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北京航空航天大学王田苗教授:当前智能机器人发展若干挑战性问题|CCF-GAIR2018_18luck官网登录网址 | 下载

,有可能中国医疗服务机器人、特定区域无人驾驶和农业机器人也将首度批量化,在国际市场占据一席之地。前两天我作为中国电动均衡车标准起草组的组组长和国家 SAC/TC159 的副主任,参与了中国国家标准委员会与美国国家标准委员会 UL 联合正式成立了电动均衡车合作互认工作组,这是对中国产品走向世界奠下了一个最重要的基础。国际四大家族仍然以四低攻占着汽车焊、电子制造等高端领域(高速、轻阻抗、高精度、高可靠性),并且由原本跑步的 200 公斤、400 公斤、100 公斤,也在集中力量往 6 公斤以下的轻型机械臂和协作机器人展开前进攻占。

去年还包括日本国际机器人展览会和今年 3 月、4 月分别在汉诺威和慕尼黑的工业自动化展览会,四处可以看见轻型的机械臂,其中有优傲机器人 e-Series、德国自动化个人机器人 Pilz、Denso 的机器人等。所谓轻型机械臂或协作机器人,第一条是便于用于,不那么简单;第二条是需要避障,需要安全性交互。亚马逊预计明年将发售自己的第一款服务机器人,只不过亚马逊是电商互联网服务平台公司,但是它有硬件基因,十年以前它的电子书攻占了全球 70% 的市场,六年以前并购了 KIVA 仓储底盘乘载移动机器人,构成了 4.5 万台套机器人在它的电商物流方面应用于,两年以前发售智能音箱 Echo 攻占 60% 的市场,这个很有硬件基因的世界前五名的巨头公司,从苹果挖来了产品设计硬件工程师,在它的 Lab126 实验室秘密研发机器人。

当音箱变为可移动、可表明、可交互,它期望机器人功能需要构建四个方面,第一是交互、第二是辨识、第三是需要已完成一定的作业(比如说接管物品或者非常简单运送)、第四是需要陪护,大家期望着 2019 年亚马逊公布。Google 机器人还可以便利对话协助订餐,大家早已区分没法是人协助你订餐还是机器人。另外被软银从谷歌出售的这样一个机器人公司 Boston Dynamic,其总裁在今年 4 月份德国的汉诺威学术活动说道要把 4 足式 Spotmini 像安卓一样对外开放沦为机器人开源平台,今年计划 100 台,明年 1000 台,要转变人们指出他们只做技术没商业价值。

当然,还有可穿着式的需要电池、电机的装置,以基于感官自学与软体机器人,以掌控作为突破口,自适应环境、需要编程以及工业物联网展开突破,这就是我所理解的当下智能机器人视角与场景。在这样的情况下我们总结想到中国。我们有时候必须从智能机器角度来看问题,跳跃出来,而不是把它作为一个智能机器人来看。

它有三个要素:要有载体,我们称作机器人;要感官,我们称作物联网;需要基于环境来理解掌控,我们称作人工智能。有时候我们这样解读智能机器的生态,比如智能机器,基础层方面我们指出是材料、设计、核心部件、装备、检测。中间层方面经常出现了三个东西:一个叫数字化设计与智能服务;第二个叫操作者载体,即叫机器人、3D 打印机、数控机床;第三个叫商务的云生产与物联网服务,从而推上了应用于产业层,比如智能汽车、电子制造、医疗器件、机械制造、国防军事等等。

在这样的背景下,人们为什么尤其注目人工智能和机器人呢?是人们指出在未来 5-10 年这几个拐点可能会在中国首度经常出现。比如拐点是工业机器人将转入每个工厂。我们告诉,在十年以前,2007 年比尔盖茨说道厂厂都有机器人、家家都有机器人,其中第一个目标迅速就构建,就是每个企业都有机器人,因为工业机器人售价突破了 5 万,需要提升生产与管理效率,并且转入无人化工厂、自动驾驶、会话式教育、养老机器人、无处不在的柔性可表明与互相交换,还有还包括区块链、5G 物联网、云服务、国防军事武器等等。在这样的背景下,我们想到我们国家对这个事情的推崇。

