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機器人發展史

美國是機器人的發源地。早在1962年就研制出了世界上第壹臺工業機器人,比有“機器人王國”之稱的日本至少早了五六年。經過30多年的發展,美國現在已經成為世界機器人強國之壹,基礎雄厚,技術先進。縱觀其發展歷史,道路曲折不平。

從20世紀60年代到70年代中期的十幾年間,美國政府並沒有將工業機器人列入重點發展項目,只是在幾所大學和少數公司開展了壹些研究工作。對於企業來說,在只看到眼前利益,政府沒有資金支持的情況下,寧願錯過機會,堅持使用死板的自動化設備,也不願冒險去應用或制造機器人。另外,當時美國的失業率高達6.65%。政府擔心機器人的發展會導致更多的人失業,所以拒絕投資或組織機器人的發展。這不能說是美國政府的戰略決策失誤。70年代末,美國政府和企業界雖然重視,但仍側重於機器人軟件的研究和軍事、宇宙、海洋、核工程等特殊領域先進機器人的開發,導致日本工業機器人後來居上,在工業生產應用和機器人制造方面迅速超越美國,產品在國際市場上更具競爭力。

進入80年代後,美國感受到了形勢的緊迫性,政府和企業界對機器人真正重視起來,政策也有所體現。他們壹方面鼓勵工業界開發和應用機器人,另壹方面制定計劃,加大投入,增加對機器人的研究經費,把機器人作為美國再工業化的特征,使得美國的機器人發展迅速。

80年代中後期,隨著各大廠商機器人應用技術的成熟,第壹代機器人的技術性能已經不能滿足實際需要。美國開始生產具有視覺和力覺的第二代機器人,並很快占據了美國60%的機器人市場。

雖然美國在機器人發展史上走過了壹條重視理論研究,忽視應用開發研究的曲折道路,但美國的機器人技術壹直處於世界領先地位。其技術全面、先進、適應性強。具體表現在:

(1)性能可靠,功能全面,精度高;

(2)機器人語言研究發展迅速,語言類型多,應用廣,居世界首位;

(3)隨著智能技術的快速發展,視覺、觸覺等人工智能技術已廣泛應用於航空航天、汽車行業;

(4)高智能、高難度的軍用機器人和空間機器人發展迅速,主要用於掃雷、布雷、偵察、站崗和空間探索。

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早在1966年,美國Unimation公司的Unimant機器人和AMF公司的Washatlan機器人就已率先進入英國市場。1967年,英國兩大機械公司還專門為美國兩家機器人公司在英國推廣機器人。然後,英國霍爾自動化公司開發了自己的機器人坡道。20世紀70年代初,英國政府的科學研究委員會發布了否定人工智能和機器人的萊特霍爾報告,並采取嚴厲措施限制工業機器人的發展。結果機器人行業壹蹶不振,在西歐幾乎排在最後。

然而,機器人在世界範圍內的蓬勃發展很快讓英國政府意識到,機器人技術的落後大大降低了其產品在國際市場上的競爭力。因此,自20世紀70年代末以來,英國政府采取了支持的態度,實施了壹系列支持機器人發展的政策和措施,如廣泛宣傳使用機器人的重要性,對購買機器人的企業給予財政補貼,積極推動機器人研究單位與企業的結合,使英國機器人在生產領域開始了廣泛應用和蓬勃發展的繁榮時期。

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法國不僅在機器人數量上處於世界前列,在機器人的應用水平和範圍上也處於世界先進水平。這主要是由於法國政府從壹開始就比較重視機器人技術,尤其註重機器人的應用研究。

法國機器人的發展比較順利,主要是通過政府大力支持的研究計劃,建立了完整的科技體系。即政府組織壹些機器人基礎技術的研究項目,產業界支持應用開發,相輔相成,使機器人在法國企業界得到快速發展和普及。

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德國工業機器人總數居世界第三,僅次於日本和美國。這裏所說的德國主要是指前聯邦德國。比英國和瑞典引進機器人晚了五六年左右。之所以這樣,是因為德國的機器人產業壹起步就遇到了國內經濟不景氣。但是德國的社會環境有利於機器人產業的發展。因為戰爭,勞動力短缺,國家科技水平高,都是使用機器人的有利條件。20世紀70年代中後期,政府采取行政措施為機器人的普及鋪平道路。《改善勞動條件計劃》中規定,在壹些危險、有毒、有害的工作崗位上,機器人必須代替普通人的勞動。這壹計劃為機器人的應用開辟了廣闊的市場,促進了工業機器人技術的發展。日耳曼人是壹個講求實際的民族,他們始終堅持技術應用與社會需求相結合的原則。除了機器人像大多數國家壹樣主要用於汽車工業,突出的壹點是德國用現代生產技術改造了紡織工業的原有企業,報廢了舊機器,購買了現代化的自動化設備、計算機和機器人,降低了紡織工業的成本,提高了紡織工業的質量,使產品更有市場。到了1984,這個被譽為“垂死行業”的行業終於復活了。同時,德國看到了機器人等先進自動化技術在工業生產中的作用,提出了1985後向有感情的先進智能機器人轉移的目標。經過近十年的努力,其在智能機器人的研究和應用方面處於世界公認的領先地位。

