王耀南院士在2020年全国机器人发展论坛上作报告作者简介：王耀南，中国工程院院士，湖南大学教授。1981年毕业于华东理工大学电子计算机系，1989年至1995年先后在湖南大学工业自动化系获硕士、博士学位，在工业自动化控制系任博士后研究员1995年至1997年在国防科技大学，1998年至2001年在德国不来梅大学自动化系从事博士后研究。德国洪堡学者，2002-2004德国不来梅大学BIBA研究所，首席科学家欧盟第五框架国际合作重大项目。2001年至2020年任湖南大学电气与信息工程学院院长。2014年任机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室主任。2015年至2020年任湖南大学机器人学院院长。国家“百千万人才工程”人选，中国自动化学会会员，中国计算机学会会员，中国人工智能学会会员，国家863计划智能机器人领域学科专家.中国图像图形学学会理事长、国家智能机器人创新联盟副理事长、中国自动化学会常务理事、中国人工智能学会监事、能源与交通部科委委员教育部特聘教授、湖南省自动化学会理事长等。长期从事智能控制与机器人技术的教学与科研工作。成果获国家技术发明二等奖1项，国家科技进步二等奖4项，国际IEEE机器人与自动化领域“工业应用最高奖”。培养博士70余人（包括IEEEFellow、长江学者、国家杰出青年等），发表IEEE等SCI论文160余篇，出版专着12部，获得国家发明专利80余项获得。曾获全国高校优秀教师、全国五一劳动奖章、全国先进工作者、全国创新奖等荣誉称号。一、发展机器人的意义和目的智能机器人的发展永远在路上。我国东汉时期出现了驾车马车，可以说是世界上最早的无人驾驶交通工具。随着现代工业的发展，机器人进入第二阶段，开始为工业服务。20世纪，机器人进入第三阶段，即智能化。机器人时代。人类刚进入现代工业时代，就将机器人应用到工业领域，利用工业机器人进行生产活动。由于劳动力极度短缺，二战后，日本、美国和德国广泛使用机器人来替代人工。因此，这些国家在二战后的1960年代开始研制工业机器人。随着机器人的诞生，越来越多的机器人被应用到汽车制造过程中。机器人技术发展到现在，正朝着工业4.0的目标大踏步前进。目前的机器人只是一种自动化设备，并不是真正的智能机器人。未来需要的是真正智能的机器人。机器人是制造强国的重要工具。机器人可以高效完成焊接、加工、测量、检测等工作。尤其是我国，航空航天制造等国家重大装备制造，都离不开智能机器人。它在室内的使用也很重要。有着广阔的前景。此外，机器人在国计民生工程中也发挥着至关重要的作用。机器人可以辅助和代替人类完成危险的工作环节，可以从事复杂、重复、耗时的工作。在大型桥梁建设、应用维护、海洋开发、太空探索和智能制造等方面发挥了巨大作用。机器人是国家重大工程的基础设施，是“新基建”建设的重要内容。发展机器人最重要的是在制造业。机器人可以解决制造业的很多人工难点和痛点，比如人口老龄化、招工难、制造难、产品迭代更新、小批量、多品种制造等。它还可以有效解决劳动力短缺和人口老龄化等问题。2、国内外机器人发展现状当今世界各国都在大力发展机器人技术，如美国的机器人计划2.0、德国和欧盟的工业4.0计划、中国制造2025日本的机器人战略，推动机器人向高端制造和智能化方向发展。制造业进步抢占制高点。从USStrategy2.0分析，USStrategy2.0强调多个机器人之间的相互交流和协作，创造机器人感知。德国工业4.0更加重视智能工厂，建设智能强国，在智能生产线、智能车间、智能工厂中发挥机器人的作用，通过信息物理系统将机器人集成到生产线中。欧盟期望创造机器人之间的协作，强调机器人与机器人和手术机器人之间的协作，用于医疗、人类生命和健康。中国机器人近十年的发展可以分为两个阶段。前五年基本处于产业发展阶段，现在已经进入高端阶段。机器人是“制造业皇冠上的明珠”。其研发、制造和应用是衡量一个国家科技创新和高端制造水平的重要标志。有必要提高我国的??机器人水平。因此，我国需要提升民族机器人产业，占领更多市场。发展机器人技术和产业已成为我国的重大战略需求。《中国制造2025》和《新一代人工智能发展规划纲要》的发布，是为了推动智能机器人的发展，服务国民经济、国家重大战略、国家重大工程。围绕机器人的发展，地方政府和地方政府出台了很多政策，其中也包括深圳。深圳市在服务机器人领域表现十分明显。3、智能机器人的关键技术机器人（Robot）是一种能自动进行作业或移动作业的机械装置。它具有感知、规划、决策、控制等功能，可以完成人类难以完成的、重复性、枯燥、危险的任务。或在恶劣的环境中工作。从用途上，机器人可分为工业机器人、农业机器人、医疗机器人、巡检机器人等；就空间而言，它们可分为陆地、海洋和空中机器人。