北航教授王田苗：中國機器人的發展機遇與挑戰是什麼？| WRC 2017

雷鋒網按：8 月 22 日下午，由北京市人民政府、工業和信息化部、科學與技術協會共同舉辦的第三屆「WRC 世界機器人大會」正式拉開帷幕，本屆大會以「創新創業創造，迎接智能社會」為主題，囊括「論壇、博覽會、大賽及主題活動」四大板塊，是機器人領域規模最大的國際會議之一，本次會議有來自國內外 300 多位機器人領域知名科學家、企業家、政府工作者和國際科技機構代表出席。

其中，北航智慧製造研究院院長王田苗教授作為首輪演講嘉賓，他以《一帶一路背景下的機器人發展機遇與挑戰》為題作了演講。

王田苗，北航教授，電子學會嵌入式系統與機器人分會主任委員、IEEE R&A 北京大區主席，機器人研究所名譽所長、智能技術與機器人 iTR 實驗室主任、國家特聘教授長江學者。

王田苗教授近年來主要從事先進機器人理論與技術研究，在醫療機器人、移動機器人、嵌入式智能控制等方面成就顯著，作為創業導師，孵化指導學生車創新創業了醫療機器人、兩輪自平衡車服務機器人、車聯網大數據、無人機、汽車操作系統與超能儀錶、軟體靈巧手、智能護理床機器人、科教機器人等高科技企業。

以下為王田苗教授的演講內容，雷鋒網做了不改變原意的編輯。

他們問我未來的智能機器人的發展趨向是怎樣的，這裡我想和大家分享一下最近一年我在智能機器人未來發展方向的一些自己的思考。

在國家一帶一路的這樣一個號召下，我越來越想從社會的形態、需求、產品、技術的角度來看待機器人，而不是從科學、技術、產品再到社會。如果換一個角度理解，我突然感覺機器人好像有三個優勢和趨勢非常明顯，就是多學科交叉、人工智慧和高效電池，因為這三條主線如果突破，我感覺它就會從工業走向社會和家庭，而這三個瓶頸有望在下一個十年突破，因為在座的科學家都已經從 Science、Nature 當中發現了這三個脈搏的科技進行交錯推動。

由於機器人不斷進入到社會和家庭，一個很重要的問題就是成本太高，所以商業模式可能會改變，也就是機器人從工業到 2B 再到 2C。如果我們解決了之前在效率、安全和勞動力解決不了的問題，甚至能夠解決一些特定的人所下不去的地方，這個就是 2B，2C 就是進入家庭，所以在這個問題上可以看到這種方式有可能提供一種服務來解決我們所說的機器人成本高的問題。

最近，我去了美國、法國和日本，感覺物質生活很豐富，但吃穿用行是誰提供大量的製造物品？自動化和無人化工廠提供了大量的物品，這樣大的市場格局是不可逆轉的。基於這一點，我越來越感覺到了另外一個趨勢，就是柔性化的生產製造，基於客戶需求的大數據來定製生產形成的無人化工廠，機器人、數控技術、3D 列印、AGV 以及線上線下的人工智慧軟體服務。

為什麼會有這樣三個趨勢呢？社會需求決定了產品，產品決定了企業，它反過來又決定了技術。站在這樣的角度來理解，當自動化非常豐富的時候，你會發現機器人也不需要了；當我們很安全的時候，你會發現警察也不需要了；當我們出現無人車共享經濟的時候，司機也不需要了；當我們人工智慧老師能夠教學生的時候，發現一般的老師也不存在了，這就說明是社會形態決定的。

任何企業生態形成的要素其實就是給別人提供了產品、技術和服務，如果沒有的話就不行，你會發現企業的生命線永遠循環，就像希臘的古神話一樣。規模化和品牌化兩條腿，需求飽和和被其它技術顛覆是三條腿，這個時候就必須創造新的產品和服務，否則必須死亡，這是任何企業面臨的三段論。在這種情況下企業家就很重要，需要 Passion（激情）、Aggressive（進取心）、Leading Talents（優秀人才）。

我們再來梳理未來社會的發展。這些是我自己學習歸納的，不一定完全正確。蒸汽機、電氣以及我們所說的航空航天、晶元生物以及未來。

未來的形態是什麼樣的形態？這裡拿美國 2006 年到 2016 年有關商務部對幾個行業的增長得出了一些結論，只要增長率低的產業和技術將會 Over。機器人—製造 9% 的增長率是需要的，娛樂媒體 8% 的增長率是需要的，物流線下店、便利店送到家門口 12% 的增長率是需要的。

