機(jī)器人工程專業(yè)導(dǎo)論 課件 第1章 選擇機(jī)器人工程的理由

1.1學(xué)機(jī)器人工程——時(shí)代的召喚

1.2機(jī)器人工程專業(yè)

1.3近年來關(guān)于機(jī)器人的熱點(diǎn)話題

1.4當(dāng)前中國(guó)機(jī)器人應(yīng)用情況1.1學(xué)機(jī)器人工程——時(shí)代的召喚1.1.1前三次工業(yè)革命1.第一次工業(yè)革命(工業(yè)1.0)——蒸汽機(jī)時(shí)代工業(yè)革命又叫產(chǎn)業(yè)革命，是指資本主義由工場(chǎng)手工業(yè)過渡到大機(jī)器生產(chǎn)，它在生產(chǎn)領(lǐng)域和社會(huì)關(guān)系上引起了根本性變化。18世紀(jì)60年代，工業(yè)革命首先發(fā)生在英國(guó)，是從發(fā)明和使用機(jī)器開始的，到19世紀(jì)上半葉，機(jī)器本身也用機(jī)器來生產(chǎn)，標(biāo)志著工業(yè)革命的完成。英國(guó)之后，美國(guó)及歐洲各國(guó)也相繼進(jìn)行了工業(yè)革命。1)英國(guó)最先發(fā)生工業(yè)革命的條件英國(guó)最先發(fā)生工業(yè)革命的條件是雄厚的資本、充足的勞動(dòng)力、豐富的資源和原料，以及海外貿(mào)易的迫切需要。其前提條件是資產(chǎn)階級(jí)統(tǒng)治在英國(guó)的確立，導(dǎo)致英國(guó)工業(yè)革命產(chǎn)生的直接原因是工場(chǎng)手工業(yè)無法滿足不斷擴(kuò)大的市場(chǎng)需要。2)英國(guó)工業(yè)革命開始的標(biāo)志英國(guó)工業(yè)革命開始的標(biāo)志是瓦特改良蒸汽機(jī)，它的投入使用使人類進(jìn)入了“蒸汽機(jī)時(shí)代”。3)工業(yè)革命的大致發(fā)展過程工業(yè)革命的發(fā)展過程大致如下：棉紡織機(jī)械的發(fā)明和改進(jìn)→改良蒸汽機(jī)→冶金、采礦部門采用機(jī)器生產(chǎn)和采用蒸汽作動(dòng)力→交通運(yùn)輸革新。4)第一次工業(yè)革命中的重大發(fā)明第一次工業(yè)革命中的重大發(fā)明包括:1785年英國(guó)機(jī)械師瓦特制成改良的蒸汽機(jī)；1807年美國(guó)人富爾頓制成第一艘汽船；1819年一艘美國(guó)輪船成功地橫渡大西洋;英國(guó)工程師史蒂芬森發(fā)明了火車機(jī)車。工業(yè)革命中至關(guān)重要的一環(huán)是瓦特制成改良的蒸汽機(jī)。5)第一次工業(yè)革命的影響第一次工業(yè)革命不僅是一次技術(shù)革命，也是一場(chǎng)深刻的社會(huì)變革，對(duì)我們?nèi)祟惿鐣?huì)的各方面都產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響，主要有以下幾方面：(1)創(chuàng)造了巨大的生產(chǎn)力，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展;(2)使社會(huì)日益分裂為兩大直接對(duì)立的階級(jí):工業(yè)資產(chǎn)階級(jí)和工業(yè)無產(chǎn)階級(jí);(3)改變了世界的格局，向有利于西方的方向發(fā)展;(4)使世界日益成為一個(gè)彼此聯(lián)系不可分開的整體。2.第二次工業(yè)革命(工業(yè)2.0)——電氣時(shí)代1)第二次工業(yè)革命的興起第二次工業(yè)革命是從19世紀(jì)70年代開始的，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的高漲，促成了近代歷史上的第二次工業(yè)革命，世界由“蒸汽機(jī)時(shí)代”進(jìn)入“電氣時(shí)代”。在這一時(shí)期，一些發(fā)達(dá)資本主義國(guó)家的工業(yè)總產(chǎn)值超過了農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值；工業(yè)重心由輕紡工業(yè)轉(zhuǎn)為重工業(yè)，出現(xiàn)了電氣、化學(xué)、石油等新興工業(yè)部門。由于19世紀(jì)70年代以后，發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)相繼發(fā)明，遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)出現(xiàn)，電氣工業(yè)迅速發(fā)展起來，電力在生產(chǎn)和生活中得到廣泛的應(yīng)用。內(nèi)燃機(jī)的出現(xiàn)及19世紀(jì)90年代以后的廣泛應(yīng)用，為汽車和飛機(jī)工業(yè)的發(fā)展打下了基礎(chǔ)，也推動(dòng)了石油工業(yè)的發(fā)展?；瘜W(xué)工業(yè)是這一時(shí)期新出現(xiàn)的工業(yè)部門，從19世紀(jì)80年代起，人們開始從煤炭中提煉氨、苯等物質(zhì)用來制作人造燃料等化學(xué)產(chǎn)品，塑料、絕緣物質(zhì)、人造纖維、無煙火藥也相繼發(fā)明并投入了生產(chǎn)和使用。原有的工業(yè)部門如冶金、造船、機(jī)器制造以及交通運(yùn)輸、電信等部門的技術(shù)革新也在加速進(jìn)行。2)第二次工業(yè)革命的標(biāo)志電力的發(fā)明和使用，特別是新能源電力的廣泛應(yīng)用使人類進(jìn)入了“電氣時(shí)代”。電力的廣泛應(yīng)用是第二次工業(yè)革命的顯著特點(diǎn)。