2017 年国务院、工信部、科技部公布了一系列重大项目和最重要的产业战略,给与引领和反对;最重要的是地方政府融合自己的优势产业竞争与挤满,以适当补贴也在大力支持地方的智能机器发展,所以使中国在这方面有了相当大的突破性进展。在投资界,还包括机器人和人工智能,大家可以看出来,在赛道上,芯片、传感器、激光雷达、交互、安全性等等,其中三个最低的,第一个是视觉,第二个是智能机器,智能机器里面主要是机器人和无人驾驶,第三个是自然语言解读。从牵涉到到的内容来看,监控、仓储、智能汽车、医疗以及各种各样的安防等等。从中国的投资角度来解读,大家也可以看出来,比如说 40% 集中于在 Pre-A,60% 集中于在服务机器人,21% 分别集中于在物流和教育,其中百万级以上的占到了 52%。

最近还有一个现象,收购、并购日益活跃。中国占到了全世界在收购方面的 75%,其中 55% 的金额是亿元级的,其中收购方面来看,尤其注目有本体,大约占到了 67%,另外系统集成和适当的本体零部件作为最活跃的领域。在这样一个前提下,有了政府引领,有了金融机构助力,有了适当地方的补贴政策,使中国目前的机器人创意创业日益活跃,其整体市场超过 1200亿元,同比快速增长 25%。

大家必须注目的是:这个增长速度在中国大约维持了八年,全球机器人的市场大约以 10%-12% 的速度维持了大约十年。工业机器人在一个国家发展成熟度有一个指标叫密度,大约十年以前万名工人的密度中国是 23 个机器人,一年减少 20%,现在到了 68,预计迅速突破 73——也就是全球发达国家的平均水平。

刚说道了服务机器人,大疆无人机、纳恩博电动均衡车、小米科沃斯扫地机器人等开始盈利,特种机器人创意创业开始兴起,仿生机器人作为高校院所的研究重点。在整个机器人里面,我们把它划入到智能生产,我利用这张资料片,最活跃的仍然是工业机器人,大约在340 亿,主要集中于在生产线,其次是仓储和物流,再其次是信息化 MES 管理。这是中国 2012 年到 2020 年的预测,大家可以显现出规模。

左边是亿元规模,右边是增长率,其中在 2016 年中国机器人增长速度最慢超过 40% 多。从机器人的产于来看,工业仍然占有着主导,服务占到了半壁天下。从增长率来看,服务机器人的增长率较为低,其次是特种机器人,工业的增长率在上升,但是仍然居多。其中深色的是工业机器人占到的规模大小,大约在 300多亿,将近 400 亿,服务机器人大约占到到 100 多亿。

从市场来看,这是目前工业机器人的产量,后面是外资所占到的比例(闻 PPT),大家可以显现出,外资占到的比例大约是 65%,将近 70%,中国早已到了 40%。这是万名工人的密度,黑色的部分是中国的密度,淡蓝色的是全球平均值的密度。可以显现出,目前中国的密度早已到了 68 左右,世界的平均值密度大约在 70 多。

这是适当的专利,医疗是最活跃的,以发明专利居多,其次是洗手、扫地、娱乐教育、仿生、陪伴机器人等。这是工业机器人产业链的上游、下游、中游代表性企业。

大家可以在网上查约,其中中国电子学不会、哈工大集团整理的材料可以参照理解。这是服务机器人快速增长的数目,在 2017 年大约有 200 多家新的服务机器人公司问世。

这是昨天是 6 月 29 号新松、新时达、埃斯顿和拓斯达的市值,以及它们 2017 年前三个季度统计资料出来的利润,其中可以显现出如果除去一定补贴,目前机器人公司利润空间受限。中国机器人以 25% 的速度在减少,必要引导全球市场需求,中国机器人的产业链基本正在构成,但是还不存在挑战性的问题。一个是核心部件,尤其是高端核心部件和核心算法,我们仍然和四大家族有较为大的差距。

