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论坛 新商科论坛 四区(原工商管理论坛) 行业分析报告
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2013-08-29
在世界范围内,各国纷纷将突破服务机器人技术、发展服务机器人产业放在本国科技发展的重要战略地位。随着信息网络、传感器、智能控制、仿生材料等高新技术的发展,以及机电工程与生物医学工程等的交叉融合,服务机器人技术发展呈现三大态势:一是服务机器人由简单机电一体化装备,向以生机电一体化和智能化等方面发展;二是以服务机器人单一作业,向服务机器人群体交流、远程学习和网络服务等方面发展;三是服务机器人由研制单一复杂系统,向将其核心技术、核心模块嵌入先进制造相关系统中。    虽然服务机器人分类广泛,包含清洁机器人、医用服务机器人、护理和康复机器人、家用机器人、消防机器人、监测和勘探机器人等,但完整的服务机器人系统通常都由3个基本部分组成——移动机构、感知系统和控制系统。因此,与之相应的自主移动技术(包括地图创建、路径规划、自主导航)、感知技术、人机交互技术就成为各类服务机器人的关键技术。
    路径规划就是根据机器人所感知到的工作环境信息,按照某种优化指标,在起始点和目标点规划出一条与环境障碍无碰撞的路径。按机器人获取环境信息的方式不同,大致有3种类型。基于模型的路径规划,有栅格法、可视图法、拓扑法等,主要应用于结构化环境;基于传感器信息的路径规划,有人工势场法、确定栅格法和模糊逻辑算法等,主要用于非结构化环境;基于行为的路径规划,把规划问题分解为许多相对独立的单元,如避碰、跟踪等。
    自主导航的基本任务包括基于环境理解的全局定位、目标识别和障碍物检测以及安全保护。根据环境信息的完整度、导航指示信号类型等因素的不同,可以分为基于地图的导航、基于创建地图的导航和无地图导航。根据采用硬件的不同,又可分为视觉导航系统和非视觉传感器组合导航。其中视觉导航和其它传感器融合将是服务机器人智能导航的主要发展方向。
    感知技术用来完成对服务机器人位置、姿态、速度和系统内部状态进行监控以及感知服务机器人所处工作环境的信息。通常采用的传感器分为内部传感器和外部传感器。传感器的选择在很大程度上影响了机器人的导航质量,在实际应用中往往使用多种传感器共同工作,并采用传感器融合技术对检测数据进行分析、综合和平衡。利用数据间的冗余和互补特性进行容错处理,以求得到所需要的环境特性。
    除此之外,围绕服务机器人的有效作业、交互安全、以及环境认知等基础性科学问题急待攻克,关键技术主要集中在仿生材料与设计制造、环境感知与智能认知、人机交互与安全控制,以及面向产业化发展的标准化、模块化、互换性和接口协议等方面。
    由于服务机器人直接和人打交道,因此实现人与机器人相互之间互助信息传递非常重要。这主要包括视觉和语音交互、力觉和触觉交互、多通道交互以及新型人机交互,以便提供友好的用户界面、多层次可选择的用户输入和方便的用户操作。由于操作者和服务机器人常有直接接触,加之某些服务机器人的实际用户应变能力差,因此系统的安全性是设计过程中要考虑的首要问题,所以安全保护技术也是服务机器人的关键技术之一。
    表1:机器人各部分技术发展方向

    自主研发能力落后世界先进水平。在前沿技术和关键技术研发方面,我国大多属于跟踪研究,缺乏创意理念和原创性成果;在集成技术方面,我国虽可实现原型样机集成,但关键零部件与可靠性方面与国外相差5-10年;在设计制造技术方面,我国的产品设计、材料与工艺技术、系统集成水平与国外先进水平存在较大差距。产学研脱节现象较为严重。我国服务机器人的研究主要集中在高校和少数研究所,企业新型产品设计制造创新能力有限。创新体系建设尚处于起步阶段。我国服务机器人在战略规划、研发平台、人才培养、标准制订、市场培育、国际合作、财税金融政策扶持等创新体系建设的许多环节与世界先进水平明显滞后,尚处于起步阶段。
    目前,一批核心关键技术无法突破,成为制约我国服务机器人发展的主要瓶颈之一。特别是在机器人机构学、动力学、环境适应技术等方面的研究,在驱动器、电机、减速器等关键部件的开发等方面,我国亟需突破一批关键核心技术。
    受收入水平影响,国内家庭用户对价格非常敏感,通常不会高价购买“非刚需”产品。此外,国内家庭对机器人概念仍存一定误解,对机器人的智能化水平期望过高,“期望”与“实际”反差会影响市场的普及。第三,作为新兴产业,服务机器人专用零配件市场并不成熟,导致成本偏高。第四,国内关键技术并不成熟,研究成果的产业转化比率偏低。
    图1:我国服务机器人产业化易陷入“恶性循环”


全球服务机器人行业市场现状分析:http://www.tianinfo.com/news/news5955.html
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2013-8-29 11:11:12
好资料,谢谢楼主资源共享!!
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