3)第二次工業(yè)革命中的重大事件第二次工業(yè)革命中的重大事件包括：19世紀(jì)70年代發(fā)電機(jī)研制成功；美國(guó)人愛迪生發(fā)明電燈泡；德國(guó)人西門子制成第一輛有軌電車；19世紀(jì)80年代，德國(guó)人卡爾本茨設(shè)計(jì)出內(nèi)燃機(jī)，1885年制成三輪汽車；美國(guó)人萊特兄弟制成飛機(jī)并試飛成功；有線電報(bào)、有線電話的成功發(fā)明；意大利馬可尼制造出無線電通信設(shè)備，并于1899年在英國(guó)向法國(guó)發(fā)報(bào)成功。3.第三次工業(yè)革命(工業(yè)3.0)——信息化、自動(dòng)化時(shí)代1)第三次工業(yè)革命的興起20世紀(jì)四五十年代以來，人類在原子能、電子計(jì)算機(jī)、微電子技術(shù)、航天技術(shù)、分子生物學(xué)和遺傳工程等領(lǐng)域取得的重大突破，標(biāo)示了第三次工業(yè)革命的到來，世界由“電氣時(shí)代”進(jìn)入“信息化、自動(dòng)化時(shí)代”。2)第三次工業(yè)革命的標(biāo)志人類在原子能、電子計(jì)算機(jī)、微電子技術(shù)、航天技術(shù)、分子生物學(xué)和遺傳工程等領(lǐng)域取得的重大突破是第三次工業(yè)革命的標(biāo)志。在第三次工業(yè)革命中最有劃時(shí)代意義的是電子計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，電子計(jì)算機(jī)是現(xiàn)代信息技術(shù)的核心。3)第三次工業(yè)革命的影響第三次工業(yè)革命的影響包括：(1)極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，促進(jìn)生產(chǎn)的迅速發(fā)展；(2)產(chǎn)生一大批新型工業(yè)，第三產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展起來；(3)推動(dòng)了社會(huì)生活的現(xiàn)代化，改變著人們的生活、學(xué)習(xí)、交往和思維方式；(4)給各國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來了機(jī)遇，同時(shí)也帶來了競(jìng)爭(zhēng)和挑戰(zhàn)，世界各國(guó)都在大力發(fā)展高科技，以求在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中取勝；(5)更加證明了科學(xué)技術(shù)是生產(chǎn)力發(fā)展最重要的推動(dòng)力，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，是知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代到來的根本原因和基礎(chǔ)。1.1.2

工業(yè)4.0與中國(guó)制造2025——智能化時(shí)代1.第四次工業(yè)革命(工業(yè)4.0)的背景工業(yè)4.0(Industry4.0)是基于工業(yè)發(fā)展的不同階段作出的劃分。按照目前的共識(shí)，工業(yè)1.0是蒸汽機(jī)時(shí)代，工業(yè)2.0是電氣時(shí)代，工業(yè)3.0是信息化、自動(dòng)化時(shí)代，工業(yè)4.0則是利用信息化技術(shù)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)變革的時(shí)代，也就是智能化時(shí)代，世界由“信息化、自動(dòng)化時(shí)代”進(jìn)入“智能化時(shí)代”。工業(yè)4.0其實(shí)就是“互聯(lián)網(wǎng)+制造”?！肮I(yè)4.0”是德國(guó)推出的概念，在美國(guó)對(duì)應(yīng)為“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，我國(guó)為“中國(guó)制造2025”，這三者的本質(zhì)內(nèi)容是一致的，都指向一個(gè)核心，就是智能制造。以智能化為靈魂的“工業(yè)4.0”，締造了一個(gè)制造業(yè)美好未來的夢(mèng)想，在全球引發(fā)了一場(chǎng)工業(yè)革命和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的巨變。工業(yè)4.0的五大特點(diǎn)：(1)互聯(lián)。工業(yè)4.0的理念是要把設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠、供應(yīng)商、產(chǎn)品和客戶緊密地聯(lián)系在一起。(2)數(shù)據(jù)，包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、研發(fā)數(shù)據(jù)、工業(yè)鏈數(shù)據(jù)、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)、消費(fèi)者數(shù)據(jù)。(3)集成。工業(yè)4.0將無處不在的傳感器、嵌入式終端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通信設(shè)施通過CPS形成一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)。使人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器以及服務(wù)與服務(wù)之間，能夠形成互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)橫向、縱向和端到端的高度集成。(4)創(chuàng)新。