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中國電子學會發布《機器人十大新興應用領域(2018-2019年)》

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中國電子學會發布《機器人十大新興應用領域(2018-2019年)》

發布日期:2018-08-23 作者: 點擊:

中國電子學會發布《機器人十大新興應用領域(2018-2019年)》

8月19日,2018世界機器人大會勝利閉幕,閉幕式上中國電子學會發布了《發布機器人十大新興應用領域(2018-2019年)》。當前,全球正在經歷科技、產業、資本高度耦合、深度迭加的新一輪變革,在信息、材料、制造、能源等領域競相出現重大突破。尤其是互聯網、大數據、人工智能的迅猛發展,為機器人創新變革提供了重要動力,大量新技術、新產品、新模式持續涌現,在更為深入地支撐制造業提質增效,重塑實體經濟核心競爭力的同時,也進一步促進人類生活方式改善,有效提升人類福祉。

基于此,結合國家政策布局與市場實踐動向,中國電子學會調研走訪了一批在機器人領域具備領先水平和特色優勢的骨干企業,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,系統梳理了權威智庫和知名戰略咨詢公司的Z新報告,根據近年來機器人科技與產業發展態勢,篩選出2018年至2019年機器人十大新興應用領域,具體如下。

一、倉儲及物流

倉儲及物流行業歷來具有勞動密集的典型特征,自動化、智能化升級需求尤為迫切。近年來,機器人相關產品及服務在電商倉庫、冷鏈運輸、供應鏈配送、港口物流等多種倉儲和物流場景得到快速推廣和頻繁應用。倉儲類機器人已能夠采用人工智能算法及大數據分析技術進行路徑規劃和任務協同,并搭載超聲測距、激光傳感、視覺識別等傳感器完成定位及避障,Z終實現數百臺機器人的快速并行推進上架、揀選、補貨、退貨、盤點等多種任務。在物流運輸方面,城市快遞無人車依托路況自主識別、任務智能規劃的技術構建起高效率的城市短程物流網絡;山區配送無人機具有不受路況限制的特色優勢,以極低的運輸成本打通了城市與偏遠山區物流航線。倉儲和物流機器人憑借遠超人類的工作效率,以及不間斷勞動的獨特優勢,未來有望建成覆蓋城市及周邊地區高效率、低成本、廣覆蓋的無人倉儲物流體系,極大提高人類生活的便利程度。

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二、消費品加工制造

全球制造業智能化升級改造仍在持續推進,從汽車、工程機械等大型裝備領域向食品、飲料、服裝、醫藥等消費品領域加速延伸。同時,工業機器人開始呈現小型化、輕型化的發展趨勢,使用成本顯著下降,對部署環境的要求明顯降低,更加有利于擴展應用場景和開展人機協作。目前,多個消費品行業已經開始圍繞小型化、輕型化的工業機器人推進生產線改造,逐步實現加工制造全流程生命周期的自動化、智能化作業,部分領域的人機協作也取得了一定進展。隨著機器人控制系統自主性、適應性、協調性的不斷加強,以及大規模、小批量、柔性化定制生產需求的日漸旺盛,消費品行業將成為工業機器人的重要應用領域,推動機器人市場進入新的增長階段。

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三、外科手術及醫療康復

外科手術和醫療康復領域具有知識儲備要求高、人才培養周期長等特點,專業人員的數量供給和配備在一定時期內相對有限,與人民群眾在生命健康領域日益擴大的需求不能完全匹配,引致高水平、專業化的外科手術和醫療康復類機器人有著非常迫切而廣闊的市場需求空間。在外科手術領域,憑借先進的控制技術,機器人在力度控制和操控精度方面明顯優于人類,能夠更好解決醫生因疲勞而降低手術精度的問題。通過專業人員的操作,外科手術機器人已能夠在骨科、胸外科、心內科、神經內科、腹腔外科、泌尿外科等專業化手術領域獲得一定程度的臨床應用。在醫療康復領域,日漸興起的外骨骼機器人通過融合精密的傳感及控制技術,為用戶提供可穿戴的外部機械設備,能夠滿足永久損傷患者恢復日常生活的需求,同時協助可逆康復患者完成訓練,實現更快速的恢復治療。隨著運動控制、神經網絡、模式識別等技術的深入發展,外科手術及醫療康復領域的機器人產品將得到更為廣泛普遍的應用,真正成為人類在醫療領域的助手與伙伴,為患者提供更為科學、穩定、可靠的高質量服務。

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四、樓宇及室內配送

在現代工作生活中,居住及辦公場所具有逐漸向高層樓宇集聚的趨勢,等候電梯、室內步行等耗費的時間成本成了臨時餐飲訴求和取送快遞的關鍵痛點。不斷顯著增長的即時性小件物品配送需求,為催生相應專業服務機器人提供了充足的前提條件。依托地圖構建、路徑規劃、機器視覺、模式識別等先進技術,能夠提供跨樓層到戶配送服務的機器人開始在各類大型商場、餐館、賓館、醫院等場景陸續出現。目前,部分場所已開始應用能夠與電梯、門禁進行通信互聯的移動機器人,為場所內用戶提供真正點到點的配送服務,完全替代了人工。隨著市場成熟度的持續提升,用戶認可度的不斷提高,以及相關設施配套平臺的逐步完善,樓宇及室內配送機器人將會得到更多地應用普及,并結合會議、休閑、娛樂等多元化場景孕育出更具想象力的商業生態。