我們突然感覺到了家電和汽車，為什麼現在世界範圍內的汽車巨頭都想變革這個東西？因為汽車的能源、能耗、保有量以及相應的服務已經到頭了，我們看一看北京，可以說汽車繼續發展的空間比較有限。我們再去看看美國，除了日本的汽車不斷地覆蓋美國，把美國的汽車佔有率從 60% 降到了30%，這說明這種汽車行業的狀態在改變，從而引出了我們所說的智能汽車。新材料、新電池、無人駕駛，然後出現了共享或者分享的汽車運營，又出現了互聯網無人駕駛的智能控制，還有傳統汽車廠如何批量生產智能化的電子乘座。

有了這樣的概念，我們才能理解未來社會的形態。除了我們所說的安全、民主和自由的制度之外，其實剩下的就是客戶的定製由大的生產廠直接對應到 TESCO、沃爾瑪、阿里和京東這些企業，再就是縱向的行業，安全、能源、農業、醫療、教育和個性化的管理。

人追求的是什麼？我越來越感覺到人追求的是快樂、健康和創業，我願意做服務業或者搞文學藝術，那麼在這樣的需求下拉動的技術是什麼？首先是需求的入口，為什麼從美國矽谷到歐洲、日本和對手機、感測器、晶元以及可穿戴式的操作系統不停地進行融資收購，因為它是入口，不排除我們家裡的衣服、馬桶和燈光，可能都是粘著具體客戶的需求。中間件可以理解為軟中間件和硬中間件，軟中間件就是我們所說的雲計算的底層驅動和控制，硬中間件就是自動化工業物聯網和硬體的部件，行業就是關於新材料和能源。

由此我們可以得出，至少在這幾個方面特別熱門，都是投資商和創業者投資的方向，也面臨著傳統企業轉型的方向。比如新的消費、新零售和餐飲，共享經濟等等，還有大眾娛樂、大眾新聞、大眾點評。從新的工業來看，5G移動必須要上，因為它會加速個性化需求和個性化通信便利。

包括智能家居和可穿戴設備，將來能夠直接用語音打電話，包括智能汽車、金融和我們國家非常關注的醫療、安全、教育、能源、國防。今後的需求有電話、感測、中間件、智能汽車和 3D 列印、倉儲機器人等等。原來我們想的 AGV 只是工業界，沒有想到現在正以 100% 的速度把 AGV 用在消費領域，包括物流、倉儲、商店，不是我們傳統想像的 AGV 在汽車廠和數控方面，這個增長點是很快的。這裡還有我們所說的醫療、物流、拋光打磨等等。

應該怎麼看一帶一路？我把它分成了幾個部分，包括發展中地區和建設中地區。我認為正在建設的地區或許相對比較落後，發展中地區往往可以理解為美國、日本、歐洲、韓國，甚至是北京、上海和深圳。這樣看下來，一帶一路哪些技術是有幫助的？比如捷運、建築、安全以及通信，還有智能製造、數控、機器人、通訊以及家電醫療，再就是發達地區一些娛樂文化，甚至是一些先進技術可以輻射到的一些地方。

這可能和相關地區文化有關，比如這是一帶一路戰略藍圖。一帶一路基礎設施比較落後的時候特種裝備需要先行，包括工程機械、海洋和農業機械。製造裡面包括數控工業機器人、3D 列印都需要，還有消費，包括家電和我們所說的物流等等。在這三個方面，我認為發達地區會在一定程度上延伸到落後的地區。比如無人化車間和化學工廠，還有一些無人駕駛、裝備和醫療。由於這個方面的成本比較高，和社會制度有關係，所以在這個問題上是有一個時間差的。

一帶一路有幾個要素需要理性地思考。首先是人口問題，我驚奇地發現在美國很少有便利店，而日本、和韓國簡直是沒有便利店就幾乎無法生活。我發現這是與社會結構有關係的，包括行為和我們所說的出行。有很多比較集中的小區，西方都是 Separate Single House（獨棟房子），這也決定了我們在一帶一路開拓技術研究的方向。其次是文化，比如環境，這是需要長期的法律和道德形成的。

自由教育、應試教育其實也是值得思考的，還有我們所說的公共環境和觀念。之前有一次到美國的一個小區，那是一個大學附近的小區，周末晚上出來之後發現好多亞洲的老爺爺老太太在照顧孫女，西方好像沒有這樣的情況，都是父母自己照顧。這也屬於一種文化，倫理上也有差異，我認為這是在技術開發和一帶一路需要思考的。

