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　　每個人孩提時代都曾在漫畫書或是電視機中看到過一個個精巧靈活的機器人，也曾夢想著有一天他們可以跟我們一起玩耍，甚至陪伴我們生活。當然，這些夢想隨著我們的成長而逐漸塵封在記憶中。

　　生命隨著歲月而老去，但人的夢想永遠不會停止。伴隨著一代代人的努力，一個個曾經(jīng)只存在于我們腦海里的機器人正慢慢走進現(xiàn)實“深藍”等高新人工智能機器人早已展現(xiàn)出與人類不相上下的智慧，自動化搬運機器人已是工業(yè)領(lǐng)域必不可少的幫手，還有靈巧便捷的家用機器人正走入千家萬戶。

　　下面我們就從研發(fā)入手，帶您看看從實驗室里走出來的上海機器人，詳細介紹上海機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀以及未來發(fā)展趨勢，希望能勾勒出一份詳盡的上海機器人地圖。我們可能會談到一些技術(shù)問題，但這些技術(shù)展示的卻是上海經(jīng)濟未來的競爭力。

　　工業(yè)機器人：資格最老，技術(shù)最成熟

　　在上海大眾帕薩特轎車的座椅生產(chǎn)線上，一個個機器人“工人”正緊張地忙碌著。他們舞動著靈巧的“手臂”，將螺母準確且快速地焊接到汽車部件上。

　　這里的機器人大部分都由上海交大機器人研究所研發(fā)。目前全世界數(shù)量最多的機器人，就是如帕薩特生產(chǎn)線上這樣的工業(yè)機器人。它們的形狀和動作很多只是模仿了人的手臂。

　　“上世紀60年代初美國誕生了人類歷史上第一臺機器人，就是工業(yè)機器人。”上海大學終身教授、上海機器人研究所所長方明倫說，日本最早實現(xiàn)了工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)化。從美國引進機器人技術(shù)，日本政府對工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用實施了積極的扶植政策，僅用了十幾年時間，便實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化與推廣應(yīng)用。

　　上海是中國最早開始研發(fā)工業(yè)機器人的地方。 1985年5月9日，上海機器人研究所在上海工業(yè)大學（上海大學的前身之一）成立。在第二天的《解放日報》頭版上還刊登了這條消息。報道寫道：在新成立的機器人研究所的實驗室里，人們觀看了從日本引進的兩臺工業(yè)機器人的操作表演。一臺機器人正抓著毛筆蘸墨汁寫大楷，另一臺在抓一件工具。

　　親身參與上海機器人研究所成立的方明倫還記得，當時研究所最重要的任務(wù)就是率先研制出上海的工業(yè)機器人樣機。

　　不久之后，中國首批工業(yè)機器人便在上海誕生了。上海交大研發(fā)出了“上海1號”與“上海3號”，一個是焊接機器人，一個是噴漆機器人；上海機器人研究所研發(fā)出了“上海2號”與“上海5號”，一個是通用工業(yè)機器人，一個是澆注工業(yè)機器人；上?？茖W技術(shù)大學（上海大學前身之一）研發(fā)出“上海4號”，是橋架式機器人。

　　如今在上海交大與上海大學的實驗室里，還保留著這些中國最早機器人原型。記者在上海大學的實驗室見到了“上海2號”：黃色的身體，最原始的機械手臂，通過操作依然可以靈巧地搬運貨物、焊接等。據(jù)說，“上海2號”曾為桑塔納轎車焊接過零部件。焊接質(zhì)量之高，讓當時在現(xiàn)場參觀的法國專家贊不絕口。

　　經(jīng)過20多年的發(fā)展，上海研發(fā)的工業(yè)機器人能做的事情更多了，焊接、噴涂、搬運、裝配、切割等都是“小菜一碟”。

　　“工業(yè)機器人資格最老，技術(shù)水平已經(jīng)非常成熟了。”上海交大機械與動力工程學院副院長、上海交大機器人研究所所長朱向陽教授說。如今，工業(yè)機器人被廣泛應(yīng)用于汽車以及汽車零部件制造業(yè)、機械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、物流等諸多領(lǐng)域中。按照人們給它們事先編制好的程序，一絲不茍地工作，它們不怕疲勞，也不會像人因精神疲乏或情緒波動而出差錯。

