欧洲机器人学的发展与未来创新解析

2018世界机器人大会拟于8月15日至19日在北京亦创国际会展中心举行。大会以“共创智慧新动能 共享开放新时代”为主题，由“论坛”、“博览会”、“大赛”、“地面无人系统展示活动”四大版块构成。 本届大赛汇聚了来自美国、俄罗斯、德国、日本、以色列等全球近20个国家和地区的1万余支赛队和数百名顶尖专家，共计超过5万多名参赛选手同台竞技。

在此次论坛中，欧洲机器人协会副主席、库卡机器人有限公司德国总部研发负责人Rainer Bischoff进行主题演讲“欧洲机器人学的发展与未来创新”。

以下是演讲全文：

女士们、先生们，下午好!我来自库卡，负责研究部门，也是欧洲机器人协会的副主席，我想为大家简单介绍一下库卡如何看待机器人在欧洲的发展，以及整个欧洲机器人体系是如何运作的。

欧洲机器人协会是一个非营利组织，也是欧洲最大的机器人组织，既代表了行业也代表了学术，大约有1/3是行业代表，2/3是学术代表，我们大多数的决策是基于两边各占50%的投票权进行决策，我们试图平衡行业和学术之间的意见，弥合二者之间的缺口。这样的做法在欧洲是非常独特的，使得学术和行业之间的合作更加紧密了，我们有超过240家会员，30多个话题组，我们共同探讨机器人的未来。按照领域、平台和技术来分，甚至有些是按照社会学的领域来分，各种领域包括医疗机器人、农业机器人、工业机器人和物流机器人，或者机器人的总体技术架构是怎样的，也会深入了解技术未来会有什么影响，这些技术如何更好地改善机器人的系统。当然，我们也不能忽略总体的社会影响。

我们协会是鼓励公私合作的，欧盟委员会和欧洲机器人协会形成了一个组织叫做SPARC，下面有欧洲最大的机器人研发项目，2014年到2020年总共在欧盟接受了大约7亿欧元的资金来做研发。除此之外，来自行业、企业的私营部门也给了20亿欧元资金的支持来让我们做研发，意味着我们总共是28亿欧元的资金用于七年当中的研发。我们也是在不断更新研究领域，每年会发布技术路线图告诉人们我们的研发方向。

因为我们在欧洲支持机器人和人工智能研发，历史已经非常长了，包括不同的时间点，1998年一直到2020年经历了大概四五个阶段。最开始就是一个学术的网络，之后带来了一些行业的合资伙伴，通过这些项目搭建起了学界和行业的平台。2009年我们开始共同做研究，之后成立了欧洲机器人学会，也就是我所在的地方。SPARC是一个公私合营的项目，每年都会发布技术路线图，欧盟委员会也会给予我们资金的支持，这一点是非常重要的，能够更好地促进学术界和行业的合作，这种合作如果没有各方的共同努力是不可能实现的。

我们认为机器人现在已经影响到了所有的领域，一方面能够提升工业的竞争力，另一方面也能够提升人们的健康水平，并且在很多其它领域提升安全。不仅能够应用到少数的领域，也可以应用到大多数领域。比如汽车行业，机器人技术辐射的领域是非常广泛的，因为机器人是一个实体，能够在真实的世界和大家互动，也能够操作和移动一些物体甚至是人。这是和人工智能不太一样的，因为机器人实际上是一个实体，能够和人互动，也是看得见摸得着的东西。

机器人行业的增长非常快速，欧洲方面的增速可能看起来并没有那么高，实际上我们在欧洲有一个很好的开端，有些机器人公司刚成立不久，也就五年的时间，但增长非常快。机器人影响到了几乎所有的行业，但从传统的工业机器人的角度来看，大多数的应用可能还是在汽车行业，欧洲和美国可能都是这样，电子也是一个增长非常快的行业，其它行业的工业机器人应用也是越来越多。这是专业服务型机器人的应用，因为在欧洲物流是一个主要的领域，还有清洁机器人和其它领域。

这张图显示的是不同垂直行业的应用，包括生产、农业、医疗、基础设施、出行和消费。可以从横轴看到它的盈利状况，基本上每个行业都可以实现盈利，机器人市场无论是技术还是服务的角度来说都能够创造各自的价值。

