2016年機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況及未來(lái)趨勢(shì)

從2016年12月29日晚起，一位神秘高手在圍棋界掀起了“腥風(fēng)血雨”。一個(gè)注冊(cè)為“Master”、標(biāo)注為韓國(guó)九段的“網(wǎng)絡(luò)棋手”接連“踢館”頂級(jí)職業(yè)棋手，其中包括柯潔、古力、樸廷桓、陳耀燁、聶衛(wèi)平、常昊等圍棋高手。

截至2017年1月4日晚，Master已經(jīng)斬獲了58連勝。 2017年01月04日，圍棋大師“Master”贏了周睿羊，獲得第59場(chǎng)連勝的傲人戰(zhàn)績(jī)，與此同時(shí)，Master在公頻上宣布它就是AlphaGo。

AlphaGo作為如今人類巔峰的人工智能產(chǎn)品，意義重大，它為未來(lái)機(jī)器人發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，當(dāng)一個(gè)市場(chǎng)是以技術(shù)驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，來(lái)自最前沿的技術(shù)研究對(duì)于市場(chǎng)的影響是至關(guān)重要的。

日益老齡化的人口結(jié)構(gòu)、不斷上漲的人工成本和全球化競(jìng)爭(zhēng)是拉動(dòng)機(jī)器人市場(chǎng)快速成長(zhǎng)的重要因素。2015 年世界智能型機(jī)器人市場(chǎng)約為 269 億美元，今后 10 年間，CAGR（年平均成長(zhǎng)率）將達(dá)到 9%，至 2025 年世界機(jī)器人市場(chǎng)將高達(dá) 669 億美元。統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示，中國(guó)是全球增長(zhǎng)最快的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)，從 2010 年到 2016 年，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人的總供給量年均增長(zhǎng)速度約為 40%。

世界機(jī)器人市場(chǎng)長(zhǎng)期展望

我國(guó)工業(yè)機(jī)器人滲透率低，普及工業(yè)機(jī)器人是中國(guó)制造 2025 的基石。2015 年，全球工業(yè)機(jī)器人銷售總量為 24.8 萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng) 8.30%。目前，中國(guó)已成為世界上最大的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)，2015 年市場(chǎng)銷售量為 6.7 萬(wàn)臺(tái)，占全球市場(chǎng)份額的 27%，同比增長(zhǎng) 17.34%，2009-2015 年復(fù)合增長(zhǎng)率為 51.69%。已經(jīng)連續(xù)三年為全球最大的工業(yè)機(jī)器人銷售市場(chǎng)。然而，我國(guó)機(jī)器人密度仍然低于世界平均水平，未來(lái)有巨大的市場(chǎng)空間。2014 年，中國(guó)制造業(yè)每萬(wàn)名員工平均擁有 36 臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，而世界平均水平為 66 臺(tái)。相比之下，韓國(guó)、日本的機(jī)器人密度分別為 478、314 臺(tái)/萬(wàn)人。相比較韓國(guó)與日本，我們認(rèn)為中國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)未來(lái)的市場(chǎng)增長(zhǎng)空間非?？捎^，市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)到千億量級(jí)。

隨著消費(fèi)需求和能力不斷上漲，未來(lái)服務(wù)機(jī)器人有望將成為機(jī)器人行業(yè)的新熱點(diǎn)。服務(wù)機(jī)器人主要包括專業(yè)服務(wù)機(jī)器人和個(gè)人家用服務(wù)機(jī)器人。2014 年，全球?qū)I(yè)服務(wù)機(jī)器人銷售額為 37.7 億美元，同比增長(zhǎng) 5.60%；個(gè)人家用服務(wù)機(jī)器人銷售金額為 22 億美元，同比增長(zhǎng) 29.41%。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015 年，專業(yè)服務(wù)機(jī)器人總銷量 4.11 萬(wàn)臺(tái)，同比上升 25%，個(gè)人/家庭服務(wù)機(jī)器人總銷量 540 萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng) 16%。

