日本2014机器人发展白皮书介绍(上)
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  编者按:2014年5月日本新能源产业技术综合开发机构公布了新版机器人白皮书,对之前机器人发展进行了重新思考,并提出了新的发展思路。本文仅是该文的摘要。

  2014年关于工业、商业和生活机器人化的白皮书

  当你试图改变这个社会,机器人技术将在那里!

  在最近几年,可以说机器人技术已经达到了一个转折点。当然,机器人通常涵盖了能引起梦想的媒体,并作为我们预测未来的主角。我们也轻松地描述双足行走机器人,就像电影里一样与我们的日常生活和平共存。此外,我们认为,迅速准确、沉默和熟练的工业机器人是可靠的机器,就好像它们象征着日本的竞争力。

  然而,随着机器人技术在全球的发展,逐渐在机器人制造商中,我们认识到一些东西,如什么样的机器人可以完成实际的任务,我们怎么样让它们完成任务,以及它们可能完成的结果,这些也许不容易被社会所接受。

  例如,如果一家销售在万亿日元规模的大公司,持续以每台机器人X日元的价格卖给一个特定的客户,我们是否可以认为这家大公司可以稳定持久?此外,各种机器人是否有足够的价值,使人们想要它们来代替人类?机器人被接受进入社会,意味着它们将被用于无论男女老少的各类人群,但安全性等方面是可以接受的吗?我们遇到了这些现实的挑战,就好像从梦中醒来。

  此后,随着机器人支持我们的生计,作为一个在社会中的真正需要的合作伙伴般的存在,我们将把重点放在能持续成为一个产业,这个产业代表了以技术为动力的日本。参考许多已经被发表在世界各地的专业书籍和杂志,我们已经重新思考了机器人的各类主题,分析了未来的情景,和我们要重点关注的状况,并且编辑这本书使得所有人群可以理解。

  这本书,与许多其他专业的书籍一样,由目录和章节组成,如基于机器人的应用和结构可以分为工业机器人和服务机器人等。但由于预期的功能和作用,产生的挑战以及未来进步的方向,每个机器人是不同的,于是在各自章节的格式和描述也是不同的,每种机器人都有特有的信息。

  为了不让这本书仅仅成为一个专供机器人专家使用的手册,我们在书中写下了更具体的细节,让从专家到普通人和学生等一批广泛的群体都能够在读本书的时候掌握完整的机器人技术。这本书的另一个目的是为那些想创建一个新业务的人提供桥梁,旨在告知它们机器人技术,用于解决他们要应对的挑战。最后重要的是,本书旨在促进机器人产业的发展。

  这本书中包含的是来自编辑部一个充满激情的话:当你试图改变这个社会,机器人技术将在那里!如果在阅读这本书不仅概念化了使用机器人技术的新商机,同时也促进了日本的机器人技术的发展和竞争力的加强,我们会感到非常高兴。

  目录

  1、机器人简介

  2、机器人应用的意义、必要性及环境

  3、工业机器人目前的发展和挑战

  4、生活和服务领域的机器人产业

  5、野外机器人当前的研究和挑战

  6、机器人走进社会

  《2014年关于工业,商业和生活机器人化的白皮书》的标题是当你试图改变这个社会,机器人技术将在那里,并讨论了关于备受期待的机器人技术领域的市场,和在国内外的技术,作为机器人技术(RT)的介绍例子。机器人技术已与人民的日常生活和社会密切相关,以及与该行业的竞争实力有关。第1章介绍了机器人的基本知识。第2章从许多方面总结了机器人应用的意义、必要性和工作环境。第3章介绍日本的制造业的变化,制造业的机器人将如何发展,及分析机器人产业目前面临的挑战和对未来的希望。第4章介绍生活和服务领域机器人化行业,和那些已纳入机器人化的行业之中,提供这些产品和服务的行业的具体例子。第五章讨论了野外机器人技术,重点于经济改善,风险防范,以及新社会的建立,并从那里得到提醒,使我们可以发展许多领域的思想。第6章不同于章节1到5,不是当前技术的一个预测方式的讨论。它描绘了应在未来发生的愿景,并讨论在回测样式中需要的技术。《2014年关于工业,商业和生机器人化的白皮书》的各章概要见下文。

  1机器人简介

  1.1概要

  本章介绍了机器人的基本知识。具体地,它提出了机器人和机器人技术,机器人的历史,机器人的定义和机器人的有代表性的实例。写在这里的问题是在目前普遍的问题,在后面的章节谈未来的发展。