　　家用機器人：總有一天會走進生活

　　感覺悶了，讓機器人唱段小曲兒聽聽！

　　在上海市機械自動化及機器人重點實驗室里，一個身穿戲服、涂著花臉的機器人踱著臺步，走到臺前，有板有眼地給記者唱起京戲來。

　　【背景】

　　“第三次工業(yè)革命”即將來臨！

　　英國知名雜志《經(jīng)濟學人》日前發(fā)表的《第三次工業(yè)革命》一文提出：一系列新技術(shù)的發(fā)明和運用，讓制造業(yè)數(shù)字化革命正在我們身邊發(fā)生軟件更加智能、機器人更加巧手、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)更加便捷。這一數(shù)字化革命將引領(lǐng)第三次工業(yè)革命。

　　與以往歷次工業(yè)革命一樣，第三次工業(yè)革命也會對制造業(yè)的發(fā)展帶來巨大影響，它將改變制造商品的方式。今后制造業(yè)競爭力的高低將不再取決于“成本”而是取決于“技術(shù)”。

　　對于制造業(yè)大國中國，第三次工業(yè)革命意味著更多挑戰(zhàn)與機遇。 《第三次工業(yè)革命》一文作者保羅·麥基里說，歷史的車輪幾乎回到了原點，很久以前被中國等新興國家搶走的崗位，可能又要重新回到發(fā)達國家手中。但如果中國在本世紀上半葉實現(xiàn)對第三次工業(yè)革命基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建，可能會成為下一次工業(yè)革命的領(lǐng)軍人。

　　上海始終站在中國經(jīng)濟改革的前沿。如何迎接第三次工業(yè)革命帶來的挑戰(zhàn)與機遇，應(yīng)該成為上海重點研究的課題。

　　其實，第三次工業(yè)革命最核心的就是 “人工智能數(shù)字制造技術(shù)”，而這一技術(shù)最集中的體現(xiàn)便是機器人。當前，以機器人為代表的智能制造模式正在全球范圍內(nèi)形成。上海作為中國最早開展機器人研究的地方，也是中國最主要的機器人產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)之一，機器人產(chǎn)業(yè)理應(yīng)成為上海迎接第三次工業(yè)革命的切入口。

　　【機器人ABC】

　　機器人是具有人體部分器官功能的自動機器。它的外形可以是多種多樣的，可以像人一樣或像人的某一部分，也可以按照它所需要的功能，不拘一格地設(shè)計成各種形狀，只要這種構(gòu)造能充分發(fā)揮其應(yīng)有的性能并易于制造。

　　按照應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)特點，機器人分為工業(yè)機器人與服務(wù)機器人。

　　工業(yè)機器人是應(yīng)用于生產(chǎn)制造領(lǐng)域的機器人，是制造業(yè)智能化的核心部分。

　　服務(wù)機器人又分為專用與家用兩種。專用機器人是專門從事軍事、公共安全、勘探、航空與醫(yī)療等的機器人，也叫特種機器人。家用機器人主要指康復、家務(wù)及娛樂機器人，具有醫(yī)療、助老助殘、教育和娛樂等功能。

　　權(quán)威聲音：上海機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展選擇什么路徑

　　《上海市科學和技術(shù)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》提到：發(fā)展智能機器人。 “重點研究智能機器人機構(gòu)設(shè)計、制造工藝、智能控制和人機交互等共性技術(shù)，攻克機器人建模、感知、多機器人協(xié)調(diào)等核心技術(shù)；自主研發(fā)機器人本體、精密減速器、伺服驅(qū)動器和電機、嵌入式控制器等核心零部件，形成機器人成套設(shè)計、應(yīng)用能力和模塊化功能部件生產(chǎn)能力，實現(xiàn)六自由度高速輕載和重載工業(yè)機器人、特種機器人以及服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)化。推進智能機器人區(qū)域性研發(fā)中心、制造中心建設(shè)。 ”