有关这些算法或者核心部件是一个系统性的问题,不是一个单一产品的问题。比如说核心部件,材料、设计、加工、组装、测试、对系统、服务,不是一个非常简单的设计,也不是非常简单生产能无法出来的,甚至牵涉到到管理问题,所以这是一个系统。带给的问题是什么?精度、寿命、噪声等问题。

核心算法也一样,核心算法是指机器人本身的电机参数所起到对象的动态模型、工作环境变化,如何通过周边的感官来构建较慢号召、超强调幅度较小、抵达稳态误差时间段等。另外一件事是较为让人担忧的,中国较为讨厌杀价来抢占市场,这样就造成了险恶的竞争。这种竞争的问题不会经常出现什么呢?不会导致品质、服务以及适当的满意度上升,这个无论对工业还是服务机器人,我指出都是十分担忧的问题。

如果你价格太低了,无论系统集成商还是整机机器人,你就没时间、没空间严肃作好产品品质与诚恳服务了。所以,我指出这种发展思路到中国的下个十年、二十年要彻底改变,否则你的机器人在世界客户观念理解中就是低端,就是劣质,就是买白菜,就是很差的产品。我实在这件事情要引发高度重视。

还有一个挑战性问题是,无论国际还是中国,未来对服务机器人的产品痛点、形态、产业、规模、服务模式等很多东西不是很确切,也就是痛点不疼,造成了机器人尤其是服务机器人有一定的泡沫。从服务机器人市场需求发展来看,它应当是一个工具,能已完成特定家政作业服务,二是需要协助主人展开一些事务的监控管理,三是需要作为主人很好的朋友展开交流陪护。这三个东西构建在一起很难,要不然不简单,要不然确保成本很高,要不然价格昂贵。

所以现在的服务机器人研发思路,一种就是指工业界是想要从明确工具任务产品应从,另一种是互联网云服务角度想要从主人交流陪伴应从,逐步形成服务机器人的痛点产品。当然,作为机器人对外开放核心的操作系统、专用芯片以及情感陪护,也仍然是世界范围的挑战性问题。

这样的背景下为什么不会构成泡沫呢?从历史来看,从科幻到三个准则,到人们期望机器人像人一样需要打高尔夫、需要唱歌,那个时候是 1960 年。而美国大力发展推展了很长时间,距离科幻想象的机器人有相当大差距,尤其是由于传感器、机械、成本和智能理解等各种各样的问题解决不了,所以 1968 年前后,这项技术就移往到日本,日本把它应用于在了摩托车上,通过川崎又中用了汽车上,从而发展构成了工业机器人产业。随后机器人仍然没衰败,但也没构成大的产业。

没衰败的原因,一个就是指月球、南极到我们所说的太空、水下,大大推展着特种机器人发展。后面到了索尼机器狗,想要转入家庭,一度曾多次退出,现在索尼又想要接着之后研发跳入家庭娱乐。

然后 1997 年前后日本本田发售了仿人机器人,另外就是让我们看见是 2002 年 MIT 教授 Brooks 让他的学生创业,再行做到教育,做阿富汗缉毒防暴机器人,洞穴侦察,找到订单相当严重依赖美国军方,公司发展于销售具备不确定性,后来他们想能无法做到家政服务,扫地洗手自动化的就就是指 iRobot 开始的,2006 年上市。随后 MIT Brooks 教授又创办了双臂协商交互的协作机器人等等。

在这样一个历程中想要解释一些点子的是:第一,机器人发展的动力就是科学幻想与探寻、市场需求和战争军事推展。最后的结果是,科学幻想和基础研究会构成政治宣传的技术,但是确实把它变为一个可持续发展的产品,是通过工业与社会明确痛点市场需求与明确应用于的场景而发展一起的。