工业机器人现在已经应用到了大多数行业，包括焊接等等，除了焊接之外还有很多其它的应用。在欧洲我们试图将它从那些比较成熟的行业转移到新的应用环境当中，可能还是在汽车行业，但可能从做总装转移到其它的步骤上面，也可以应用在其它的行业当中，有些地方需要提高自动化降低成本，提升质量或者帮助某些具体的行业作出微调。

汽车行业仍然是主要创新来源地，这是一个典型的例子，叫做ARENA2036，主要是研究未来汽车装配的过程。生产线是可以非常灵活的，机器人可以不断移动，通过一个生产线生产出各种类型的汽车。未来还需要时间去进一步发展，但至少这是我们可以为之努力的方向。

医疗也是一个非常有意思的行业，现在医疗行业可以通过机器人来做辅助。最有意思的一点是可以用工业机器人，工业机器人可能只能做些非常简单的动作，比如指向某一点，然后把某个东西转移到其它的地方，可以把机器人的技术用在完全不同的领域当中，医疗就可以为人类作出很多的贡献。这是库卡的一个机器人，也是世界上第一个医疗领域得到认证应用的机器人，能够帮助实现医疗器械上市的速度更快，并且库卡也对此进行了认证。

农业也有一些非常有意思的应用，欧洲在养殖和挤奶机器人方面是非常领先的，Lilly是一个挤奶机器人，融合了3D检测的技术，通过这种机器人在奶牛身上挤出的奶更多。精准农业也是来源于欧洲资金支持的一个博世的项目，比较有意思的是我们有一个机械的机器人系统，但可以有不同的应用，比如可以去喷洒农药或者是去播种。不仅仅是在种植层面能够用到机器人，收割的时候也可以使用，比如可以用机器人臂更好地收割这些种植好的农作物。

基础设施领域大家可以看到几个应用方向，欧洲在这个领域其实也是非常强的。我们不仅在各个国家之间开展合作，实际上在垂直的各个层面也在进行合作。比如在挪威这种近海的油气行业可能就会联合所有的利益相关者来做研究中心，看一看如何能够实现近海采油自动化。丹麦和荷兰也有这样的机器人网络，所以各个地区都在不断地进行合作和研发，充分利用这种合作的资源。

欧洲目前重点关注的是哪些技术呢?大家可能都知道，机器人是很多不同技术和流程的复杂综合体，并不是一个简单的技术，而是一种融合的技术。这里大家看到的技术都是必须融合在一起才能形成很好的机器人，比如计算、AI、通讯等等，所有的这些技术必须融合在一起才能形成很好的系统。

我们关注的首先是互动式的技术，包括人机互动、人机协作，安全也是非常重要的。更好的意识和行动，这里包括传感、信息解读、认知和感知等等。建立起更好的系统或者工具，由于机器人是一个非常复杂的综合体，需要很好的一些工具开发机器人系统，对其进行模拟和编程，这是欧洲比较关注的技术领域。当然，其实也可以看不同的角度，比如关注每一个领域的技术，但通常来说这些技术都是融合体才能生产出好的机器人，这一点我们不能忘记。

这些技术不能单独来看，要把它整合在一起来看。这里就有很多创新的余地，AI当然会有巨大的影响，鉴于现在AI已经太热了，我们不要忘记机械本身仍然是机器人的底层核心，这个领域仍然有创新的余地。目前在欧盟也是一个非常复杂的过程，就是怎样确定优先领域，应该关注什么技术，这样的过程实际上是非常复杂的过程，因为在欧盟我们有250个组织在一起讨论下一个计划当中应该以什么领域作为优先考虑的领域。现在我们对未来的优先领域进行了确认，我们认为这样的领域应该进行更多政府部门的公共投资，就是医疗保健、农业食品、基础设施的维护和检查以及敏捷制造。

我们的优先领域和这张图有什么关系呢?可以看到医疗保健是一个垂直的整合，农业方面主要是指农业园艺等等，基础设施方面包括物流、仓储、运输和交通等等，我们刚刚看到了这四个领域哪些是需要重点做的项目，欧盟决定投入大量的资金支持这些领域的发展。医疗保健主要是要改进所有公民的生活质量，现在我们也有人手的缺乏，不是很多人都愿意在这个领域工作，所以我们就必须要自动化。医疗保健领域我们需要改进服务质量、降低治疗成本。农业食品领域也很类似，大多数的农民现在都超过了45岁，也没有很多人愿意去做农民的工作，所以需要实现更多的自动化作业。另外需要保护环境，也就意味着我们需要尽量减少化学品的使用，资源越来越有限，所以我们需要改进庄稼质量就需要更多节约型的农业。维修方面要确保基础设施没有任何宕机时间，还要考虑安全性和经济的影响。敏捷生产需要支持老龄化的劳动力现状，因为现在工人的平均年龄也增加了1岁，就是说劳动能力减少了，也要减少那些不安全的工作，增加生产效率，提供定制化的产品，降低成本，同时保证欧盟的生产能力。