　　《上海中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》提到：發(fā)展服務(wù)機器人。 “建立開放式智能服務(wù)機器人平臺，攻克相關(guān)的核心基礎(chǔ)技術(shù)、單元技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)，開發(fā)滿足不同需求的各類服務(wù)機器人，制造滿足家用、教育、助老助殘、醫(yī)療、反恐、救災(zāi)等需要的產(chǎn)品，形成系列化型號，并在世博會上展示重點產(chǎn)品。 ”

　　一個產(chǎn)業(yè)能否發(fā)展起來，關(guān)鍵在于路徑選擇。作為中國最早開展機器人研究的地方，也是中國最主要的機器人產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)之一，上海的機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑應(yīng)該如何選擇呢？

　　其實，在《上海市科學和技術(shù)發(fā)展 “十二五”規(guī)劃》與《上海中長期科學和技 術(shù) 發(fā) 展 規(guī) 劃 綱 要（2006-2020年）》中，已經(jīng)相對明確地指出了上海機器人的發(fā)展路徑：一是攻克智能機器人涉及的核心技術(shù)難題；二是重點發(fā)展服務(wù)機器人。

　　上海市科委總工程師陳杰解釋說：上海已經(jīng)成為中國最大的機器人產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，世界四大機器人巨頭不約而同地將中國總部設(shè)在上海，本土機器人企業(yè)不斷涌現(xiàn)、高速成長，人才團隊、技術(shù)儲備和產(chǎn)業(yè)配套條件初具規(guī)模。當然我們也清醒地認識到，中國的機器人研發(fā)起步相對較晚，但整體研發(fā)實力距離日本、美國與歐洲國家還有很大差距，前沿技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)模仿較多，缺乏創(chuàng)意理念和原創(chuàng)性成果，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)集成，在關(guān)鍵零部件與可靠性方面與國外有相當差距。在傳統(tǒng)的工業(yè)機器人領(lǐng)域，日本、德國和瑞士等幾大機器人公司已經(jīng)基本壟斷全球市場，中國機器人要想進入其中非常困難。目前，中國市場上應(yīng)用的工業(yè)機器人的關(guān)鍵基礎(chǔ)部件大多為進口，產(chǎn)品設(shè)計、材料與工藝技術(shù)、系統(tǒng)集成與國外存在較大差距，沒有形成相應(yīng)的標準化、模塊化與可互換性的軟硬件及功能模塊。上海在技術(shù)研發(fā)上要以此為突破口，爭取早日研發(fā)出關(guān)鍵工藝技術(shù)與核心部件技術(shù)，同時解決標準化、模塊化的問題，以此帶動機器人系統(tǒng)集成技術(shù)的研發(fā)。

　　此外，隨著社會老齡化問題日益凸顯，適用于家庭扶老助殘、教育娛樂的服務(wù)機器人，具有巨大的市場潛力。從全球來說，服務(wù)機器人的應(yīng)用并不廣泛，很多相關(guān)技術(shù)各國都還處于實驗室階段，真正的行業(yè)霸主也沒有出現(xiàn)。相對來說，中國在服務(wù)機器人方面與國外的差距并沒有那么大。因此上海要超前部署，爭取未來能在服務(wù)機器人領(lǐng)域搶得一席之地。

　　因此，上海的機器人發(fā)展戰(zhàn)略為“錯位競爭，整機牽引，以本土市場培育技術(shù)能力”，就是要避開外企對機器人技術(shù)路徑的鎖定效應(yīng)，避開外企所壟斷的傳統(tǒng)機器人市場（如：汽車和電子制造），快速進入外企還未完全壟斷的市場，上海有應(yīng)用基礎(chǔ)、技術(shù)要求適中的新興市場（如：服務(wù)機器人）。