  首先,机器人和机器人技术在这里的定义与此白皮书的总体目标相比较,不是单纯的学术或技术,这就是说它不只是如何制作机器人或机器人系统,而设计重点是机器人和机器人技术将如何被使用,其对工业和社会的作用,未来发展和其他类似的主题也是如此。

  具体来说,这份白皮书定义了机器人和机器人技术,在考虑机器人和机器人设备与整合机器人和机器人技术系统上面,不违背机器人决策研究会的定义。作为信息交流的发展,和对机器人有兴趣的人协作活动将进一步促进主题,由此引发了一些发展:产品化,产业化,商品化。工程生产和适用于对象的生产预计将促进社会的运作,也包括公共部门。重要的技术影响了各个领域的应用,比如服务业领域和制造业领域的机器人化创造了巨大的财富。从这个核心技术,我们认为机器人和机器人技术的应用发展,可以有很多种解释。

  在本书中,机器人学的历史发展将是最重要的一部分。从工程学的角度普遍认为,自动化和机构学是机器人学的起源。下面包含了几个关键的发展:

  1778年蒸汽发动机转速控制(瓦特)

  1948年N.Wiener控制论

  1954年G.Devol可编程传输机

  1958年Shannon和Minsky的机器人

  1961年恩斯特机器人的实际应用

  1962年工业机器人Unimate和Versatran

  1971年微电脑

  和电脑有许多相似之处是机器人技术的发展特点。也就是说,电脑开始于机器执行运算,并随着半导体技术和计算机技术的发展,慢慢扩大使用范围,而变得像一个处理器。后来出现了网络,现在已经渗透到社会作为一个系统,这个系统包括加强知识和信息处理。机器人开始替代人类劳动,但通过整合视觉和其他对工作对象鉴别的技术,他们已经开始发展人形机器人。此外,机器人已经从在发展人工智能的早期阶段,转移到现实世界的计算,它的目标就是现实世界。具体来说,机器人促进了RT技术,互补扩展了人类的能力,并为去除日本目前极度老龄化的社会障碍创造希望。主要内容包括:

  比IT甚至有更大的影响

  嵌入式RT

  无处不在的RT,通过网络分散地提够贡献

  开放性,互操作性,信息复用性

  通过计算机的大脑具体化,通过机器人的形体具体化

  系统化技术作为一个重要的机器人技术的因素,代表了RT技术的媒介而首先值得注意,即该系统集成本身是机器人的基本技术。后期形成的环境智能技术,它可以给环境中的人提够支持,并将环境智能化或者结构化,使得机器人运作更容易。

  当然,虽然传感器和执行器也是机器人技术的重要技术因素,作为一个不限于机器人的工业产品,他们在大量的发展和改革中进步。尽管计算机特别是机器人的重要技术组成部分,他们有系统体系结构组件的作用。这是可以考虑的系统集成技术,如操作系统、实时技术,RT中介和识别技术作为当前的特性。

  机器人的一些很好的例子已经在下方给出,但我们只提供摘要。欲了解更多细节,请阅读《2014年关于工业,商业和生活机器人化的白皮书》(日语)。

  1.机器人套装HAL:针对于个人护理支持和康复的强大的套装。该公司最近收购了CE标志及德国工业劳动补偿保险,使用的前景也日益增多。

  2.清洁机器人RoboHiter:服务机器人的商业化、商业模式的构建,在办公楼清洗业务实际执行的几个例子之一。它被称为服务机器人的商业模式的最佳实践。

  3.医疗机器人Paro:重点实践于医疗保健,作为医疗机器人的先驱。在丹麦和美国有使用。

  4.救灾机器人Quince:发展为救灾机器人,它是在救灾机器人领域的先驱,由于其在福岛第一核电厂较大的成功。

  5,医院全面机器人化:为了增加诸如医院的经营分析,咨询和系统解决方案的领域,这里的想法是以一个全面的方法来引入机器人和基础设施,而不是单个的机器人,这是备受瞩目的机器人产业潜在的新的商业模式。

