吴宏鑫：发展自动化、发展机器人是历史的必然

以“工业4.0”牵手“中国制造2025”为主题的中国智能制造国际高峰论坛暨中国智能产业创新创业大会（以下简称“高峰论坛”）今天在山东济南举行。中国科学院院士吴宏鑫先生做了《轮式机器人的实践与展望》的主旨报告，他指出，机器人对促进国家经济发展，改善人们生活质量和保障国防安全具有极其重要的作用。我们发展机器人、发展自动化，最终目的就是为了发展经济，改善人们生活，保证国防。

以下为报告实录全文：

吴宏鑫：各位领导、各位来宾，我报告的题目是《自动化与机器人的发展之路》，主要包括基本概念、自动化的发展历史、自动化在建设创新型国家中的作用，机器人是当代最高意义上的自动化，机器人技术发展之路的思考以及小结。

基本概念

自动化就是机器或者系统按人的要求自动地工作和运行，是反映事物运行和工作方式及水平的描述，起源于自动控制的发展。自动控制是对设备或系统进行操作使其实现人要求的运行性能和状态，是具体失误的控制，是技术层面的行为。智能自动化是自动化发展的高级阶段，是具有人的感知、思维和行为的自动化。

信息化。根据有关资料介绍，“信息化”一词最早起源于20世纪60年代的日本，信息化起源于信息科学技术和信息产业的发展，一些社会学家认为人类已从农业社会、工业社会步入今天的信息社会，而信息化的概念至今也无明确解释和统一认识。

按照信息技术的组成可以认为是信息获取、信息传输、信息处理、信息应用四个方面，这是包罗万象的内容。以信息获取为例，人用眼睛、耳朵可以获取信息，机器用敏感器也可以获取信息，处理任何问题都必须有信息获取、传输、处理和应用。

信息化的发展。为什么今天我们才称为步入信息化社会呢？中国的指南针、算盘、烽火台都可以看成是信息化的开端。

由于信息技术中的三个最主要的技术到上世纪30年代-40年代以后获得空前发展。这就是自动控制、自动检测、控制执行和管理。计算机（硬件、软件、计算机理论和方法），通信（通信自动化、信息自动化服务）。这三大领域已深入到各个方面，影响了人们的生产、生活和工作，如工业自动化、农业自动化、国防自动化、办公自动化和家庭服务自动化等等。在这种情况下，我们称为信息化社会。

自动化是信息化的发展方向，智能自动化是信息化的最高水平和目标。信息化是指工作领域，自动化是指这些领域的工作水平和方式，如对信息获取处理这一工作而言，不一定自动化可人为进行，如将信息获取和处理由机器自动获取和处理，这就是信息自动化。如果在信息自动化过程中又具有人的感知信息和思维、判断和执行，这就是信息化的最高水平和目标，即信息的智能自动化。

自动化控制正向着智能控制方向发展，特别是智能自适应控制。计算机正向着计算自动化、知识自动化发展，特别是将计算机模拟人类的各种智能的功能向着智能自动化方向发展。通信，信息传输处理向自动化方向，特别向着智能自动化方向，如智能手机、互联网等。嫦娥三号自主避障着陆月球就是控制、计算机、信息三者结合自动进行而完成的。

自动化发展历史

自动化在开始阶段，中国是自动控制最早的国家之一。

自动化扩展阶段。瓦特发明离心式调速器调节气阀开始，随着工业化的发展而发展起来。自动化、自动控制已由简单事物简单性能要求的自动控制发展到复杂系统多性能优化要求的自动控制。由于控制计算机通信技术的发展而形成信息化技术的发展，自动化扩展到各个领域，包括海陆空天。

智能自动化。随着人工智能技术、机器人技术的发展，自动化正向着智能自动化方向发展。从一般意义上讲，自动化发展到今天具有人的感知、思维和行为的自动化，即智能自动化。机器人的发展是智能自动化发展最具有说服力的成果。

工业自动化之路是历史发展的必然。建设节约型、环境友好型社会、新型工业化的道路是正确的。

世界工业化大致可以从第一次技术革命开始，经历了机械化、电气化和自动化三个发展阶段。我国从20世纪系半夜开始工业化过程，50年来取得了伟大成就已基本完成了工业机械化与工业电气化，但工业自动化还相差很远。