　　“現(xiàn)在上海機器人產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進入用研發(fā)推動應(yīng)用的階段。”上海市科委高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化處處長郭延生說，2005至2011年7年間，市科委共在機器人方向布局81個項目，項目總經(jīng)費約2.37億元，其中科委資助5537萬元，通過設(shè)立重大攻關(guān)項目，建立產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟，以企業(yè)為主體，建立適應(yīng)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)創(chuàng)新體系。 2010年世博會上，上海研發(fā)的炒菜機器人、助老機器人、機器人樂隊等各種服務(wù)機器人都得到很好的展示，也提高了市場對這一產(chǎn)業(yè)的接受程度。最近兩年，一批有實力、有眼光的企業(yè)加速進入了這個市場。

　　在陳杰看來，上海機器人產(chǎn)業(yè)應(yīng)該在政府政策的引導下，以企業(yè)為主體，高校和科研院所協(xié)同，三方共同努力將產(chǎn)業(yè)做大。“作為主體的企業(yè)在其中的作用尤為重要。上海未來的制造業(yè)必然向綠色制造、智能制造與高端制造方向發(fā)展，核心體現(xiàn)之一就是機器人的應(yīng)用。上海機器人市場是巨大的，關(guān)鍵是看企業(yè)有沒有眼光與魄力抓住這個機會。不過，科技創(chuàng)新不是一兩天能做成的，機器人產(chǎn)業(yè)也不可能在一夜間長大。因此，需要上海企業(yè)具備長遠發(fā)展的戰(zhàn)略眼光，不但要下定決心去做，并要做好長期發(fā)展的準備。 ”

　　對話專家：上海機器人要實施跨越式快速發(fā)展

　　方明倫，國家級專家、上海大學終身教授、上海機器人研究所所長，已經(jīng)年過花甲的他至今依然忙碌在機器人研發(fā)領(lǐng)域。從上世紀80年代開始，方明倫就多次作為機器人專家參與上海經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃的擬定，見證了20多年來上海機器人在實驗室中的成長壯大，他也曾多次在各種場合呼吁上海要加快智能機器人研發(fā)。上周，記者（以下簡稱“記”）在上海大學的一間辦公室里采訪了方明倫（以下簡稱“方”）。

　　記：機器人產(chǎn)業(yè)在上海到底有多大的市場潛力？

　　方：中國擁有的工業(yè)機器人數(shù)量和密度與日本、美國和德國等國家有很大差距。在絕對數(shù)量上，中國的機器人數(shù)量僅為日本的18%、德國的35%；在工業(yè)機器人應(yīng)用最多的汽車產(chǎn)業(yè)，每萬名工人中機器人數(shù)量只有90臺，而日本有1600多臺，美國有800多臺。從這個角度看，工業(yè)機器人在中國的缺口很大。

　　具體到上海的情況。飛機制造、船舶制造、汽車制造、核電和電子等領(lǐng)域，對工業(yè)機器人的需求量最多，上海一直以來就大力發(fā)展這類精密制造業(yè)，而且“十二五”期間上海會繼續(xù)在這些領(lǐng)域發(fā)力，所以工業(yè)機器人在上海發(fā)展的市場潛力巨大。

　　此外，上海老齡化的人口結(jié)構(gòu)對家庭機器人產(chǎn)生旺盛的需求。上海是中國第一個進入人口老齡化的城市。有統(tǒng)計顯示，截至2011年底，全市戶籍60歲及以上老年人口為347.76萬，占總?cè)丝诘?4.5%；而“十二五”期間，上海市進入人口老齡化加速發(fā)展期，預(yù)計到2015年末，戶籍60歲及以上老年人口將超過430萬，比例接近30%。隨著生活水平進一步提高，上海會非常需要具有醫(yī)療、助老助殘、教育和娛樂功能的家庭機器人。

