基于仿生學的機理、生物結構等特征進行機器人的設計與研發。通常具有仿生外形或運動特性，例如四足機器人、人形機器人、仿魚水下機器人、仿生撲翼機器人等。

· 伴随着高功率密度關節、平衡控制、步态規劃、人機交互等核心技術快速發展，使得高性能四足、人形等仿生機器人的落地成為現實。

· 伴随特殊服役、商業服務、家庭服務等場景的潛在需求，相關融資活動或新品發布十分活躍。

9.空間機器人

· 空間機器人是指面向太空環境作業的機器人。面臨微重力，高真空，大溫差，照明差的惡略環境，對機器人的性能要求極高。在空間勘測、航天員出倉等作業中具有重要作用。

· 核心技術包括運動控制、柔順控制、軌迹規劃、無線通訊等。

· 随着我國探月計劃、火星計劃、空間站的建設等規劃，對空間機器人的需求日益旺盛。相繼發布了玉兔号、祝融号、空間機械臂等太空機器人。

10.特殊環境服役機器人---軍事、消防、農業、核工業等領域

· 機器人在特殊環境下的服役，在消防救援、電力勘測、農業、核工業、反恐防暴、國防安全等領域具有巨大的需求，代替人進行危險的作業或者重複性的操作。

· 核心技術包括導航與定位、機器人核心零部件、力位控制、機器視覺、遙操作與精确控制技術等。