机器人是当代最高意义上的自动化。机器人“Robot”这个词指的是由仿生元件组成并具备运动特性的机电设备，它具有操作物体以及感知周围环境的能力。这个词最初出现在捷克作家卡雷尔·恰佩于1921年写的剧本《罗素姆的全能机械人》。

首个能运动且具有人类外形特征的机器人出现于18世纪。

随着科技的发展，计算机和微处理芯片在机器人大脑的开发和人工智能领域方面起着越来越重要的作用，因此产生了智能机器人。艾伦·图林于1950年发表《计算机和智能》的文章首次提出了机器人可以思考和学习的可能性。

机器人发展的现状和作用。

机器人已由研究进入产业化，发展速度非常惊人，机器人在工业、服务业、娱乐和专用特殊领域正在不断得到应用和推广。根据有关资料：工业机器人2013年全年销售量达17.9万台，中国销售量就占了3.7万台，排名全世界第一，中国成为最大的机器人消费国。2008-2013年中国机器人购买量年均增长36%。

国际上著名的工业机器人公司有瑞士的ABB公司、日本的FANLLG公司、德国KUKA公司。国际上著名的服务机器人公司有美国的iRobot公司，日本Sony公司，韩国的三星公司等。

预计到2017年全球服务机器人市场将超过461.8亿美元，未来军用机器人940亿美元。

机器人在当今社会发展中的作用。机器人对促进国家经济发展，改善人们生活质量和保障国防安全具有极其重要的作用。我们发展机器人、发展自动化，最终目的就是为了发展经济，改善人们生活，保证国防。

工业机器人最主要应用于汽车产业、机械加工、装配等，包括李院士刚才讲的汽车的革命，对提高产量、质量意义很大。服务机器人对康复辅助、家庭生活服务很受欢迎。特别是在环境恶劣、人们不愿意干的情况下，代替人们工作特别是在航空航天深空深海探测，机器人的作用极其重要。现在美国提出来，他改变计划了，要准备上火星。上火星有一个什么问题？到火星最近的距离是5.8公里，一次飞行要7个月，如果在火星上再返回地球，要3年的时间。这三年的时间，人能不能在太空生存？有纪录的人在太空生活是480多天，三年的时间行不行，遇到一个很大的挑战。因为火星上没有水，也没有空气，在这种情况下，行不行？很多科学家建议，在航天里面深空探测应该让机器人上去，之后再上人，或者人和机器人同时上，这是未来的一个发展方向，也是全世界搞航天的一个新的发展。

再就是无人轰炸、无人机。战争很多地方用无人机，无人机是机器人的一种形式，机器人可以是人型的，也可以不是人型的，只要是具备人的特性的都可以叫机器人。

现在我们国家是老龄化社会，特别是在恶劣的环境下有很多工作人们不愿意干。随着社会的发展，很多工作很多人不愿意去干，比如掏大粪，必须要机器人。还有危险的工矿以及深海，深海7000米底下，由机器人去。所以，发展机器人是今后必由之路。

机器人技术发展之路的思考

为什么？我们国家一片机器人热。2015年中国机器人爆发式增长。根据有关材料介绍，全国有40多个机器人产业园区，有2000家机器人公司，如此发展的速度，我们在短时间内是不是可以思考一下？冷静地、全面地、全盘地考虑考虑，必须从国情出发来发展我们国家的机器人。

机器人发展应分为探索研究、技术攻关和产业化三个层次。

探索研究。机器人的发展，机器人的发展速度是非常快的，明天的机器人成为真正造福于人类的智能化类人及其人、使人类的生活充满更加丰富的美好形象。这种机器人由人的形态、人的表情、人的感情、人的视觉、处决、语言、思维等。对这样一种机器人，是属于探索式的，不能全民介入，只能少数人去做。比如人的表情、人的感情，不是说一句hello，那不行的，真正具有感情是没那么容易的。 

技术公关。在世界化条件下，一些一时难以攻克的关键部件一方面靠进口，另一方面组织力量攻关，突破自己的技术，否则我们都在抄，特别是不要追求新名词的创新。现在创新是个热，也是历史发展的要求，也是我们国家很提倡的，但是不要把创新认为是一个名词，不要以动听的名词欺骗人，这是要引起我们高度警惕的问题。很多都在搞机器人，有各种各样的说法，但是都没有深入研究。而且必须要艰苦地工作和攻关，不是大家干激进，哪个好干干哪一个，这不行。我到日本访问他们的机器人，他们在生产机器人的考核上非常严格。就一个简单的工作摆动动作，可以做一年。我们缺乏这个。要攻关，埋头苦干。