我自己杨家是回忆起,计算机信息六十年,人工智能六十年,数控机床六十年,机器人六十年,为什么计算机信息、数控机床发展迅速沦为产业的大哥,而人工智能和机器人落在后头?我从市场需求、产业、痛点来思维,获得的结果是:机器人之所以没发展一起,一是在家庭、公共环境,没解决问题的有效地痛点问题,即使解决问题也是十分受限,最后找到在军事、太空、水下专用的市场急迫市场需求而发展一起;二是不受当时微电子、传感、掌控和各种各样生产的成本制约,尤其便宜容许;三是机器人技术体系比较较为堵塞,比如四大家族的操作系统、CAD、焊软件、整体解决方案等等,从来不相容。没像我们解读的机械结构、控制软件、系统平台需要构建韧分离出来、即插即用。还有一点,在产业上无法过于执着纯粹的仿生技术产品研发,仿生想象的东西适合于技术研究,如果把显仿生的东西用在工业界是十分无以的,这条路是权宜之计的,比如飞机无法研制像鸟一样翅膀,比如洗衣机无法研制像双手搓洗的机械等。

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在这样的一个背景下,基于高端的性能、成本的制约、服务机器人的痛点和前沿技术的研发,我自己想要明确提出自己的三个思维,可供产业界、精英界和创业企业思维。我们再行把智能机器、机器人载体、传感物联网、人工智能的自学和决策软件,它们需要应用于的几大领域如:消费、汽车、材料、医疗、生产、军民融合。我实在要推崇三点。

第一个建议是:深刻印象认识到过去以产品开发居多的主导模式正在渐渐过渡到以生产服务居多的模式。什么叫传统产品生产?都说的创意企业都告诉,功能、品质、成本,这是产品生产最重要的,往往必须轻资产,必须辟厂房、出售机床、讨很多工人。我指出如果生产优质产品必须这些,因为产品要出来本身就必须工厂,要员工、要线下。

但是仅有基于此早已敢了,这是因为当前信息十分公开发表,竞争十分白热化,研发人员和核心技术正在加快蔓延、移往与流动,同质化产品十分相当严重,产品生命周期也更加较短,只注目产品功能本身的研发,它就不会制约企业以更加前瞻的眼光来看来。原因是什么?我的客户把功能解决问题了以后,更加最重要的是服务。这种服务是什么?是便捷、及时、建议和亲和,比如在电商行业,比如店内、小时工、家装、旅游、健美、娱乐以及各种各样的家电服务,你不会找到,除了功能、品质,你要很非常简单、迅速的给与反应,迅速给我建议,告诉他我原因是什么。比如说目前生活节奏越来越快,专业分工也更加粗,一个人做媒体、做论文、做销售、做研发、做管理,他没时间考虑到那么多自己衣服、自己身体健康、自己娱乐、自己吃饭、自己收件、自己整理房子等等,所以这时候就必须这样的服务生态。

再行再加,由于市场需求的不确定性,伙伴合作的不确定性,生产成本以及收益都不确认,你不会找到创意企业没那么大的资金去解决问题许多问题,从而也就尤其情绪和疑惑。这时候,首度从美国、欧洲开始,尤其侧重服务,侧重产品品牌,侧重贵族认同。首先要有理解服务,告诉产品的品质内涵,然后告诉用户操作者的感官,然后把用户感官的数据传过去,到后台才能找到产品的问题,才告诉用户用于的习惯,比如常常按哪个键、常常去哪个餐馆、常常看哪部电影,然后展开转变提升,粘住客户,取得收益,这就是所谓的生产服务。这种情况下,仅有生态的产品作为生命周期的视角来考虑到数据相连、考虑到共赢和产品功能,从而人们不难想象为什么阿里、百度、腾讯、亚马逊、谷歌对嵌入式芯片感官、物联网、AI 软件、机器人那么推崇,就是因为以产品为中心的方式正在向以服务为中心的方式改变。

大家告诉,先前人做到机器,以人居多,机器是工具。到了后面,在上世纪中期的时候,机械自动化工厂发展,人变为了机器,卓别林的摩登时代叙述的就是那个时代。到了后面,由于机器人、由于人工智能的发展,人慢慢解散来了。