医疗保健机器人可以被用于智慧医院的建筑当中，可以用于康复中心，也可以实现人们在家照料，机器人今后将会成本效益比更高，也可以实现定制化、个人化的治疗，可以有更好更精确的诊断，我们需要支持医疗创新。

农业食品行业需要精准农业，自动分拣及打包，还有对家禽家畜实现机器人管理。

维护和检查基础设施方面，昨天在意大利有一座100米的大桥坍塌了，这就让我们看到了基础设施检修非常重要，我们真的需要找到更好的方式来进行检修，能源水电、工业流程和新鲜水方面都需要好的基础设施。

再就是敏捷生产，我们是从高量低混合到低量高混合的转变，需要设置自动化程度更高的ROI，也需要有更好更容易安装更易于使用的机器人，现在有技能劳动力的人数有缺口，我们关注的是人和机器人之间的协作和共存，需要解决的一些挑战包括需要在工厂里面实现数字化转型，需要人机协作，需要所有的机器连接起来，“工业4.0”的状态下需要实现物联网。

目前在欧洲还有一个巨大的争论，就是关于机器人和人工智能的争论。今天早上我们听了一个非常有意思的讲演，讲到了什么是人工智能。中国和美国在人工智能方面做得非常先进，欧洲也在扪心自问，是否还要在AI领域投资，还是直接从中美来借鉴?欧洲也在对AI进行投资，但我们关注的焦点不太一样。我们希望把AI的研究和机器人相结合，把它称之为物理智能，我们希望能够保持安全性、伦理性和法律。结合机器人和人工智能，机器人应该能够智能地移动，能够有自我学习的系统，并且能够与现实世界进行互动。这是机器人+AI，而不仅是AI。

机器人和人工智能会有什么互动呢?我们看到了刚才的四个应用领域，这些领域当中都需要对流程通过监测的方式进行优化，AI需要足够的数据展现它的功能。最近在欧盟我们获得了一笔AI平台的资助，虽然只有2，000万欧元，但这是一个起点，把人工智能和机器人相结合，这样的平台上我们可以提供一些应用。

为什么仅仅是AI并不足够呢?我们需要先进的机械系统，这样才能提供更高级别的功能，所以我们不能仅仅满足于AI系统，也需要去考虑它的运动控制和感知系统等等。要求高级别先进的系统工程，同时也需要能够适应具体的环境，比如空间、水下、医疗等等。

我们来看AI的市场，同样一些垂直因素。这六个领域和机器人领域类似，AI还有一个新的领域，也就是提供在金融、法律和公共服务方面的功能。可以看到机器人和AI是怎样互动的，物理人工智能是现在欧洲特别关注的。

“地平线2020”目前也有很多建议，只有少数建议得到了投资，可以看到只有10%的建议和计划项目得到了资助，达到了31亿欧元。欧盟委员会提供这样的资助只有其中的10%，也就是3.2亿欧元。虽然有很多的计划，但得到的资金不多，必须珍惜所获得的资金资源，把它用在所聚焦的领域。

未来要把各个相关方都连接起来，这里中间我们看到的是EU Robotics，右边可以看到很多服务提供商，比如大数据提供中心、物联网协会、5GAI联盟等等。刚才说过，机器人技术是各种跨界技术的融合，所以这些技术是我们需要的。左边的这些都是技术的提供商，右边的是终端用户，这些都是欧盟层次的使用客户，需要使用机器人技术。

怎样建立这样一个生态系统?有四件事情在做：欧洲机器人论坛已经开了十年，最近一次会议有800人参与，一共有50场研讨会，这个论坛上我们讨论的焦点不仅仅是科学性、学术性的会议，还要让研究者和产业进行对话。欧盟的“机器人周”有来自30多个国家的嘉宾参与，大概有830多项活动，每年11月的最后一周召开，也有一些家用机器人、工业机器人以及搜救机器人的竞赛，还有一些平台性的活动。机器人联盟活动是在11月开展活动，今年11月将会召开论坛以及机器人周，欢迎大家参与。