救援机器人的崛起与未来
灾难中的希望之光——救援机器人的崛起与未来
2015年的一次意外,深圳市光明新区宝泰园发生了灾难,造成大量建筑物受损,面积达一万余平方米,80余人失联。这场灾难的瞬间,一幅新的画面在世人面前展开——救援机器人,这一在普通百姓眼中还颇为陌生的“新生事物”,在第一时间受命奔赴灾难现场参与救援。随着近年来我国机器人产业的飞速发展,救援机器人已成为救援行动中的得力助手,而其在未来的表现更是值得期待。
一、全球救援机器人的研发与应用现状
在救援机器人的研发和应用领域,欧美国家凭借其早期在机器人领域的深耕和丰富的技术储备,走在全球前列。随着技术的发展和人才储备的丰富,救援机器人已成为反恐和灾害救援的新热点。这些国家的高竞争力不仅体现在材料、信息技术等领域,更体现在特种救援机器人的应用和基础研究上。某些先进的救援机器人甚至是由机器人转化而来,展现了极高的技术集成度和人工智能水平。
日本,位于地震频发的环太平洋地震带边缘,其救援机器人在灾害救援中发挥了重要作用。福岛核电站事故后,救援机器人第一时间参与搜救工作,展现了日本在机器人领域的领先实力。而德国,凭借“产学研一体化”模式的优势,工业机器人技术在战后异军突起。尤其在灾害救援领域,对应用复合型人才提出了更高的要求,需要一线救援人员的实际改进建议来推动技术的贴近需求开发。
二、主导下的机器人研发与创新
为提升国家综合竞争力、吸引制造业回归,近年来欧美发达国家开始重视机器人技术的研发。美国公布了《美国机器人路线图——从因特网到机器人技术》,通过加大基础研究投资、整合研发成果与制造业,以期重回世界制造强国之列。欧盟启动的“火花”计划则投入巨资用于民用机器人的研发。德国在推出“工业4.0”数字化理念的不断提升自动化水平和智能机器的使用率。日本则担忧于欧美和中国机器人技术的崛起,希望保持其在工业机器人领域的优势地位,同时提升系统整合能力,顺应产业研发新态势。
三. 新兴企业的技术革新与应用先锋
与传统工业机器人公司不同,新兴企业在救援机器人的研发和应用上展现出更大的活力和创新精神。救援机器人作为特种机器人的一种,其应用场景相对固定,数量虽少但作用重大。一些新兴企业凭借其技术创新和独特理念,成为了救援机器人技术应用的先锋。如微型新创公司Schaft,在由美国国防部先进研究项目局主办的先进机器人竞赛中夺冠,用创新精神为救援机器人的发展做出了最好的诠释。
Vecna公司的救援机器人展现出了独特的实力。这家年轻的美国公司虽成立时间不超过十五年,但其人形战场救援机器人VecnaBEAR却以其人性化的设计和强大的功能引起了广泛关注。这款机器人拥有亲近的外观和灵活的下肢履带设计,不仅可以用手臂托举起重达百斤的受伤人员,更能在复杂地形中持续“奔跑”五十分钟,保持上肢的稳定。
在我国应急救援特种机器人领域,还存在一些挑战和问题。机器人技术的来源有限,专业人才短缺。尽管近年来国家对民生领域的关注度不断提高,民众对国产救援机器人的期待也日益增强,但在真实的灾难救援现场,却鲜见救援机器人的身影。我国目前的救援机器人研发主要依赖于国家高技术研究发展计划(863计划),技术来源渠道较为有限。虽然中国科学院沈阳自动化研究所、北京航空航天大学等机构构成了特种机器人研究的主力军,但专业的团队和机构数量仍不足以满足我国对救援机器人的巨大需求。与此国外公司成为救援机器人研发的主要力量,通过灵活的激励措施吸引着大量专业人才。
我国机器人制造存在大而不强的问题,自主创新能力严重不足。尽管我国机器人市场增长迅速,但自主创新能力却令人担忧。许多机器人生产制造企业依然扮演着低技术含量、低附加值的“技术集成商”角色。目前,我国机器人研究多依赖于借鉴外国先进技术进行二次开发,自身技术创新较少。在智能化水平方面,自主型机器人的发展成为了短板。在特殊领域,尤其是灾害救援机器人领域,有线机器人往往无法达到或深入灾难中心,因此发展无线、遥控机器人变得迫切且现实。这要求机器人在无需人工介入的条件下拥有更多“智慧”。尽管我国在一些人工智能关键技术方面与发达国家水平相当,但在整体智能化发展水平上仍有较大差距。
核心技术及零部件依然严重依赖进口。随着四大国际机器人厂商在中国市场的渗透,我国的机器人产业逐渐成熟,但在核心技术、关键部件等方面依然严重依赖进口。我国机器人在程序技术、控制技术、应用作业技术等方面以及驱动器、伺服系统、高精度的减速器等关键部件方面,都严重依赖进口。这导致企业竞争力差,未来很容易重蹈“市场换技术”的尴尬局面,让机器人产业面临“空心化”的危险。
针对以上问题,我们提出以下对策建议。通过统筹规划加速机器人应用的拓展。尽管工信部已经发布了推进工业机器人产业发展的指导意见,并筹划了机器人“十三五”规划,但我国机器人的应用领域多数仍处于试验性应用阶段,距产业化大规模应用仍有一定距离。需要在救援等领域加大机器人技术的应用力度,通过成功案例的积累推动技术成果的转化。只有这样,我们才能在应急救援领域看到更多国产机器人的身影,为灾难发生后的救援工作提供更多支持。针对当前我国机器人领域的现状,我们将以新的发展思路来推进救援机器人的研发与应用。我们将通过强化顶层设计,深入梳理机器人在灾害救援领域的技术发展脉络,确保机器人研发与实地抢险救援紧密结合。特别是在火灾救援、地震抢险等现场,我们将加大救援机器人的派出频次,充分发挥其在灾害应对中的重要作用。结合我国灾害多发的地区和险情类型,我们将确定救援机器人的应用试点和示范工程,以推动形成机器人技术进步与实地救援水平相互促进的良好局面。
救援机器人作为我国机器人核心技术的突破口已成为共识。我国机器人行业虽起步晚,技术积累不足,但在特定领域如救援机器人领域,我们拥有集中优势人才和资金进行项目攻关的有利条件。救援机器人技术集成度高,涵盖控制器、传感器、移动技术、远程通信等多项核心技术,一旦取得技术进步,必将对我国机器人产业产生巨大的推动作用,帮助国内机器人生产企业摆脱“技术集成商”的角色,向更高层次发展。
为了激发市场活力,鼓励创新创造,我们将采取税收减免、专项补贴等手段。在我国机器人“产-学-研”体系中,研究领域十分活跃,众多高校和机器人研究所积极追踪国外先进技术,成果显著。需要更多地激发市场主体的活力,解决干预过多的问题。我们将通过产业基金和专项资金的形式,培育有技术潜力的公司在救援机器人领域发展壮大。鼓励这些企业在技术攻关方面发挥主体作用,推动救援机器人在灾害救援领域的更深层次应用,形成产业化发展态势,从而大幅度提高我国机器人技术的来源数量和“技术池”。
我们坚信,通过这一系列措施的实施,将极大地推动救援机器人在我国的发展,为灾害救援带来更多可能,同时也将推动我国机器人产业的持续进步和蓬勃发展。
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