我们所说的自自学、服务就就是指这儿开始的。开始的原因是,人都不不愿做到三件事情,危险性的不不愿去做到,单调的不不愿去做到,反复简单的不不愿去做到,这是人性要求的,人不愿做亲和、交流、创新性的工作。为什么我要特别强调这件事?大家可以看这条绿线,我们都告诉轻资产的企业是过去的传统,标识 500 指数的代表新的科技企业,后面的代表盈利。大家可以显现出,以轻资产生产居多的企业利润都在上升,而且上升迅速。

由于人才、信息的高速流通,企业的核裂变和茁壮速度也不会越来越快,比如说超过 10 亿美元必须的年数,过去传统企业都是二十年,现在是八年、五年、四年。根据我的逻辑可以解读,在物质短缺的年代,政府让企业做到什么,企业做到什么,客户就卖什么,比如落后地区,三十年前就是这样。随后经常出现市场需求机车时代,我想什么就回答互联网 BAT,BAT 就把这些市场需求搜集一起,寻找制造商,然后通过物流配送获取给我们,即 C to BAT to M,这就是过去三十年。

现在经常出现了精准市场需求时代,每个人出院不一样、生活居家的习惯不一样、工作内容不一样、家庭构成不一样、性格嗜好不一样,它要精准的通过客户数据 Data 驱动 Driven,BAT/M 这些各式各样大小公司以共赢生态承托,来服务 C,还有华为、小米等等,这就是未来的社会发展形态。工业科技变革将以感官与物联网、人工智能与区块链和机器人与服务为最重要的核心技术,当然不说道量子计算出来、人造皮肤、脑科学不最重要,但是就五年、十年来看,这三个核心技术将推展着工业科技的变革。这就是为什么为什么手机终端毛利那么较低,那么多企业还是勇于去扔;为什么云计算的中间件这么最重要;为什么以智能装备、机器人、人工智能的应用于系统获得国家和投资商的高度重视。这是我想要说明产品思维和服务思维的有所不同。

产品思维就是刚说道的功能、质量、成本,服务思维不一样,用户讨厌什么、找到产品什么问题、是不是什么新的市场需求,比如以农业生产设备居多,产品思维就是功能、质量,而服务思维就看农业装备用作什么种子,耕种在荷兰、澳大利亚还是在新疆、山东,是谁来耕种,作业时间怎么样、作业效率怎么样、作业习惯怎么样、它还必须什么,然后再行来递归,还包括还有气候等等。这就是一个系统,并不是在跪的创业企业都要做到这些仅有生态的系统,而是你要解读这些服务的重要性,自己定位在一段严肃作好,和上下游构成密切的关系。第二建议是:在这样险恶的形势下一定要侧重品牌,要侧重标准化,这样不利于企业的持久和企业产品推上全球市场。

原因是什么?当前物质生产非常丰富,产品同质化十分相当严重,这时候品牌变得很最重要。比如说汽车,一定说道丰田比本田好吗?或者一定是飞驰比宝马好吗?或者 TCL 的电视比小米的好吗?早已没差异了。

这种东西隐形竞争要靠什么?靠品牌。所以说道,品牌是品质、可信、独一无二、热情的服务、享有它是一种认同,她必须长年关爱和累积,只有这样,你的企业和产品的生命力才持久。

当一个产品获得认同的时候,只不过你的品牌就奠定了,尤其是我常常跟创业者谈,当你建构一个企业的时候,总有一天要想起你的企业要获得认同,因为你的存活是给别人服务,通过服务互相交换了价值你才不存在,所以说道,万不得已不要展开险恶的低价竞争。当然,采行一定策略是可以,你可以阴个草再行把价格提上来,再行来服务,但是你一直要忘记,品牌很最重要,标准化也很最重要。我参与了中美电动均衡车标准互认大会,我们都告诉均衡车掌控失灵、电池电池起火,比如说电路在热天 40 度或者 50 度的时候短路或者断电等,这些都会带给损害与安全性。

