长江学者赵杰：“十三五”机器人规划与三大任务布局

【编者按】赵杰，哈尔滨工业大学机器人研究所所长。他在机器人大讲堂-天使会的活动中，把国家在“十三五”期间对机器人领域布局情况，与参会专家和投资业大佬们以及同学们做了一次专题分享。本文为观点整理实录。

本文发于“ 机器人 大讲堂”，作者 赵杰 ；经亿欧编辑，供行业人士参考。

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我的报告分为以下部分， 第一“十三五”科技部对机器人支持情况，在哪几个国家科技计划下面有机器人布局，第二针对目前两个比较大的已经批准的和亟待发布的两大计划，跟各位做一个比较简单的介绍。

一、“ 十三五 ”科技部对机器人支持情况

第一部分， “十三五”科技部对机器人支持情况，我们知道“十三五”国家在科技计划体系上做了一个比较大的调整，把所有国家级普及计划分成了五类，自然基金，重大专项，重点研发计划，技术创新引导专项，基地和人才专项 ，对机器人领域来说，从前三个方面国家自然基金已经公布了自身机器人重大研发计划，大概是8年4个学部，总共支持2个亿。

第二，我们国家在“十二五”、“十一五”的时候，重大专项有16个，现在也变成重大项目，也叫重大工程，第三是重大研发计划，重点研发计划以重点专项的形式出现，后面是人才和针对中小企业的。

科技部在“十三五”期间关于机器人规划，目前来说有两大部分，第一针对重大专项 ，我们都知道在“十一五”、“十二五”有16个重点专项，在“十三五”布局了9+3，目前在重大专项中，智能制造和机器人、重大工程已经获得国家正式批准，常委会正式批准，我也接到通知3月初开始进行实施方案的论证，前面立项论证已经完成了，这个专项目标还是聚焦在国家重大战略产品和重大产业化目标，最主要是一定要设定期限内进行协同攻关，支持计划大概在10年到15年，跨越三个五年计划，“十三五”是第一个五年计划。

还有一个智能机器人重点专项，定位在战略性、基础性、前沿性重大科学问题和重大技术产品包括国际合作 ，这个重点研发计划包含了我们原先973、863国际支撑计划，还有一些各部委科技计划，整合了接近40多个原先各个部委来分块的局面。这是整个科技部“十三五”有关机器人的总体情况。

二、智能制造与机器人重大工程汇报

下面我把 智能制造与机器人重大工程里面涉及到的一些内容 和各位做一个汇报，因为这个还没有做实施的方案，非常具体的事情，现在还在论证中。

智能制造与机器人重大工程，国家大概申报投资600个亿以上，机器人部分占到了四分之一，因为最早的时候就叫智能制造和重大工程，后面是改成了智能制造与机器人重大工程，总体思路是要突破开展前沿高技术的研发，引领高端先进制造业向更高的层次发展。

第二就是要 推广和应用先进的适用技术，针对传统制造业要促转型 ，第三就是要 突破行业共性技术、瓶颈技术，发展制造业基础，来保障我们制造业平稳快速的发展。 总体目标来说，就是高效、绿色、安全，力争在2到3个五年计划期间能够形成智能制造协同创新体系、产业体系，总体水平进入全世界行列。

任务布局主要是有三个，“1321”工程 。第一个“1”是支撑包括所有的安全、标准，里面会有一些标准产生，还有我们国家在制造业一些老的行业标准进行提升或者进行改革，随着技术的发展，也要有一些新的内容在里面。“3”是三大装备，排序是这样的，智能机器人、3D打印和智能装备。“2”是两个模式，网络协同制造、智能车间和智能工厂。最后一个“1”是基础，基础工艺和基础架，涉及到的是两级专项，没有涉及到的内容在这里做一个补充。

刚才是整个智能制造与机器人重大工程的总的情况，因为智能机器人重大专项已经论证了将近3年了，2017年的指南也在去年10月份纂写完了，正常来说现在开始2018年指南筹备工作。

重点专项整体目标就是如何促进我们国家机器人产业由低水平向中端甚至高端发展 ，就这个目标来说，分四个层次。

在基础前沿方面，攻克机器人新一代机器人系统，干一件什么事，就是要加强机器人领域与 人工智能 为代表的新一代信息技术，如何结合，如何提升我们国家机器人技术的水平。

第二个层次在共性技术和瓶颈技术方面 ，除了要突破我们大家通常都说核心零部件，同时我们还要前几个五年计划中忽视的内容，这就是支撑我们国家机器人产业发展，解决我们很多产业机器人，我们装备制造业都存在共性化问题。