  6.谷歌汽车,机器人汽车:一辆由谷歌和斯坦福大学合作开发的能够自主旅游的车。其目标是无人操作,使用这种自主轿车开始在美国得到认可,预期会形成新的产业。

  以上所有的这些都来自新概念开发和已经被实际使用的机器人,已接近实用化,或预计将开拓机器人的新领域。

  1.2这些年来面临的挑战和建议

  用于机器人的定义中,我们提出了一些集成社会多样性,不只是从生产机器人的观点考虑,而是从使用机器人的观点。在当前时刻这个定义产生的效果尚未确定,但是可以相信,结果将通过各种机器人政策、研究开发活动和工业活动,随着这个定义有系统地进步。也就是说,任务就是对于那些喜欢并想要以机器人来发展社会的人,培养它们之间的交流联系,共同创建一个新的机器人应用。此外,当把这个付诸实践时,我们认为在考虑工业活动,社会活动等方面的有关机器人技术的东西时,本书将是一个有益的提示。

  2机器人应用的意义、必要性及环境

  2.1概要

  从国际视野、工业、展览和活动,以及与机器人、区域活动、学术团体和会议、标准规范和其它各种角度的相关的司法内容,我们总结了定义、必要性和机器人应用的环境。机器人已经开发重点放在提高生产效率、产品质量稳定和提高在人类无法轻易接近的地方的操作。近年来,超过100亿日元的市场已经建立了商业用途的机器人,如清洁机器人,其应用已普及到医疗,福利,农业等等。用于救灾,福利和护理的应用期望特别高,以及机器人技术实现的作用不只是创造新的市场,也是作为世界环境保护的一个非常显著的贡献者。有机器人在一个国家或区域合作的形式已趋于普遍化。努力规范机器人已经在逐渐发展,在未来几年中更会流行起来。中介规范已经通过了OMG国际标准,协助用于日常生活的机器人已获得ISO认证。即使在活动方面,机器人使用的虚拟场景显示也越来越多。机器人技术的应用是传播,应用在电器,汽车,医疗器械等的机器人得到了广泛的认可。它是一种势头,它看起来像它会成为一个新的产业。虽然这些都是在整理机器人的开发环境,但他们也揭示了将把机器人引入到市场。市场对新服务机器人有针对性的领域,比如高品质的产品创新、医疗、福利领域和持续性灾害。在另一方面,虽然日本的工业机器人仍然是世界上最好的,但其他国家正在迎头赶上。在关于实际使用中,很多主题观点都来自美国。在美国有建立国家计划项目,在欧洲也有,如Horizon2020,我们的国家也需要强有力的政策,以保持发展前景。

  工业机器人的强大的技术实力和产品的可靠性得到了改进,预计将应用到免费教学、产品系统和一些新领域。

  为了建设一个充满活力的社会,服务机器人支持人们的日常生活,重要的是我们建立的模式可完美地与网络技术相结合。如果我们能够创造出许多应用,迅速、安全地为他们提供服务,对他们的需求做出反应,将是非常令人满意的。当然,我们应该加快完成这样一个平台。

  此外,由于教育是人才的培养,它还将支持社会和工业的各个领域。教育和教育系统中以机器人为主题的不只是提高解决难题的能力;他们像传统技术那样在不同领域促进互相合作,更重要的是传播机器人技术到社会和高级人才中去。

  1)实现潜力

  2010年,经济部、贸易部、工业部和NEDO预计2035年时候未来的市场(国内生产),来设想机器人产业的发展。结果被估计为2015年为16000亿日元,2020年为29000亿日元,2025年为53000亿日元和2035年为97000亿日。

  2013年7月,2010年的机器人产业市场趋势调查的随访被应用为衡量市场规模的基础。情况就是中国市场正在迅速扩大,而日本,德国和韩国正在努力获得市场。

  2)工业机器人的定义和需求

  在日本,工业机器人开始普及至今已经超过30年。在那个时候,工业机器人已被广泛应用于许多制造业。工业机器人有世界制造业发展上做出了巨大的贡献,如克服了危险的,肮脏的,难以操作(3D)的作业环境,提供了良好的产品质量,弥补了缺乏技术工人。据预测,在未来几年,因为人口老龄化,技术工人数量的减少,将会有更大的工作者缺乏。其结果是,对于工业机器人的期望变得更大。工业机器人在新的领域的实施(即食品,药品和化妆品的研究,开发和制造领域)也是有很大前景的。尤其是在医疗领域的机器人,在试剂和样本分析之前进行处理,可能会得到与技术实验者差不多的高精确的数据。审查员也可以避免工作在危险的环境,如处理细菌病毒。