这要不要标准?没标准敢,所以美国强迫对中国的电动均衡车展开标准检验。我们都告诉,电动均衡车除了前后轮、扭扭车、还有两轮均衡车,中国生产大约占到了全球 90%的市场。这方面的技术和标准就变得十分十分最重要,否则就经常出现一个情况,美国一个标准,欧洲一个标准,澳大利亚一个标准,这个市场如何推展?从标准角度来看,不仅解决问题用户的安全性,还要解决问题有序的企业的竞争和发展,因为没标准就滥竽充数,就连米其林餐厅和医院都有标准。

大家告诉标准有模块、电池、电池,统一标准就增加了污染,更容易拆除和重复使用。如果有了标准,中美合作,中国可以、美国可以,欧洲大自然更容易接纳。欧洲常常有一个 CE 标准,你把这个标准做到了,大自然就更容易转入欧洲。

我们要以安全性可靠性、环保和用于便利为基准,对环境和技术体系展开分析,让客户、整机、测试展开交流,从而构成传动、传感、电气、电池等等的标准,我指出这对安全性、环保、客户、企业都有益处。所以,企业到一定的规模,标准很最重要。在这样的前提下,智能移动终端是智能机器的新时代,将来不会把汽车作为室外的移动终端,家用服务机器人作为室内移动终端,工业机器人作为企业的移动终端,它展开协商、合作、信息的调度,展开各种装备的网络和协同。其中,智能机器的最重要特点,除了我们所说的载体、操作者,其中数据、智能十分最重要。

以特斯拉为事例,估值 582 亿,福特 441 亿。福特 120 年历史,早已销售 1 亿辆车,而特斯拉十五年将近和 30 万辆车,市值上却多达福特 31%,就是因为它某种程度是一个机器,而是一个智能的机器。这是我参与中美的电动均衡车标准互认工作组正式成立大会上的图片,只有市场规模和技术创新这两项才有制订标准的话语权。第三个建议是:要推崇技术创新与研发,我们查询大量资料,在工业科技变革的时代,传感、物联、大数据、人工智能、云、虚拟现实、操作系统、芯片、区块链,推展着智能生产、智能产品和智能服务发展。

由于时间关系,我把自己所自学思维的国外战略报告跟大家共享一下。未来 3 项科学技术将加快推展工业科技的变革:第一项技术是数字化感官,我们称作物联网。其中全球总体影响 17%,到 2021 年上万亿新的花费的市场,对中国的影响,将不会超过 1318luck官网登录网址%,美国的影响是 16%,日本的影响 20%,英国的影响是 21%。

人工智能分列第二,全球总体影响是 13%,到 2021 年 500 亿美元以上新的花费的市场,中国的影响是 13%,美国是 17%,印度与英国的影响是 15%。机器人分列第三,全球总体影响 10%,其中中国 11%,美国 8%,日本 13%,到 2021 年 2180 亿以上新的花费的市场。

这三项技术物联网、机器人和人工智能这三项技术将重点在哪些领域是颠覆性的呢?分别影响的是汽车与交通、电子支付与消费、娱乐、安全监控等等。从 Gartner 曲线可以看出来,三角回应的是十年,蓝的是二到五年,黑色的是五到十年。

机器人五到十年是爬坡,投资商希望最低;智能汽车是三角,也就是未来十年;其中绿色的将转入商业应用于的是机器学习、物联网平台。创业性企业要解读时代的变化和热点,对收到这个领域,你才有很好的竞争力。最近欧洲生效一个 GDPR 法律,有可能对很多是制约的,比如说对中国,这个钱是无法随意所取的,它的影响力是 22%。

大家可以显现出,日本对隐私的商务应用于有违背,美国在信息安全、钱的方面的制约在 27% 左右。最后总结一下智能机器人的几个趋势:一个是技术,传统的主要是零部件、核心算法,主要在四低上。颠覆性创意在芯片处置、物联网、准确感官、人工肌肉、智能软体、理解与情感交互 AI。

可能会经常出现自定义化无人化工厂,服务机器人从 2B 向 2C 发展,如果太贵,能无法以出租分享获取内容的方式来推展。最后,要高度重视智能生产服务,要推崇产品品质和标准,要推崇感官与物联网、人工智能与区块链和机器人与服务。再度感激大家的时间!原创文章,予以许可禁令刊登。

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