　　記：經(jīng)過20多年的發(fā)展，上海的機器人研發(fā)實力處于什么水平？

　　方：全球機器人研發(fā)水平最高的是日本、美國與歐洲國家。尤其是日本在工業(yè)機器人領(lǐng)域研發(fā)實力非常強，全球曾一度有60%的工業(yè)機器人都來自日本。美國則在特種機器人研發(fā)方面全球領(lǐng)先。不僅是研發(fā)，從機器人產(chǎn)業(yè)上來說，日本、美國與歐洲國家也基本處于壟斷地位。目前國際產(chǎn)業(yè)界有四大巨頭：日本FANUC（發(fā)那科）與YASKAWA（安川電機）、瑞士的ABB、德國的KUKA（庫卡），其中前三家企業(yè)在全球的機器人銷量都突破了20萬臺，KUKA的銷量也突破了15萬臺。

　　中國的機器人研發(fā)起步相對較晚，個別技術(shù)上能達到領(lǐng)先水平，但整體研發(fā)實力距離日本、美國與歐洲國家還有很大差距。

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　　上海擁有較好的人才團隊與技術(shù)儲備：以上海大學、上海交大為代表的研究機構(gòu)主要從事工業(yè)機器人與特種機器人的研發(fā)；以復旦大學、同濟大學為代表的研究機構(gòu)主要從事機器人智能控制的研發(fā)。上海一些民營企業(yè)也具有一定自主研發(fā)能力，如上海沃迪科技有限公司研發(fā)了能實現(xiàn)碼垛等功能工業(yè)機器人，去年產(chǎn)量為50套，但計劃啟用新工廠兩年后，預(yù)計能年產(chǎn)機器人1000套；還有上海機電廠、開通、安乃達等相關(guān)企業(yè)，可以從事機器人的控制器、電機和驅(qū)動器的開發(fā)。

　　不過，與中國機器人研發(fā)水平相對全球一樣，上海機器人個別研發(fā)技術(shù)在全國能達到領(lǐng)先水平，但整體研發(fā)實力卻不敢說最強。往北看，實力最強的有哈爾濱工業(yè)大學和中科院沈陽自動化研究所；往南看，廣東技術(shù)水平發(fā)展迅速，最近還成立了機器人產(chǎn)學研戰(zhàn)略聯(lián)盟；上海周邊的江蘇省等正抓緊機器人研發(fā)，發(fā)展勢頭直逼上海。

　　記：上海是最早開始研發(fā)機器人的地方，為何發(fā)展了20多年后，整體研發(fā)水平卻沒有在全國取得領(lǐng)先地位呢？

　　方：發(fā)展智能機器人與工業(yè)機器人技術(shù)已經(jīng)寫入了國家的“十二五”規(guī)劃，我參與編寫的上海市的“十二五”規(guī)劃中就將發(fā)展智能機器人看作發(fā)展先進制造業(yè)的核心。但仔細分析上海機器人研發(fā)，還是可以看到很多問題。

　　第一，現(xiàn)在的研發(fā)規(guī)模還不夠，缺乏研發(fā)的連續(xù)性。掌握機器人的核心技術(shù)需要長期的積累與沉淀，但上海目前的研發(fā)還處于零散狀態(tài)。研發(fā)技術(shù)主要掌握在幾大高校、一些民企與央企手中，但它們相互之間沒有整合，沒有形成有效合力。

　　第二，機器人核心技術(shù)與關(guān)鍵器件不過硬。當然這不僅僅是上海機器人研發(fā)的問題，我們中國機器人研發(fā)都存在這個問題。目前中國機器人產(chǎn)品中真正過硬的核心部件還幾乎全部依賴于進口。

　　第三，有影響力、有研發(fā)能力的上海國企、央企不積極介入。它們目前仍然趨于合資或者購買進口產(chǎn)品，對自主研發(fā)的熱情不高，這就導致上海的機器人市場嚴重缺乏本土產(chǎn)品，目前上海市場幾乎被日本與歐洲機器人產(chǎn)品壟斷。