  在另一方面,教学方法仍然是工业机器人的一个挑战。使用指令示教,在想要操作多关节机器人之前,需要训练到一定程度。在现在的机器人系统中,多关节多手臂互相配合的情况下,操作需要大量的时间。预先的机器人系统越来越困难,是简化教学的一大困难。在教学中,存在运动轨迹的教学,气切的教学,技能教学,利用视觉传感器(集成了图像处理技术)的教学等等,他们每个都需要专业化。在未来的日子里,实现零教学将是最终的挑战。正因为如此,机器人智能是必不可少的。我们需要各种研究成果的结合和科研院所的合作。

  3)机器人在社会中的定义和需要

  A)服务机器人在严重的老龄化社会中的需要

  因为我们进入了老龄化社会,为了老年人和残疾人在生计和社会包容中得到支持。预计机器人将提够大量的服务,比如信息的提供和支持,为在家里谋生提供支持,为组建社团提供支持,减少医疗的负担,给身体功能提供帮助,以及增加商业设施。我们将能够使老人和残疾人感觉就好像他们在和孩子和孙子一起一样。通过试验,这是越来越明显,未来的作用是将通过服务机器人的发展来促进社会包容,我们将能够保持更长时间的健康,以自我维持的方式生活,有目的地工作和参与社会。因此,它有望成为创造新的产业和老年社会全球发展的动力。

  B)机器人服务平台

  为了了解环境(空间)、机器人和用户之间的差异,以及管理多个机器人和提供服务,我们需要知晓机器人服务系统的体系结构。为了扩展那些服务,还有成本效益的问题。即使我们能够开发一个机器人服务系统,如果服务的价值不高到足以抵消成本,也不会得到使用的扩展。如果我们能够提供一个机器人多服务系统,提供的新服务项目初具规模,我们也可以期待项目到现在为止,其中的费用是不是平衡地转变成项目的成本。为此,所面临的挑战是制作一个平台,这平台将很容易让深入IT业务,进入到服务机器人发展的领域。

  4)机器人在教育中的定义和需求

  C)机器人在教育中的需求

  日本目前正在迅速面临着人口老龄化,以及那些一直支撑日本国际竞争力的先进科学技术人员和制造人员正在迅速减少。事实上,根据科学技术白皮书,目前的情况是,日本人民对科学技术的兴趣和理解水平正很显著地越来越低。尽管这样,机器人教材应用和机器人工程教室的展品都获得了关注,是培训生产人员和应对科学恐惧的很好的手段。在全国各地不同的地方,机器人大赛活动正在举行,机器人的爱好专业杂志被发表,并且机器人在公众中的普及也是很高。

  机器人技术是由马达控制、传感器技术、机器部件和计算机科学等各种技术综合起来的技术。因此,通过PBL(基于问题的学习)和类似的方法,促进了问题的检测能力和解决能力,很适合组合逻辑教育,它能促进整合多组件技术和优化综合系统的能力。为了这个目的,我们可以针对小学和初中同学实现用科学的教育,广泛应用于教育材料和方法,以及目标是从小学和初中一直到企业工程师的科学教育。

  D)机器人在教育中的挑战

  在关于机器人教育的挑战,以下三种趋势将成为机器人教育在今后几年的重点。第一种是通过不同领域的社区跟踪人员的训练。例如,针对于年轻人的机器人教育活动是由当地社区执行的。它得到了当地企业,广播办公室等的参与,并成功将他们参与在整个区域的交流活动中。

  第二点是在领导机器人教育中的社会实现的观点。社会实现技术的观点已在第四科学技术基本计划的各种文件中被确认。

  第三个也是最后一点是高级人才的应用。在教育部,文化部,体育部,和科学技术部的2006年科学技术白皮书中,它已经指出,在未来,日本的人口老龄化将导致工程师和技术人员的缺乏。它要求人力资源可以得到切实的使用,不在乎其年龄和工作环境的维护。这是企业和学校教育中人才培养的一个非常严重的问题。在日本的当前条件下,切实使用高级人才是解决这个问题的一个特别好的方法。我们需要建立渠道,传递高级人才拥有的技术、知识和经验的给下一代的工程师。随着机器人的教育,精通于各方面技术的工程师是可以胜任了,那么有丰富经验的高级人员的使用也就是非常有效的。

  2.2这些年来面临的挑战和建议

  在本章中,我们总结了机器人使用环境的许多观点,讨论了工业机器人的需求和意义,对社会作出贡献的机器人,以及使用在教育中的机器人。为了实现让老人和有障人士生活轻松的医疗,实现一个有福利保障到位,灾难和损失最少化,在空间和深海上追求前沿的社会,我们的期望是,机器人成为这样的社会的核心,并提供具有高可靠性和低价格,能将传感器和智能手机联系在一起,并开始普及机器人服务。