其中，工业机器人是主力军，其次是水下机器人和太空机器人。不管机器人多么复杂，无论是什么类型的机器人，它都是一个具有感知系统、决策系统和控制系统的自动化系统。机器人的关键技术主要有四个部分：本体机制、感知、决策和执行技术。用自动化的语言来描述，机器人是一个感知、决策和执行的反馈控制系统。机器人还涵盖了很多交叉学科，如机械工程、人工智能、控制科学、计算机、电子、材料等，多学科融合。机器人无处不在，广泛应用于制造、物流、医疗、人类生活服务、海洋、航空、航天等领域，在汽车制造、电子制造等领域也发挥着巨大的作用。4、机器人未来的发展方向在装备制造业中，大型复杂系统的构建，如航天飞行器的制造，也需要多台机器人的协同组装。此外，月球探测机器人等太空机器人这两年也发展迅速，因为各国都在争夺太空资源，还有海洋机器人用于海洋援助、打捞、水下探测等，应用在恶劣的环境中。探险中的科考机器人，比如珠峰的攀登，未来都可以用机器人来进行。2020年新冠疫情爆发后，医疗机器人也将成为未来机器人发展的主要方向，如发展测温诊断智能机器人、智能消毒机器人、医用物资搬运智能机器人等应急防控和控制机器人、辅助机器人、防疫机器人等等。脑机接口机器人是机器人学十大热点之一，军用机器人和专用机器人也是未来的主要发展方向。在《科学》杂志发布的机器人十大挑战和方向中，智能机器人是最重要的方向，包括脑机接口、社交、医疗、多机集群等都是智能机器人的发展方向。智能机器人网络化和交互化两大特征体现了智能自主感知的功能。机器人必须具备五个要素：感知、计划、决策、运动和自我学习。其中，智能感知、智能协同规划、智能精准控制是机器人的三大核心技术。在机器人智能感知方面。设计完整的机器人视觉感知系统，打造微传感、高智能的传感控制集成芯片，是一个非常重要的发展方向，还有很多工作要做。将对机器人三维识别、SLAM技术、机器人测量等应用产生深远影响。在机器人控制技术领域。机器人柔顺控制、机器人智能控制和多机器人协同控制是当前的研究热点。它的应用体现了基于深度学习和强化学习的机器人控制技术。任务分配、复杂任务的精确配置、网络控制和控制的灵活性，在抵抗网络攻击的情况下保证系统有序工作，都是机器人控制技术需要研究的内容。机器人除了智能感知和智能控制外，还需要稳定有效的关节，这是其执行器的关键部件。机器人需要灵巧的手来完成复杂的任务。无论是医疗、工业、航空航天还是海洋机器人，都必须用手来完成复杂的任务。因此，灵巧的双手是机器人的第四大关键技术。基于四大技术，可以对机器人进行集成创新，形成机器人系统应用。可打造工业机器人、服务机器人、特种作业机器人，应用于不同领域。设计机器人协调、调度、柔性自动化生产线，将机器视觉应用于制药和饮料行业，在汽车制造、电子装配等某些工序中用机器人代替人工，都是未来的发展方向。目前的机器人还处于工业1.0和2.0阶段。未来的机器人应该是机器人3.0。除了目前的功能外，还应该具备情感交互、人机协作、自主学习、人机交互、语义分析和自然语言理解等功能。只有这样，它才能真正成为智能服务机器人。未来，机器人有望向自主服务机器人发展，推进到4.0阶段。有很多工作要做。需要将人工智能技术、感知、记忆、学习、决策能力有机地加入到机器人中，使机器人具备智能、自主的网络控制系统，形成机器人市场。人工智能是机器人发展的关键。人工智能、感知技术、认知技术、行为控制技术这三大核心技术决定了智能机器人的未来。未来机器人的应用将面向网络协同制造，以柔性自动化生产线为基础，面向小批量、多品种、个性化制造。需要具备数字化、网络化、智能化的特征，在工业互联网网络框架下实现智能制造，形成从产品设计、研发、制造到服务的全流程智能制造。网络化协同制造可以满足个性化的生产和服务模式，以及复杂多变的作业环境和任务。智能化生产是未来工业发展的趋势。机器人将在其中发挥重要作用。在5G时代到来的背景下，在通信速率提升、宽带化、时延降低的云空间，利用5G技术打造新一代智能网联电动汽车、智能无人机、智能网联电动汽车也是向往未来城市美好生活，即打造智能网联、无人驾驶、无人码头、无人机场。人机交互也是一个很重要的发展方向。人机协作模式将人的优势（智能、灵巧）与机器人的优势（高速、高精度）深度结合，实现灵活的人机操作，解决机器人部署成本高、能力不足的问题灵活性。无论是工业、农业，还是精准医疗，都有极其重要的应用场景。它是人工智能和机器人结合的强有力的纽带，包括语言识别、物体识别、语义理解、情感分析、意图理解和决策制定。模态交互、步态识别与交互等。未来机器人的发展必须是网络化、自主化、协作化、灵巧化。同时，机器人的发展需要规划周密、可执行的策略，也需要创新的环境和下一代机器人的标准和技术。最关键的是着力培养一批高水平的科研带头人和产业团队人才。