第三个层次是在产品和系统方面 ，我们要研发出一批具有世界先进性机器人产品与系统，就是要推动我们国家机器人产业向中高端发展。

最后就是示范应用 ，在工业、民生等在各种行业，我们要开展示范应用，加速推进技术与产业的发展，总体目标是这样的。

专项布局分四个层次，包括基础研发技术、共性关键技术、系统与产品研发、应用技术与应用示范 ，我接下来就针对每一个重点任务跟大家做一个相对具体点的解释。

在基础前沿技术方面布局了五个重点任务 ，鼓励创新、鼓励和新一代技术的结合。

第一个重点任务就是鼓励创新 ，新型机构材料驱动传感控制与仿真技术，这里所支持的就是如何能够开展一些新型机器人，而不是我们一直跟踪国外有什么，我们有什么，采用新的方法核材料，我们能在机器人方面取得原创性的成功，特别是在仿生方面，如何取得原创性的成功，这是高校和科研院所牵头的，不用各有各有的职责来做这件事了。

第二是智能机器人学习与认知技术 ， 这里面重点解决什么问题？重点解决这个专项不是搞人工智能的，我们如何来充分的利用人工智能现有的成果，这是第一点，把人工智能现有成果如何和机器人有机的集合，从环境感知、知识获取与推理包括自主认知和学习等角度开展机器人智能发育的研究，说的简单一点，就是机器人如何通过不断的学习、不断地自身积累，能够提升，主要是支持这块。

第三个任务是人机自然交互与协同共融技术 ， 这里包含两个方面，第一个方面就是我们如何来去构建一个多模态的信息或者多层次融合的自然交互的模式，开展这里面一些相关的基础理论和所涉猎的科学问题的研究，现在我们都在说语言，要有表情、手势等这些多信息通道来融合。

再一个就是生机电系统 ， 在这块可能未来支持的项目数可能要到2、3个。像生机电系统这块，如何把肌肉电信号做到更可靠，做到更多领域，再就是脑电如何使它进入使用化、城市化。再一个方面，如何来研究人和机器人之间协作共融这方面，实际上包括了一些不仅是人要理解机器人，更多是机器人如何理解人，跟人合作，可能研究重点机器人怎么来理解人的合作意图，理解人的合作意图下一步它的行为决策它的行为规划的问题，还有一个安全如何安全协同的问题。

基础前沿技术两方面，前面技术层面，第二个层面就是面向未来机器人，现在比较吵的火新一代机器人技术，现在面比较广，“十三五”重点支持两件事， 一个是协作型机器人， 包括半壁、双臂、移动半壁、移动双臂等，通过这个计划，我们国家能够研制出一系列产品或者原形系统等为我们未来占领前沿技术高地或者是为后续产品化奠定基础。

再一个是人体行为增强机器人， 就是外骨骼，在这个计划主要还是助力，如何能够突破人体行为增强核心技术，包括下肢、上肢、全身，这也是要研制出来样机，为后续产品化做基础性工作。

前面这五个重点任务，主要是基础前沿性技术，没有产品的要求 ，但是有产品、样机，最好有工程样机。在共性技术方面，这块有三个重点任务，第一核心零部件，一说到机器人，就要说到电机、控制器，除了这些以外，我们还新加了机器人专用传感器，包括机器视觉、激光雷达、力传感器等各方面的专用传感器。

在2017年前面几大核心零部件又进行了新的一轮布局，希望我们在这方面真的有所突破，现在做的企业太多了，但是也有一些比较好的企业，两千万不多，对国家来说是引导性基金，希望能够为机器人产业发展起到一定的作用。

我们一直在说，也是重点支持的核心软件， 核心软件包括两个方面，第一方面是操作系统 ，从比尔盖茨就开始说操作系统的事，说到现在国外也有了几个开源系统，我们想通过这五年是否打造出一个中国的机器人操作系统，这里面也跟很多专家讨论这件事，有希望，但是实际上我们不要把机器人操作系统跟计算机所谓的操作系统混同起来，这是两个概念，也是两个体系，不是一样的东西，这是一点。

再一个针对机器人所应用的功能软件 ，这个更重要，包括机器人离线编程、布局优化、监测与诊断等包括软件供应库，这可能作为核心零部件来说，这是“十三五”要重点支持的一个领域，可能在重点工程里这也是一个重点支持的领域，这是第一次做的事，“十二五”的时候我们布局了一些事。