在這樣的大背景下，我們再來看機器人未來發展的技術和產品。比如，我突然感覺無人化工廠是一個趨勢，只要是人口聚集多的，因為要提高效率，同時做工的工人比較難招。再就是老齡化社會，服務於老人的目前是以 20% 的速度增長，而在北京要不了多久老齡化就會到 12% 左右，我們再想一想日本、歐洲和美國都是一樣的，這種老人的需求往往又是理性的。

由於互聯網和科技的發展讓人越來越獨處，這就出現了為什麼會有機器人對話、機器人伴侶、機器人聊天，還有定製化的服務以及私人助理，包括醫生助理、工作助理、生活助理，這些都將會派生出新一類智能機器。由此得出精確感知、人工肌肉、認知以及我們所說的能源。

這些方面有幾個技術突破口。首先是材料，特別是將感知和驅動載體合二為一，因為可以大幅度降低成本並且提高安全性。再就是人工智慧的軟體和學習，還有智能交互和信息。

在，這五年國家進一步改革開放，加大了資本在科技創新的投入。這張圖片反映出在投資上排在第一位的，人工智慧和機器人方面首先是智能機器人，其次是視覺，然後是自然語言理解和無人駕駛，這是投資商所關心的一系列方向。這兩三年我作為雅瑞資本和真格基金顧問參與了他們一些科技投資的方向，見證了我說的這些技術、產品和創新的歷程。比如，磁懸浮電機無摩擦、雜訊降低 80%、節省達到 30%，還有水下娛樂機器人、軟體機器人和無人機等等。

我們來看軟體機器人，這裡還可以增加相應的液體金屬，根據不同的溫度改變它的剛度。這個成本價格只有傳統機電一體化的 1/10，也就是在機電一體化的設備是 15-20 萬元，而它只要 1-2 萬元。軟體手可以抓雞蛋、餃子、冰淇淋，甚至可以抓其它的東西。它的形成可以利用 3D 列印，也可以利用罐裝不同的材料形成相應的硬度和強度。目前它能夠負重 3 公斤，精度是 2 毫米左右，重要的是成本只有傳統的 1/10。

很高興的是，我們的研究是和德國范斯通合作開展。這是我們自己研究而開發的，就是基於 3D 列印和不同材料形成，它的結構就是相對比較簡單，而且對易碎、生鮮和其它的貨品也有比較好的安全性。為了探索這樣的應用，我們也和 BPP 開展合作，讓它在生產線實驗我們這個設備的壽命和長短。這是 ABB 的並聯機器人，可以想像這種蛋糕和食品要用加濕器或者一般的機電，一方面是抓起來很難，另一方面容易損害這些蛋糕。

人工智慧方面我們一直覺得無人駕駛，包括操作系統很重要。目前機器人是從短途代步工具入手的，這是我們和 Intel、紅杉、小米合作開展的短途代步、搬運行李以及未來的兩輪車小型無人駕駛，那個是雷軍在美國波士頓參觀的時候形成的實驗。

賽格威創業是有一個把手的，我的學生把這個把手砍掉了，定位要更加精準和實時。沒有想到這個缺少了以後反而提高了安全性，因為人的自我感覺可以掌握平衡。另外就是它的成本一下子大幅度提高了，我們知道賽博威大概是 6000-7000 美元，這樣的機器人通過小米的供應鏈和的製造能力，它的銷售價格只有 2000 美元。基於它所形成的機器人服務平台可以跟蹤、可以養狗、可以看護小孩。

無人駕駛是利用現在開源形成的，它的反應速度是 1.4 秒之內啟動。手機操作系統啟動的時候很長，大概都是 10-15 秒左右，大家看一看它的啟動時間。這意味著以後汽車前面的屏可以是任意的，可以和手機的地圖、微信和其它的短消息結合起來，從而大大地加快製造的速度。目前無人駕駛主要是在內蒙、黑龍江、新疆和青海在應用，因為面積特別大，還有就是醫療機器人，包括康復、假肢等等。

基於上面的學習進行整理，我們往往可以理解出很多需要開發的機器人前沿技術，甚至是產品的關鍵技術。這裡我需要了解 Gartner 的曲線，把技術在市場上容易發展和現實當中估值有泡沫的，未來很有價值的都連接了起來。

我們可以明顯地感覺到未來的資本市場或者技術突破上，我們所說的深度學習晶元以及腦科學，包括新能源以及仿生、服務和雲等等是人們現在特別關注的，現在有些地方已經選擇了無人駕駛、醫療和仿生。右邊的幾個在已經顯現出來了強有力的盈利能力，而且開始佔有市場，比如物流、AGV 和特種的打磨焊接，還有 AI 的交互助理和聊天，以及視覺觸覺和相應的語音模塊。