小編也在此盤點(diǎn)了2016年關(guān)注度較高的幾類機(jī)器人，一起來(lái)感受它們的魅力吧！

韓研究團(tuán)隊(duì)打造強(qiáng)大人造神經(jīng)，讓超級(jí)計(jì)算機(jī)模仿人腦

這是一種微型部件，其能模仿人腦神經(jīng)元之間的連接方式，功能優(yōu)于之前所有人造大腦設(shè)備。這些新的人造神經(jīng)是一種晶體管，或是電子開(kāi)關(guān)。在開(kāi)和關(guān)的過(guò)程中，它們可以模仿神經(jīng)元學(xué)習(xí)的方式。

研究者在一個(gè)直徑為10厘米的晶體上組裝了144個(gè)神經(jīng)元晶體管，這些晶體管中裝有直徑為200到300納米的金屬絲。其實(shí)，人類頭發(fā)的平均直徑為10萬(wàn)納米，因此這些晶體管和神經(jīng)元的細(xì)小程度可想而知，其消耗的能量也是非常之少。

該項(xiàng)目由韓國(guó)浦項(xiàng)工科大學(xué)打造，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、材料科學(xué)家Tae-Woo Lee表示：”這種新的研究將能夠引領(lǐng)未來(lái)，打造更好的機(jī)器人、自動(dòng)駕駛汽車、數(shù)據(jù)挖掘、醫(yī)療診斷、股票分析，以及其他的智能人機(jī)交互系統(tǒng)和機(jī)器。“

距人造人更近一步，哈佛科學(xué)家用活體細(xì)胞造了一個(gè)機(jī)器人

一個(gè)來(lái)自哈佛大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)?wèi){借機(jī)器人工程和基因生物學(xué)的知識(shí)，利用一些豐胸用的硅膠、一小撮黃金和20萬(wàn)個(gè)經(jīng)基因改造過(guò)的小鼠心肌細(xì)胞，制造出了一條人造的黃貂魚，最令人驚訝的是，小魚還能不借助外力，自發(fā)地在營(yíng)養(yǎng)液里向著光源游動(dòng)。

科學(xué)家們的具體做法是：用一小塊硅膠注成黃貂魚的外形，然后利用機(jī)器人形態(tài)學(xué)的技術(shù)把少量的黃金注入硅膠里形成黃貂魚的骨骼支撐，然后在“骨骼”之上再鋪一層硅膠，這是為了防止小鼠心肌細(xì)胞直接接觸金屬造成細(xì)胞死亡，最后將活體細(xì)胞鋪在黃金骨骼之上，就構(gòu)成了一個(gè)會(huì)動(dòng)的人造黃貂魚。

其中，心肌細(xì)胞是依靠基因生物學(xué)的技術(shù)，切掉原始基因鏈中不需要的基因片段，嫁接上需要的，然后重新培養(yǎng)而成。其中科學(xué)家植入的新基因片段是一段趨光性的基因，因此該心肌細(xì)胞除了具備心臟肌肉那樣的伸縮特性，還具有趨光性。這也是為什么該人造黃貂魚不但能夠自己游動(dòng)，還能趨光的原因。

目前，由于活體的心肌細(xì)胞不具備免疫系統(tǒng)，因此這條人造的黃貂魚還不能在營(yíng)養(yǎng)液之外的環(huán)境中生存。但是，哈佛的科學(xué)家表示，或許可以將這條小魚作為一個(gè)起點(diǎn)，憑借機(jī)器人工程學(xué)和基因生物學(xué)技術(shù)的結(jié)合，未來(lái)或許能創(chuàng)造更大的奇跡。

日本科學(xué)家造出一個(gè)“活的”機(jī)器人，可對(duì)外界刺激自發(fā)響應(yīng)