产业化。最终必须产业化，只有产业化，我们才可能做到促进国民经济的发展，才可能提高人们的生活质量，才有可能增加国防。从目前工业、服务业、国防对机器人的需求出发研制开发使之产业化。这种机器人智能水平不高，具有某些人工智能特征，能在生产线上可靠长期工作，例如喷气机器人、装配机器人、家庭卫生服务机器人、某些娱乐机器人，某些国防需求和恶劣环境下工作的机器人，这些在技术理论上已经基本突破，但是要真正变成产业，那还有相当的距离。特别是在工艺和可靠性上。刚才李院士讲到加可靠性，产品成功的第一位是把可靠性放在第一位，没有可靠性，生产再多的产品也都是垃圾。怎么折腾它不坏，这就行。请各位在产业化上，第一位要把可靠性做起来，航天抓可靠性是抓得非常厉害的，在可靠性上一出问题，领导马上就撤职了。没有可靠性，就没有生命。所以，我们机器人要发展，要产业化，务必请各位把可靠性放在第一位。

机器人是综合性科技。它包括自动控制、测量、计算机技术、人工智能技术、机械、材料及通信技术。特别是智能问题有三方面。第一方面，引入人的智能研究，包括人的思维能力、人的感知能力、人类抓取、搬运、攻防能力、人类腿运动、回避、跳跃的能力。这些东西人做起来很简单，怎么把人的这些能力引入到机器上头去，使机器人具有这样的能力。第二方面，研究人脑组织结构产生人的思维方法。用大脑开汽车，你坐在上面说往前看，就往前看了，作为试点是可以的，但是真正变成产业化还有一段距离。它反映了怎么使机器具有智能，机器具有智能有两条路，一是把现有人的智能、智慧通过软件应用到机器人上去，另外是仿造人的大脑的组织机构研究计算机的机构，这个路是很遥远。第三方面，人的表情感情还需研究特殊材料。表情和感情是非常重要的，很多人没有表情，没有感情，就说“你好，欢迎你”，这不是感情，不仅仅是需要人的智能，还需要材料的智能。什么样的材料能反映出要哭和或者笑了，这也是非常重要的。智能机器人必须研究智能特别是表情、感情、思维。有的专家研究未来的机器人可以跟我们人类生活，分不出这是真人还是假人。当然这样做的目的就是让机器人能够更好地为人类服务，使真正的人类和机器人共存，和谐共处，发展社会。当然，这里面又有另外一个问题出现，任何事物都有两面性。有的人认为机器人不听话，他杀人怎么办？机器人也有破坏性，所以一定要研究到人能够制约机器人的行为。

所以，机器人的发展是未来的趋势，因为它可以使我们的生活更加美好。

组织机器人比赛是快速提高机器人技术的一个非常有效的方法。各家都在搞，谁的水平高、谁的水平低，通过比赛可以相互促进、相互交流。比如智能车，你搞了一个智能车从开封开到洛阳，我也搞一个智能车看看谁的更好。在这个比赛当，才能反映和产出更高的水平。必须要企业介入，只有企业介入了，你的机器人才有生命力。

例如RoboCup大赛，该比赛代表机器人技术、人工智能其他相关领域国际水平，它需要机器人在动态的环境下快速移动。最终目标是在2050年实现一组仿真机器人可以和真人足球队进行足球比赛，实现这一目标涉及各种技术，包括高速运算、自主判断、合作、战略分析、实时推理、传感器融合以及许多其他学学科的发展。通过上述努力真正提高机器人水平，使机器人为人类谋福利。

随着智能自动化水平的提高，进一步促进机器人技术发展，而机器人的技术发展反过来又促进智能自动化水平的发展。发展自动化、发展机器人是大势所趋，是历史的必然。以此建立人机和谐的社会，使人们能有更幸福美满的生活。

目前研究智能自动化和智能机器人必须有真正创新，刻苦攻关关键技术，深入研究解决技术问题。

为促进智能自动化和智能机器人的发展，政府、研发机构和企业共同努力。

谢谢大家。