  对于那些用来传承熟练工作者关于工业机器人技术的技能习得与教学技术,以及那些产品种类繁多的智能机器人,我们便需要安全的,且能够愉快地与他人合作交往的机器人技术。另一方面,对于服务机器人,我们需要使用接口技术和机器人服务平台,使它能自然而然地融入社会,,实现物流和IT系统化的服务发展。

  机器人教育有增加每一代人的好奇心和创造力的功能。因此,我们需要直观的集成技术,促进各年龄人群的教育、日常生活中的经验和社会参与、文化和兴趣等。在富有挑战性的任务设置的突破,也将加快机器人的开发和实施,这将带来新的服务。

  我们需要考虑政策,结构和系统等所有要素,来驱动社会前进。

  3工业机器人目前的发展和挑战

  3.1摘要

  就目前的对于工业机器人的情况和问题,我们开始总结日本的制造业的变化,且是在一段经济高速增长的机器人产业的背景下展开的,并分析了日本的制造业、生产消费品行业和机器人产业的问题。

  技术的进步和制造业的需求促进了工业机器人的发展。由于上世纪70年代的石油危机,日本的制造业被迫改变原来的政策,从投入生产力转向提高生产力,制造业需要自动化系统。同时,幸好有电气电子技术的进步,微处理器和高功率伺服电机开始被使用,以便能够经受住工业的需要。这是在工业机器人出现之后的场景。最初的增长是由日本的卓越的工业工程师的进取性格的支持,便迅速扩展。一方面,基本的机器人技术,具有绝对编码器的交流伺服系统,高性能的控制器,以及高可靠的机械部件在上世纪80年代慢慢出现,在技术上成为稳定的生产设备。

  在汽车产业中的用到的焊接操作是机器人产业的最开始的发展,也是迄今为止最重要的用途。随着泡沫经济在20世纪90年代开始崩溃,机器人市场从原来的扩张趋势,突然戛然而止。投资于制造业的优势评估变得格外严格,工业机器人的市场状况也十分恶劣。不过,回过头来看,这也是一个重要的时间段,因为机器人产业能够从生长初期的预期趋势到价值评估的过程变得更加成熟。那个时期积极使用机器人便扩展的是平板显示器,半导体和其他清洁生产工艺的电气设备。

  它与IT泡沫联系在一起,并在2000年,有密集的商业投资在清洁生产工艺上来。其信息设备和机器人产业看到了需求的快速增长,但它崩溃在单一年份,便在2001年需求迅速下降。这是机器人产业的第二次危机,因为经济泡沫在20世纪90年代开始崩溃。然而,在那之后机器人产业有了再生的情况,并在2005年,操作机器人的出货量创纪录的数量达到超过81,000。该再生造成了开始以亚洲新兴工业化经济体为全球中心的转变,便以中国为最重要代表。另一方面,由于日本国内生产的逆工业化的恐惧,在国内的制造业同时也产生了更多的动力,来挑战在单元生产上的机器人应用,以响应多种类多混合的产品生产。

  正如上面所记,工业机器人的历史已经超过30年,但由于经济和技术背景的改变,其社会期望的价值会继续改变。也就是说,在20世纪80年代初期生长阶段寻求优秀的机器人,在20世纪90年代寻求投资严格评估时期的有效应用,并在2000年的再生时期寻求合理的解决方案。在这种方式中,对于工业机器人的期望已经发生改变,从单纯的操纵机器的到可以组织有效的生产系统的生产设备。因为这一变化,近来系统集成商在机器人应用产品系统的地位,在机器人产业中已经是非常重要的了。因此,到目前为止,许多有经验的系统集成商一直是机器人产业在日本的支持因素。假如不考虑他们情况不同,机器人系统集成的工程技术在扩大国内和国外市场上更加重要,便不是机器人的性能。国内市场已经迈向挑战更复杂的应用,目标是获得世界上最高的生产力水平。在另一方面国外市场已经走向对新兴工业化经济体建立新的自动化。