工業(yè)4.0的實(shí)施過程是制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的過程，制造技術(shù)、產(chǎn)品、模式、業(yè)態(tài)、組織等方面的創(chuàng)新，將會(huì)層出不窮，從技術(shù)創(chuàng)新到產(chǎn)品創(chuàng)新，到模式創(chuàng)新，再到業(yè)態(tài)創(chuàng)新，最后到組織創(chuàng)新。(5)轉(zhuǎn)型。對(duì)于中國(guó)的傳統(tǒng)制造業(yè)而言，轉(zhuǎn)型實(shí)際上是從傳統(tǒng)的工廠，即從2.0、3.0時(shí)代的工廠轉(zhuǎn)型到4.0的工廠，在整個(gè)生產(chǎn)形態(tài)上，從大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)向個(gè)性化定制。實(shí)際上整個(gè)生產(chǎn)的過程更加柔性化、個(gè)性化、定制化，這是工業(yè)4.0一個(gè)非常重要的特征。工業(yè)4.0是涉及諸多不同企業(yè)、部門和領(lǐng)域，以不同速度發(fā)展的漸進(jìn)性過程，跨行業(yè)、跨部門的協(xié)作成為必然。工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)正在向全球不同行業(yè)擴(kuò)散，在自己的商業(yè)環(huán)境中實(shí)施工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，企業(yè)將有更多機(jī)會(huì)創(chuàng)造盈利模式。2.中國(guó)制造20251)“三步走”戰(zhàn)略“中國(guó)制造2025”又被稱為中國(guó)版的工業(yè)4.0規(guī)劃，是我國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)，是“三步走”戰(zhàn)略中的第一步?！爸袊?guó)制造2025”應(yīng)對(duì)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，立足我國(guó)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的實(shí)際需要，圍繞創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、智能轉(zhuǎn)型、強(qiáng)化基礎(chǔ)、綠色發(fā)展、人才為本等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以及先進(jìn)制造、高端裝備等重點(diǎn)領(lǐng)域，提出了加快制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、提升增效的重大戰(zhàn)略任務(wù)和重大政策舉措。第一步：到2025年，力爭(zhēng)用十年時(shí)間，邁入制造強(qiáng)國(guó)行列，基本實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，制造業(yè)大國(guó)地位進(jìn)一步鞏固，制造業(yè)信息化水平大幅提升。掌握一批重點(diǎn)領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)，優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)一步增強(qiáng)，產(chǎn)品質(zhì)量有較大提高。制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化取得明顯進(jìn)展。重點(diǎn)行業(yè)單位工業(yè)增加值能耗、物耗及污染物排放明顯下降。制造業(yè)整體素質(zhì)大幅提升，創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)，全員勞動(dòng)生產(chǎn)率明顯提高，兩化(工業(yè)化和信息化)融合邁上新臺(tái)階。重點(diǎn)行業(yè)單位工業(yè)增加值能耗、物耗及污染物排放達(dá)到世界先進(jìn)水平。形成一批具有較強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的跨國(guó)公司和產(chǎn)業(yè)集群，在全球產(chǎn)業(yè)分工和價(jià)值鏈中的地位明顯提升。第二步：到2035年，我國(guó)制造業(yè)整體達(dá)到世界制造強(qiáng)國(guó)陣營(yíng)中等水平。創(chuàng)新能力大幅提升，重點(diǎn)領(lǐng)域發(fā)展取得重大突破，整體競(jìng)爭(zhēng)力明顯增強(qiáng)，優(yōu)勢(shì)行業(yè)形成全球創(chuàng)新引領(lǐng)能力，全面實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。第三步：新中國(guó)成立一百年時(shí)，制造業(yè)大國(guó)地位更加鞏固，綜合實(shí)力進(jìn)入世界制造強(qiáng)國(guó)前列。制造業(yè)主要領(lǐng)域具有創(chuàng)新引領(lǐng)能力和明顯競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，建成全球領(lǐng)先的技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)體系。