　　記：按照您所說，上海的機器人研發(fā)不算全國最領(lǐng)先，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)還有很多不合理的地方，那么接下來上海機器人應(yīng)該如何規(guī)劃發(fā)展，才能奪取技術(shù)的制高點，起碼爭取到國內(nèi)的機器人技術(shù)話語權(quán)呢？

　　方：我的觀點是，上海機器人要實施跨越式快速發(fā)展，重點要研發(fā)出有品牌的“基礎(chǔ)型”智能機器人。

　　跨越式就是不要跟隨國外的技術(shù)路線。在工業(yè)機器人領(lǐng)域，日本與德國、瑞典等歐洲國家全球領(lǐng)先，在特種機器人領(lǐng)域，美國技術(shù)水平最高，那么上海不可能再跟在它們后面去發(fā)展這些機器人，那只會落入學習、落后、再學習、再落后的怪圈。上海要發(fā)展的是智能機器人，包括智能工業(yè)機器人、智能家用機器人等，但前提一定是“智能”。

　　要實現(xiàn)機器人產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；?，一定要打造出大品牌的機器人。這就需要告別現(xiàn)在上海機器人研發(fā)“單打獨斗”的局面，要有上海國企、央企的參與，以及上海高?？蒲辛α康穆?lián)合。參與和聯(lián)合的目的是要研發(fā)出有品牌的“基礎(chǔ)型”智能機器人。所謂“基礎(chǔ)型”智能機器人就是一個“標準”，能夠廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，一些功能都可以搭載在這個“標準”之上。就像日本FANUC最核心的技術(shù)就是一個“基礎(chǔ)型”工業(yè)機器人。 聽一個機器人唱戲不過癮，那就再來一個機器人吧。只見臺下又走上來一個機器人，圍著前面那個機器人走了兩圈，然后兩個機器人就拿出京戲道具“長槍”，不緊不慢地對打起來。

　　在很多科幻小說里面，幻想家都勾畫過這樣的情節(jié)：獨居家中的老人和充當“保姆”角色的機器人聊天解悶，久居太空的宇航員和隨行執(zhí)行任務(wù)的科研機器人載歌載舞，勞累了一天的人回到家可以吃上機器人烹飪的可口飯菜。

　　其實，這些在上海的各大機器人實驗室已經(jīng)變成了現(xiàn)實。

　　還記得上海交大機器人研究所在2010年世博會上展出的炒菜機器人吧！它的外表看起來有點像家用淋浴房，拉開滑門里面則是各種齊全裝備。工作人員只要把配料裝進專用盛裝盒，然后加入各類佐料，調(diào)配完成后，在電腦上輸入菜名，機器人便會自動點火、加油并開始炒菜。它甚至能模擬真正大廚，晃鍋、顛勺、劃散、傾倒，并能嫻熟地使用中西式炒菜技法。

　　唱戲機器人與炒菜機器人都屬于家用機器人。家庭服務(wù)機器人由于貼近普通百姓的日常生活，將是未來機器人領(lǐng)域的重要研究對象。

　　除了提供娛樂功能，家用機器人更主要的是提供助老、助殘和康復功能。在上海交大自主機器人實驗室就孕育長大了一批“交龍”系列的家用機器人：如智能輪椅能夠跟蹤主人的引導，自動記憶環(huán)境地圖，具有高精度和高可靠性的自定位能力，可以在人員流動的動態(tài)環(huán)境中完成大范圍的自主導航；服務(wù)機器人集成了輪式移動下肢和仿人型雙臂上肢，不但能提供大范圍可移動式的陪護，還能幫助主人端茶倒水等。

　　“我國現(xiàn)有8000多萬殘疾人，約占總?cè)丝诘?.34%；60歲以上的老年人口已達1.6億，老齡化問題日益加劇。獨居老人、身體殘障行動不便者等都將是這類機器人的受益者。 ”方明倫說。