  雷曼冲击,发生于从2008年下半年到2009年,成为了第三次大危机,但由于快速恢复,在2011年操作机器人的出货数的新纪录超过98,000。但是,因为这是由于国外需求的快速恢复,所以雷曼冲击后机器人产业成为一个非常依赖于国外需求的产业。这些都是已蔓延到全日本生产设备行业的状况,而非作为一个独特的机器人产业和生产设备行业,它是由贯穿整个日本制造业的非常严峻的形势形成的。

  3.2这些年来面临的挑战和建议

  2012年工业机器人出货量的数量为95551台,合303.1亿日元。在这些出货量中,直接出口的数量为66871台合计179.2亿日元,出口比例为70%的机器人数量以及出口比例60%的钱。目前的工业机器人在机器人的数量方面占很高比例。沉重的国际竞争伴随着机器人产业,需要考虑到市场的突然和大规模的全球化。虽然亚洲为中心的市场扩张是一大幸事,日本的机器人产业作为领先的供应商和用户正在面临一个转折点。

  工业机器人(自动化机器的代表)的国内需求的退化反映了国内制造业陷入低谷。因此机器人产业的促进措施也将导致日本制造业的激活。首先,关于国内经济的活力和工作保障,国内制造业的复兴是正确的。即使相较于其他新兴工业化国家,日本的潜在的制造水平有限,并没有胜算。日本需要继续追求世界级的尖端制造。为此,日本需要果断,使制造机器人成为现实,在制造业领域使用机器人,这在过去是太难以实现的。

  日本的机器人产业已经培育先进的技术和一个具有强有力框架的国内市场。接下来是技术和机器人产业框架的维护,以便能够连接到全球市场。日本的机器人产业已得到许多系统集成商,而不仅仅是机器人制造商的支持。市场的全球化为机器人制造商加强了出口量,为经验丰富的国内系统集成商带来了自我重构的商业模式。我们必须认为这是对日本的整个生产设备行业的一个挑战,而不是简单地作为机器人产业的一个问题。

  此外,我们也需要培养日本的机器人产业寻求国际技术竞争力。工业机器人是机械产品,有可以通过实例学习来获得标准。然而,卷入这个标准的价格战是不符合我们的最佳利益的。这不是一个对于综合技术是好还是坏的竞争。首先,我们要着力培育的是重要组成部分的技术,如机械技术和材料技术。然后作为制造系统,我们必须专注于提供优秀的附加值。

  最后,为了克服残酷的国际竞争,即使标准是要保持自由参加的所有各产业之间的友好竞争,我们需要提供通过共同的挑战和合作框架的国际竞争。我们需要建立一个框架,它利用行业组织,学术机构和跨部门的公共机构,并响应企业之间,大学和企业之间,政府、大学和企业等之间的合作。

  4生活和服务领域的机器人产业

  4.1摘要

  它不针对工业机器人和野外机器人的领域,而是生活方式和服务领域。它涉及的产品和服务与普通市民的正常生活密切相关。本章重点介绍在提供这些产品和服务的业务中实现机器人化。机器人化表示机器人技术嵌入到那些仅向必要的目标响应的系统。在这个领域内打造机器人业务需要非常认真地对待。这个观点的重点并不仅仅指的是机器人产业或制作机器人的公司,它也指的产品和服务市场行业的扩展和把握,以及这些产品和服务的商业化进程的机器人化。

  机器人化可以应用到所有的产品和服务及其商业化进程,但这样做并不意味着它会增加他们的业务。因此,作为一个成功的机器人业务的指导,本章讨论了下面几点:

  (1)在现有的商务模式和已使用的目标领域内,有机器人产业化产生的业务是否会持续繁荣。

  (2)在什么样的水平下支持研究和技术;

  (3)在建立新的产业时,涉及的重要的法律制度、标准和国家的援助方法;

  (4)主要国家的态度。

  1)主营业务的类别和示例

  当检查机器人企业的成立时,这些例子从两个重要的观点进行分类。这俩个观点分别是将使用什么样的业务模式,以及谁是主要的客户和他们能提供的利益。关于前者,可以分为以下四种类型:

  1、已有的机器人产品的开发和销售业务。硬件产品的研发,生产和销售的业务,这些业务具有非传统的客户价值,通过嵌入机器人技术应用到市场中的汽车,家电,护理和福利的器械。

  2、使用服务流程中机器人化的服务创新的业务。它创建新的服务业务和应用机器人技术设计新的服务流程,大大提高了效率,并提供新的客户价值。提供给顾客的产品是服务,而不是硬件。