按照傳統(tǒng)的思路，機(jī)器人是按照科學(xué)家預(yù)先寫好的一段代碼運(yùn)行，電機(jī)受代碼控制，代碼怎么寫，機(jī)器人就怎么動(dòng)，這被認(rèn)為是機(jī)器人和人類的最大區(qū)別之一。不過(guò)，隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，背靠著大數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)，現(xiàn)在更類似于人類的機(jī)器人也屢見(jiàn)不鮮，比如AlphaGo就是一個(gè)例子?，F(xiàn)在，一群來(lái)自日本東京和大阪的科學(xué)家在這個(gè)方向上又向前邁了一大步。

7月份日本國(guó)立科學(xué)博物館展出了一個(gè)新的機(jī)器人，它名叫Alter。與博物館其他機(jī)器人最大的不同在于，Alter不但擁有一張擬人的臉，也有一顆擬人的心。

如圖所示，Alter目前并非一款擁有完整雙足的人形機(jī)器人，它只有上半身，并且除了面部和小臂有仿生材料包裹之外，其他部分都是裸露的機(jī)械結(jié)構(gòu)。它最重要也是最與眾不同的地方在于一顆內(nèi)置的CPG（Central Pattern Generator，中樞模式發(fā)生器），CPG基于Izhikevich神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以并行提取分布在Alter身體各處的多種傳感器數(shù)據(jù)，然后針對(duì)各路數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，通過(guò)體內(nèi)42個(gè)氣動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)Alter自發(fā)地做出各種擬人的動(dòng)作，即所謂“自發(fā)意識(shí)”，而不是像傳統(tǒng)機(jī)器人那樣按照既定的代碼一步一步運(yùn)行。

目前，Alter能夠檢測(cè)到周邊的物體移動(dòng)、溫度、濕度和聲波強(qiáng)度等多種不同維度的信息，從而做出不同響應(yīng)。比如，當(dāng)檢測(cè)到周圍有多個(gè)人向自己靠近時(shí)，Alter會(huì)自發(fā)地開(kāi)始顫抖。除此之外，Alter還能根據(jù)手指的動(dòng)作唱歌（目前為止只是簡(jiǎn)單的正弦波變化），能跟普通人輕松交談10分鐘以上。

MIT成功研制人造肌肉纖維，仿生機(jī)器人已在地平線

很多年里，研究人員一直在嘗試創(chuàng)造出一種耐用、低成本的人造合成肌肉，但始終沒(méi)有成功。至今制造出的樣品要么太昂貴，無(wú)法量產(chǎn)（比如碳納米管）；要么太脆弱，能耗又太高，以至于沒(méi)有多大實(shí)用價(jià)值。但就在近日， MIT 的一支研究團(tuán)隊(duì)用尼龍纖維制造出了一種十分理想的、能滿足所有實(shí)用性要求的人造肌肉。

傳統(tǒng)的方法里，讓尼龍彎曲需要用到滑輪裝置。這增加了系統(tǒng)的重量、復(fù)雜度和成本——它們恰恰是是量產(chǎn)新技術(shù)最需要減少的三個(gè)東西。

MIT 團(tuán)隊(duì)找到了一種很巧妙的方法繞過(guò)這個(gè)難題。該團(tuán)隊(duì)使用的是普通的尼龍絲。他們先對(duì)它壓縮處理，把圓形的橫截面改為矩形。接著，他們只對(duì)纖維的一側(cè)進(jìn)行加熱。這樣一來(lái)，加熱這一側(cè)比未加熱一側(cè)收縮得更快，強(qiáng)迫尼龍纖維向受熱一側(cè)彎曲。而加熱源可以是任何東西，包括電阻發(fā)熱，化學(xué)反應(yīng)發(fā)熱和激光發(fā)熱。這些尼龍纖維出乎意料的非常結(jié)實(shí)耐用，可以經(jīng)受 10 萬(wàn)個(gè)使用周期，并且可以在一秒內(nèi)收縮 17 次。