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五、智能陪伴與情感交互

現代工作和生活節奏持續加快,往往難以有充足的時間與合適的場地來契合人類相互之間的陪伴與交流訴求。隨著智能交互技術的顯著進步,智能陪伴與情感交互類機器人正在逐步獲得市場認可。以語音辨識、自然語義理解、視覺識別、情緒識別、場景認知、生理信號檢測等功能為基礎,機器人可以充分分析人類的面部表情和語調方式,并通過手勢、表情、觸摸等多種交互方式做出反饋,極大提升用戶體驗效果,滿足用戶的陪伴與交流訴求。隨著深度學習技術的進步和認知推理能力的提升,智能陪伴與情感交互機器人系統內嵌的算法模塊將會根據不同用戶的性格、習慣及表達情緒,形成獨立而有差異化的反饋效果,即所謂“千人千面”的高級智能體驗。

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六、復雜環境與特殊對象的專業清潔

現代社會存在著較多繁重危險的專業清潔任務,耗費大量人力及時間成本卻難以達到預期效果。依托三維場景建模、定位導航、視覺識別等技術的持續進步,采用機器人逐步替代人類開展各類復雜環境與特殊對象的專業清潔工作已成為必然趨勢。在城市建筑方面,機器人能夠在攀附在摩天大樓、高架橋之上完成墻體表面的清潔任務,有效避免了清潔工高樓作業的安全隱患。在高端裝備領域,機器人能夠用于高鐵、船舶、大型客機的表面保養除銹,降低了人工維護成本與難度。在地下管道、水下線纜、核電站等特殊場景中,機器人能夠進入到人類不適于長時間停留的環境完成清潔任務。隨著解決方案平臺化、定制化水平日益提高,專業清潔機器人的應用場景將進一步擴展到更多與人類生產生活更為密切相關的領域。

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七、城市應急安防

城市應急處理和安全防護的復雜程度大、危險系數高,相關人員的培訓耗費和人力成本日益提升,應對不慎還可能出現人員傷亡,造成重大損失。各類適用于多樣化任務和復雜性環境的特種機器人正在加快研發,逐漸成為應急安防部門的重要選擇??捎糜诔鞘袘卑卜赖臋C器人細分種類繁多,且具有相當高的專業性,一般由移動機器人搭載專用的熱力成像、物質檢測、防爆應急等模塊組合而成,包括安檢防爆機器人、毒品監測機器人、搶險救災機器人、車底檢查機器人、警用防暴機器人等??梢灶A見,機器人在城市應急安防領域的日漸廣泛應用,能顯著提升人類對各類災害及突發事件的應急處理能力,有效增強緊急情況下的容錯性。如何逐步推動機器人對危險的預判和識別能力逐步向人類看齊,將是城市應急安防領域在下一階段亟待攻克的課題。

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八、影視作品拍攝與制作

當前全球影視娛樂相關產業規模日益擴大,新穎復雜的拍攝手法以及對場景鏡頭的極致追求促使各類機器人更多參與到拍攝過程,并為后期制作提供專業的服務。目前廣泛應用在影視娛樂領域中的機器人主要利用微機電系統、慣性導航算法、視覺識別算法等技術,實現系統姿態平衡控制,保證拍攝鏡頭清晰穩定,以航拍無人機、高穩定性機械臂云臺為代表的機器人已得到廣泛應用。隨著性能的持續提升和功能的不斷完善,機器人有望逐漸擔當起影視拍攝現場的攝像、燈光、錄音、場記等職務。配合智能化的后期制作軟件,普通影視愛好者也可以在人數、場地受限的情況下拍攝制作自己的影視作品。

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九、能源和礦產采集

能源及礦產的采集場景正在從地層淺表延伸至深井、深海等危險復雜的環境,開采成本持續上升,開采風險顯著增加,亟需采用具備自主分析和采集能力的機器人替代人力。依托計算機視覺、環境感知、深度學習等技術,機器人可實時捕獲機身周圍的圖像信息,建立場景的對應數字模型,根據設定采集指標自行規劃任務流程,自主執行鉆孔檢測以及采集能源礦產的各種工序,有效避免在資源運送過程中的操作失誤及人員傷亡事故,提升能源礦產采集的安全性和可控性。隨著機器人環境適應能力和自主學習能力的不斷提升,曾經因自然災害、環境變化等緣故不再適宜人類活動的廢棄油井及礦場有望得到重新啟用,對于擴展人類資源利用范圍和提升資源利用效率有著重要意義。

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十、國防與軍事

現代戰爭環境日益復雜多變,海量的信息攻防和快速的指令響應成為當今軍事領域的重要考量,對具備網絡與智能特征的各類軍用機器人的需求日漸緊迫,世界各主要發達國家已紛紛投入資金和精力積極研發能夠適應現代國防與軍事需要的軍用機器人。目前,以軍用無人機、多足機器人、無人水面艇、無人潛水艇、外骨骼裝備為代表的多種軍用機器人正在快速涌現,憑借先進傳感、新材料、生物仿生、場景識別、全球定位導航系統、數據通信等多種技術,已能夠實現“感知-決策-行為-反饋”流程,在戰場上自主完成預定任務。綜合加快戰場反應速度、降低人員傷亡風險、提高應對能力等各方面因素考慮,未來軍事機器人將在海、陸、空等多個領域得到應用,助力構建全方位、智能化的軍事國防體系。

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