  3、应用机器人技术的整体方案解决的业务。这个业务可以提供客户个人任务的完美解决方案,应用机器人技术最大限度地提高了客户价值。所提供的产品是硬件,软件,内容和服务的全部配置。

  4、服务机器人的开发和销售业务。为非传统技术下的已有产品做开发,制造和销售硬件产品的业务,这些产品以前有很多困难且没有很好的分类。

  从后者的观点考虑的是应用的分类。下面罗列的是九个应用,或者说是目标市场:

  日常生活

  娱乐

  福利

  教育

  医疗保健

  设施和办公室(保洁,保安,会议)

  酒店和餐饮

  交通运输(流动性)

  城市空间(广告,公共,传播,分布)

  从二种分类混合而成的业务中,那些直接参与了启动和推广这些领域业务的人已经给我们写了许多创建业务的参考例子。

  以一个已有产品的机器人业务为例,汽车装备和自动化操作技术(还不成熟)都是用来避免危险(其中汽车最近一直有自己的计划,推出具有惊人的速度)。

  服务流程、先进的安全服务业务和民营夜间学校服务的机器人化举例。

  应用机器人技术和全医院机器人化业务的整体方案解决业务的举例。

  如服务机器人的开发和销售业务的一个例子,治疗密封型机器人帕罗和HAL机器人套装等。

  这些具体的实例介绍了当前最新的状态。

  2)研究和技术发展趋势

  在关于支持机器人产业和作为创新关键的研究及技术,我们将其分为基础的研究和技术领域,和关注的研究和技术。下面我们提出的主题是非常重要的。每个提交的主题已通过这些研究方面的权威专家写入。

  在基础的研究和技术领域中提出的四个主题是运动,操作,沟通,及传输联网。在关注的研究和技术里被提出的八个主题是安全工程,空间智能,服务工程,人形,体重指数,认知发展系统,寿命设计和老人。

  由于机器人化是各种成分的研究和技术的整合,相关的研究和技术领域是非常广泛的。然而,由于空间的限制,只有已经显著收窄的主题已经在这里提出。正如已经在本章中提到的,当考虑或实施机器人融入社会时,实现机器人化是很重要的而不是仅仅制造机器人,那么如何进行预定的空间设计,服务,生活和社会系统的机器人化也将在未来变得极其重要。在关注的研究和技术中,从这个角度已经提出了一些主题。

  3)产业化的促进政策及相关法律

  机器人化可能导致在性能和成本、个性化和大量生产的权衡关系的转变,是一个实现了我们以前都没有能够实现的变化的方法。因此,生活方式和服务领域的机器人化的这一章的重点可能是列出步骤来更改一个全新的社会制度和生活方式,而不仅仅是为满足当前社会和生活方式或服务的常规的小众产品。例如,即使对于过去从未遇到的老龄化社会的各种挑战,我们可以预期它会寻找到新的解决方案。但是,那些规定了现有的社会、生活方式和自然习俗的法律制度,将根据具体情况而受到影响,以至于它会影响我们的思维方式。我们需要确定假设的问题,提出了新的社会和生活方式的样子,并尝试有很多人参与社会实验。在保持这些变化考虑的过程中,许多国家到现在为止都制定了促进政策,而且,尤其是最近,由政府机关传播的政策正在积极推进。例如,机器人护理设备的开发和实施推广计划就是政策之一,它是支持机器人护理应用技术中的机器人护理设备的的高优先领域项目。该项目是由经济、贸易和工业部以及卫生,劳动和福利部一起计划的。它的目的是为建立一个新的机器人护理设备的市场,同时实现促进需要护理的人的独立,减少护理从业者的负担。

  各式各样的推动机器人化的影响巨大的主要法律制度也正在产生。例如新的表明汽车的自动驾驶和道路运营的道路交通法和道路运输车辆法,为无人驾驶飞行器的民用航空法案,以及无线电法案,非法访问法和个人信息保护法,产品责任法,药事法,护理保险制度,外汇及外国贸易法出口管制等一些法律。有些法规在工业化启动时作出了必要的规定,而一些减轻了法规便形成了市场。关于后者,我们需要利用特定区域的努力,进行社会示范试验和测量相应的结果及采用最佳的监管。Tsukuba移动机器人试验区已经努力了,作为典型的机器人的特定区域。在服务机器人标准化的努力也已加强,并特别关注于人身安全,这里日本具有领先的设计标准。日本正引导制度设计,如安全测试方法,安全标准和安全认证的研究,同时还推出了生命支持的机器人安全检测中心,这中心拥有根据测试和测试数据生成标准的核心作用。从标准化的角度看,他们还推出了ROS,这作为RT中介和机器人操作系统而越来越受欢迎。这是一个软件平台,它结合了机器人功能部件的软件模块,和构建机器人系统。