第三个机器测试安全和可靠性 ，现在服务机器人还没有一些安全性的标准和测试性标准，到底测哪些数据、参数，我们就可以来评价机器人的性能，实际上工业机器人我们尽管也有了标准，但是这些标准随着技术的发展，随着测试手段不断的发展，已经开始过时，就拿工业机器人来说，如果真正到了未来，我们要快速布局快速布置生产线的时候一定是离线编程，当年定重复经纬精度是局限于测试的条件，现在有非常高的测试条件，比如绝对的经纬精度。

还有可靠性这块，如何把原先的高铁、航空航天，我们在可靠性方面做了很多工作，如何把这些专家引入到工业机器人中，引入到机器人行业里，让这些专家指导我们，把机器人可靠性做好。

在系统与产品研发这块，有六项，工业机器人两项，第一个智能作业系统 ，把传统机器人赋予一些外部的传感器，做一些更加精细或者复杂的作业，比如说焊接，将来在航天航空很多重要的领域，包括电机核电，一些空间的复杂曲线的焊接，我们机器人如何来做，是有一定的需求。国家现在高端的应用完全依赖于进口，一个是自身的工业集群性能，大家心里没谱。

第二在智能作业方面比国外一些公司做的相对滞后或者做的不足 ，这块要弥补这些事情，来实现国产工业机器人在国民经济重点行业应用的突破。还有新型工业机器人，有别于传统的6关节等，我们有那么大的一个应用产业链，有很多新的需求需要一些更加有别于关节性的机器人。

像 混联机器人 ，国外刚刚近两年才有产品出来，对于我们来说传统的工业机器人，几十年前就有成熟的产品，对于我们来说在某些领域是处于领跑的阶段，需要得到大家的重视。在服务机器人方面，服务机器人已经产品化的比较低端的东西，我们不再支持了，在服务机器人这块，更加提出的是如何来提升服务机器人服务能力，因为现在都说家用机器人，非常的广。

在“十三五”期间的话，主要围绕我们国家未富先老，老龄化的问题做什么事 ，做老人残障人的生活辅助技术，开展行为辅助、个性化护理、照料看护。同时还有智能假肢，因为世界上智能假肢体系尽管量不大，据说30%甚至40%都是中国人买的，中国消费水平很高，一个假肢几十万，德国有一个50多万的，主要销量70%都是在中国，主要是支持这方面。

其他的方面， 因为现在有很多 语言交互 类这些东西，如何来提升服务能力 ，我就说人只会说话，不会动，也没有手的时候，对于真正人类来说就是残疾人了。但是针对这些，我们现在广泛的市场上有一些服务机器人，比如语言交互类，现在很多小公司要做云服务平台，但不是一个小的公司能解决的，这是一个大的互联网公司加上一个人工智能比较大的机构，也许合作可以做的事情，这次在这里专门为服务机器人支撑做一个在线服务技术与平台，希望互联网企业能够联合一些大的人工智能企业，大家合作来做，现在有几家有意向想做这件事。

特种机器人 方面，其中一个任务干什么事？我们如何来提高特种机器人自主行为，现在很多特种机器人都要摇操作，如何解决它的作业效率问题和环境适应性的问题，提升它的自主行为。

第一，最大的重点在 医疗 ， 十分之一甚至更多投资在这块，医疗康复这次要通过这个计划打造15到20个专门型机器人医疗系统，不再支撑比较大像达芬奇非常庞大的系统，我们做一些专门型的，技术环节少，成熟可能会更快，包括认证都比较快，主要是支持这方面的。

2017年布局5个，可能每年都会有一定的布局。这个要做到什么？要做到有样机，有系统，有动物实验，这次检查过程中发现很多问题，有一些不敢公布的事情，如果我们公布在人身上做了一些事情，这是违法的，因为还没有经过伦理等很多东西做这件事。这次不再强调这件事。示范应用有三项，在工业机器人有几点，以机器人生产线为抓手拓展机器人在一些新的领域中的应用，包括食品等新兴行业。

第二，高端应用 ， 对于高危高负荷的机器人，要做一定的布局，最后还要做2到3个智能车间的示范。在服务机器人方面，我们在已有“十二五”、“十一五”支持过的成果，或者没有支持但已经成熟的产品，我们在老人照料看护方面是否可以做一些应用，还有面向智慧家庭、社会服务方面，我们都开展相关的示范应用研究的支持。

第三就是特种机器人这块 ，最主要是在医疗康复这块，在“十一五”、“十二五”期间已经做的一些成果，这是要拿证的，整个经费大概20个亿，希望配套的资本，包括地方政府，包括企业配套要40个亿，我们也希望通过这个计划，能够把大家连在一起，做一些事情。

感谢我们团队所有的专家，这两三年所付出的辛苦，我就讲这么多，谢谢各位。