　　不同于工業(yè)機器人，家用機器人屬于更復雜的智能機器人的一種。朱向陽解釋說，所謂智能機器人，就是對周圍環(huán)境變化能產(chǎn)生智能化反應(yīng)的自主式機器人。通俗地說，工業(yè)機器人和智能機器人可以這樣區(qū)分：對工業(yè)機器人，你不但要告訴它做什么事情，還需要通過事先編制好的程序告訴它每一步怎么做；對智能機器人，你只要告訴它做什么事情，而不必告訴它怎么做，它會自主地完成作業(yè)任務(wù)。智能機器人涉及定位導航、路徑規(guī)劃、運動控制、無線通信、機器視覺、多機器人協(xié)作、語音識別等廣泛的問題。

　　在上海的各大機器人研發(fā)實驗室，能從事簡單家庭服務(wù)的機器人還有很多。比如，有的機器人可以對房間內(nèi)的所有物品自動識別、分類，哪些仍可利用、哪些作垃圾處理，都可在無人操控的條件下獨立完成。不僅能分類、歸納，它們還能將雜亂擺放的物品進行清潔、整理。這些看似復雜的工作，只需要使用者按下遙控器上的按鍵就能完成。

　　當然，千萬不要“神話”了這些家用機器人。“盡管比爾·蓋茨在2007年就預(yù)言說，機器人將與個人電腦一樣邁入千家萬戶。但從全球的現(xiàn)狀來看，機器人大量走進普通百姓的日常生活還有一段路要走，其中有許多技術(shù)問題仍有待科學家努力。 ”朱向陽說，家用機器人需要更先進的人工智能技術(shù)、更高的自主作業(yè)能力、更友好的人機交互界面和更高的安全性和可靠性，現(xiàn)在還尚未到這個時候。不過我們可以相信，家用機器人不是一個遙遠的夢，它正在一步步成為現(xiàn)實。

　　如果我們適當放寬“家用機器人”的定義，將可以根據(jù)室內(nèi)環(huán)境變化來改變清掃方式的“掃地機器人”，或是可以幫助洗碗的“洗碗機器人”納入家用機器人的范圍，甚至可以設(shè)想，機器人進入家庭的第一步不是作為功能性的助手或是仆人，而是作為玩具和寵物類型的設(shè)備，那么家用機器人的現(xiàn)狀會更加讓人樂觀。因為這樣相對簡單的機器人技術(shù)，在上海實驗室已經(jīng)非常成熟了。

　　特種機器人：在你看不見的地方默默工作著

　　在一塊垂直地面的巨大鐵板上，一個外表酷似坦克車的小機器人緩緩駛?cè)搿C器人具有復雜環(huán)境下自主式運動功能，傳感器系統(tǒng)可以幫助它尋找作業(yè)目標，并自動完成焊接等作業(yè)任務(wù)。

　　這是記者在上海交大機器人研究所的實驗室看到的一幕。

　　朱向陽指著一個“小家伙”告訴記者，它可以應(yīng)用于大型工程結(jié)構(gòu)的焊接。此類特殊的作業(yè)任務(wù)會比較危險，而且焊接作業(yè)區(qū)分散，工作強度和難度大。但這個帶有自主式移動平臺的焊接機器人可以幫助我們完成這一任務(wù)。它自帶傳感器，可以自動尋找焊接作業(yè)區(qū)；特殊的底盤設(shè)計，能讓它在大廈墻面上行駛也如履平地。

　　當然，這個“小家伙”只是功能比較簡單的一個特種機器人。特種機器人的種類繁多，可以應(yīng)用于軍事、公共安全、勘探、航空與醫(yī)療等各行各業(yè)。咱們上海還研發(fā)出一些更厲害的特種機器人。

　　目前，上海交大船舶海洋與建筑工程學院研發(fā)的“海龍”水下機器人，代表了中國水下機器人的領(lǐng)先水平。 “海龍”水下機器人是中國下潛深度最大、功能最強的無人遙控的機器人。它能在水下3500米深處進行觀測和取樣。它成功應(yīng)用于“大洋一號”21航次第三航段的深海熱液科考任務(wù)。通過“海龍”，工作人員可以在東太平洋（601099，股吧）深海3000多米處，觀察到高26米、直徑約4.5米的罕見巨大“黑煙囪”并取樣。除了海底熱液礦物取樣、大洋深海生物基因和極端微生物的研究等，“海龍”還可用于海洋石油工程服務(wù)，水下管道、電纜檢測維修，以及海上救助打撈等各種水下作業(yè)。