  4)主要外国国家的状态

  长期以来,日本主要的努力主要集中于研究,但在工业化和社会实现上面没有多大进展。一些国家已经加强了活动,日本再也不能坐在那里无所事事了。许多欧洲国家正积极筹划那些为老人和需要护理的人服务的机器人,如丹麦,以及澳大利亚。在韩国机器人产业的产业化得到了慷慨的支持,中国的其他行业的增长同样变得更快,这些都是由于国家的政策支持。我们应尤其关注美国。无论是在过去还是现在,美国已经成为了创造新产业的起点。但是,即使在机器人技术,美国找出了开发机器人技术的创新的环境安排(如无人驾驶汽车DARPA的挑战,在内华达州建立能确定道路中的无人驾驶汽车的行驶的法规,能明确灾难现场响应任务的DARPA的机器人的挑战等)。这是对我们国家的威胁。

  4.2对于这些年来面临的挑战和建议

  此后,社会形态将是一个成熟的社会和老龄的社会。在这俩个社会里,每个人的需求和愿望是不一样的。满足这些个别人的需求也会增加。

  在成熟的社会中,个人选择和作用以满足自己。当我们得到了我们想要的东西,我们会感到满足。因此,行业的发展方向将在优质的产品和服务的竞争,以帮助其生存,实现个人的满意度,以及那些自我实现的愿望,并澄清和实现这些每个人的愿望。

  此外,在成熟的社会中,它也将寻求更多的类似人类的生活和工作。人类应该做的事情,最好是由人类来做的事还是交给人类来处理,我们将寻求机械系统,代替人类便将它们纳入自己的体系。即使在这种情况下,对于每个人,多少留给机械系统是最好的也将是问题。优化了像以上这样的人,将有可能理解每个人的特点和情况,讨论和学习他们想要的东西,并提供其足够的服务。然而,从成本和输出的角度来看,这只能由非常复杂的非传统的方法,通过结合机器人技术来实现的。

  另一方面,在日本,它在世界上具有最高的人口老化速率,迫切要解决这些老龄化人口导致的问题。如果我们能够解决这些问题,我们将能够提供一个解决方案,以应对这一挑战,这将有助于其他国家在未来面临同样的问题。然而,对这个问题涉及了许多因素,这是不能够容易地解决上述问题。当我们成为老年人,不仅我们的身体机能会下降,我们参与社会的机会,我们活跃在日常生活中的机会也减少了。这些都会产生负面影响,而且从健康和钱财的角度看,它落入一个恶性循环。此外,每一个人的情况也是非常多样的。我们需要了解每个老者他们的身体和精神状态,以及活动状态,与他们讨论,基于他们的兴趣和目标来确定所需要实现那些东西要求的身体机能,并鼓励他们参与活动。在关于机器人技术的实现中,我们将能够检测和预测这些支持、扩张和需要,用于支撑身体功能的条件,实现大群体的金融优化,以及我们以前没能实现的一些东西。

  在今后的岁月里,第一个挑战将提升机器人技术,满足个人和优化他们,并创造一种商业模式。具体而言,机器人产业内,直至现在对于业务模型的讨论已被推迟。在谈到机器人产业,重要是这么一个想法,这产业是制造机器人,重新命名为机器人化产业,并替换产业思维,通过机器人技术提供客户价值。从商业模式的角度来看,相信这将提供一个完整的解决方案,以满足每个客户。

  未来几年第二个挑战将是需要解决如何优化个人,和如何在同一时间优化整个社会的问题。我们将需要控制每个人的关系的性质,和从成本和收益上进行优化,不能使用有条件的方法。在我们将如何整合这方面,我们需要讨论社区设计和社会系统的设计方法。换句话说,为了优化作为整体的社会,以及响应开发和运用机器人技术的问题(例如自然环境和社会环境的感测,控制运动等方面的技术和大数据),用于控制优化以个人形成的团体,最重要的是建立社会制度的设计方法的辩论,然后建立社会地证明从这些辩论中得出的假设的方法。至关重要的是,我们有这些争论,并有能产生社会制度和业务系统的架构发展。

日本2014机器人发展白皮书介绍(下)

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