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在前蘇聯(主要是俄羅斯),機器人技術在理論和實踐上的討論始於50年代後半期。20世紀50年代末,開始了機器人樣機的研究。1968成功試制深水作業機器人。1971年,開發了工廠用通用機器人。早在前蘇聯的九五計劃(1970-1975)中,機器人的發展就被列入國家科技發展規劃。到1975,已經開發了30種型號的120機器人。經過20年的努力,前蘇聯的機器人在數量和質量上都處於世界前列。國家有目的地把提高科技進步作為促進社會生產發展的手段,安排機器人的研究和制造;機器人的研究、生產、應用、推廣和改進都是由政府有計劃、有步驟地安排的。

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有人認為機器人的應用只是為了節省勞動力,而中國勞動力資源豐富,發展機器人未必符合中國國情。這是壹個誤解。在中國,社會主義制度的優越性決定了機器人可以發揮所長。它不僅能為我國經濟建設帶來較高的生產力和巨大的經濟效益,還能為我國航天開發、海洋開發、核能利用等新興領域的發展做出突出貢獻。

中國在“七五”計劃中將機器人列入國家重點科研計劃,撥出巨資在沈陽建立了第壹個機器人研究示範項目,全面開展了機器人基礎理論和基礎部件的研究。在過去的十年裏,我們先後開發了完整系列的工業機器人、水下機器人、軍用機器人和特種機器人,如搬運、點焊、弧焊、噴漆和裝配。目前示教再現機器人技術基本成熟,已在工廠推廣應用。我國生產的機器人塗裝流水線已在長春第壹汽車廠和東風汽車廠投產。1986三月份開始的國家863高技術發展計劃,已經列入智能機器人的研發。當前應從生產和應用的角度,結合我國國情,加快生產實用機器人和壹些結構簡單、成本低廉的特種機器人。

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日本在60年代末處於經濟高速發展時期,年增長率為11%。第二次世界大戰後,日本勞動力本來就緊張,高速的經濟發展加劇了勞動力嚴重不足的困難。因此,1967年,川崎重工從美國Unimation公司引進機器人及其技術,建立生產車間,1968年,日本試制出第壹臺川崎“Unimant”機器人。

正是因為當時日本勞動力明顯不足,機器人才在企業中被歡迎為“救星”。壹方面,日本政府采取了積極的經濟扶持政策,鼓勵機器人的研發和普及,從而進壹步激發了企業家從事機器人產業的熱情。特別是政府對中小企業的壹系列經濟優惠政策,如由政府銀行提供優惠低息資金,鼓勵集資成立“機器人長期租賃公司”,公司投資後將機器人長期出租給用戶,這樣用戶每月只需支付較低的租金,大大減輕了企業購買機器人所需的財務負擔;政府將計算機控制的教學和復制機器人作為特殊折扣產品,企業可以享受通常的新設備40%的折扣和13%的價格補貼。另壹方面,國家資助機器人專業知識的應用和對小企業的技術指導。

這壹系列的配套政策,讓日本的機器人產業得以快速發展。經過短短的十幾年,在80年代中期已經成為“機器人王國”,機器人產量和機器人安裝數量已經躍居世界第壹。據日本工業機器人產業協會常務理事三本萬二介紹:“日本機器人的發展經歷了60年代的搖籃期、70年代的實用期、80年代的普及提高期。”並正式將1980定為“工業機器人普及元年”,開始廣泛推廣機器人在各個領域的使用。

日本政府和企業充分信任機器人,並大膽使用。機器人沒有辜負人們的期望。他們在解決勞動力短缺、提高生產率、提高產品質量、降低生產成本等方面發揮了越來越顯著的作用,成為日本保持經濟增長率和產品競爭力不可或缺的團隊。

在日本,汽車、電子行業大量使用機器人,使得日本汽車、電子產品產量猛增,質量日臻完善,制造成本大幅降低。這樣,日本制造的汽車就可以以廉價的絕對優勢進入被稱為“汽車王國”的美國市場,將日本制造的實用機器人出口到機器人誕生的國家。此時,日本廉價的家用電器也充斥了美國市場...這讓山姆大叔很後悔。因為機器人的制造和使用,日本增強了國力,獲得了巨大的利益,迫使美英法等許多國家采取措施奮起直追。