　　此外，在我們生活中，也有一批上海研發(fā)的特種機器人在默默工作著。只是由于涉及國家安全等敏感問題，這些機器人很少被媒體報道。

　　生機電一體化機器人：新崛起的前沿科技

　　好萊塢科幻大片中，經(jīng)常出現(xiàn)主人公因意外事故失去手臂，但卻在高科技的幫助下重新裝上時尚先進的機械手臂，不但能完全恢復正常的活動，從此還能借助機械手臂上天入地、打敗強敵、拯救世界。

　　如今，人體與機器的結(jié)合正在經(jīng)歷從科幻到現(xiàn)實的跨越。

　　這便是處于機器人前沿技術(shù)領(lǐng)域的 “生機電一體化技術(shù)”：將“固定在人體上的機器”發(fā)展為神經(jīng)系統(tǒng)直接控制的運動功能替代裝置，由人的神經(jīng)電生理信號來控制假肢的行動。簡單說，就是你想什么，它就可以按照你的意愿做什么，等于恢復了正常的肌體功能。

　　由上海交大機器人研究所領(lǐng)銜的國家973計劃項目 “人體運動功能重建的生機電一體化基礎(chǔ)”，就是以“多用途靈巧假肢”為載體，研發(fā)“生機電一體化機器人”。

　　主攻生機電一體化技術(shù)的朱向陽介紹，現(xiàn)在技術(shù)相對成熟的是功能低下的單自由度假肢，而多用途靈巧假肢特別要求靈巧、多自由度，能夠還原“手”的功能，實現(xiàn)肢體運動和感知功能再造、神經(jīng)功能重塑、生機交互與功能集成。如今這種多用途靈巧假肢雖然距離推廣使用還有很大距離，但在實驗室中做出的樣機已經(jīng)取得了不錯的效果。

　　記者在實驗室看到，在一位失去小臂的殘疾人的殘肢上貼上電極，采集其神經(jīng)電生理信號，就可以實現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)控制下的計算機字符輸入。

　　“假肢的運動主要依靠神經(jīng)電生理信號控制，常用的神經(jīng)電生理信號包括腦電信號、肌電信號等，與此相關(guān)的一項關(guān)鍵技術(shù)是人機接口技術(shù)。 ”

　　腦機接口技術(shù)近年來發(fā)展很快。腦機接口可分為有創(chuàng)腦機接口和無創(chuàng)腦機接口。有創(chuàng)腦機接口需要在中樞皮層中直接植入傳感器，接受神經(jīng)信號。從技術(shù)上來講，這種腦機接口的信號測量效果好，信息傳輸率也相對較高。無創(chuàng)腦機接口實現(xiàn)比較容易，只需要通過電極帽測量頭皮外的信號，安全性好，但其信息傳輸率相對較低。人機接口是影響生機電一體化技術(shù)發(fā)展水平的最關(guān)鍵的因素之一。

　　不過，由于全球生機電一體化研究本身起步較晚，中國與世界水平的差距相對不大。上海的生機電一體化研究在中國起步較早。 2005年，上海交大機器人研究所就開始開展此類研究，也成為最早開展此類研究的研究所之一。國內(nèi)從事該領(lǐng)域研究的主要機構(gòu)還有清華大學、浙江大學、哈爾濱工業(yè)大學等等。

　　作為一門新的學科，生機電一體化技術(shù)面臨制造科學、信息科學、神經(jīng)科學與神經(jīng)工程學交叉學科的挑戰(zhàn)，盡管從研究和實踐上都還遠遠未完善，但這種新技術(shù)的崛起正孕育著康復工程技術(shù)的重大變革，并可能直接影響未來的國際科技和產(chǎn)業(yè)競爭格局。