2)中國(guó)制造2025的提出背景新世紀(jì)以來，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在孕育興起，全球科技創(chuàng)新呈現(xiàn)出新的發(fā)展態(tài)勢(shì)和特征。這場(chǎng)變革是信息技術(shù)與制造業(yè)的深度融合，以制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為核心，建立在物聯(lián)網(wǎng)和務(wù)(服務(wù))聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上，同時(shí)疊加新能源、新材料等方面的突破。3)中國(guó)制造2025的主要內(nèi)容“中國(guó)制造2025”是升級(jí)版的中國(guó)制造，體現(xiàn)為四大轉(zhuǎn)變、一條主線和八項(xiàng)戰(zhàn)略對(duì)策。(1)四大轉(zhuǎn)變：一是由要素驅(qū)動(dòng)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變；二是由低成本競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)向質(zhì)量效益競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)變；三是由資源消耗大、污染物排放多的粗放制造向綠色制造轉(zhuǎn)變；四是由生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變。(2)一條主線：以體現(xiàn)信息技術(shù)與制造技術(shù)深度融合的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化制造為主線。(3)八項(xiàng)戰(zhàn)略對(duì)策：推行數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化制造；提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力；完善制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系；強(qiáng)化制造基礎(chǔ)；提升產(chǎn)品質(zhì)量；推行綠色制造；培養(yǎng)具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)群體和優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)；發(fā)展現(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)。3.中國(guó)煤礦智能化發(fā)展戰(zhàn)略——煤礦礦井智能化2019年我國(guó)能源局出臺(tái)的《煤礦機(jī)器人重點(diǎn)研發(fā)目錄》，以及2020年3月由國(guó)家發(fā)展改革委、能源局、應(yīng)急部、煤監(jiān)局、工信部、財(cái)政部、科技部、教育部8部委聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》(以下簡(jiǎn)稱《煤礦智能化指導(dǎo)意見》)都表明，煤炭行業(yè)將在全行業(yè)率先實(shí)現(xiàn)煤礦主要生產(chǎn)裝備機(jī)器人化(智能化)、礦井智能化。1)《煤礦智能化指導(dǎo)意見》為貫徹黨中央國(guó)務(wù)院關(guān)于人工智能的決策部署，推動(dòng)智能化技術(shù)與煤炭產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，提升煤礦智能化水平，促進(jìn)我國(guó)煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，國(guó)家發(fā)展改革委、能源局、應(yīng)急部、煤監(jiān)局、工信部、財(cái)政部、科技部、教育部8部委聯(lián)合印發(fā)了《煤礦智能化指導(dǎo)意見》。(1)《煤礦智能化指導(dǎo)意見》出臺(tái)背景、重要性和必要性。煤炭行業(yè)作為我國(guó)重要的傳統(tǒng)能源行業(yè)，是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，其智能化建設(shè)直接關(guān)系到我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)智能化的進(jìn)程。煤礦智能化是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐，將人工智能、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人、智能裝備等與現(xiàn)代煤炭開發(fā)利用深度融合，形成全面感知、實(shí)時(shí)互聯(lián)、分析決策、自主學(xué)習(xí)、動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、協(xié)同控制的智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)煤礦開拓、采掘(剝)、運(yùn)輸、通風(fēng)、洗選、安全保障、經(jīng)營(yíng)管理等過程的智能化運(yùn)行，對(duì)于提升煤礦安全生產(chǎn)水平、保障煤炭穩(wěn)定供應(yīng)具有重要意義。目前智能化建設(shè)工作存在研發(fā)滯后于企業(yè)發(fā)展需求、智能化建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范缺失、技術(shù)裝備保障不足、研發(fā)平臺(tái)不健全、高端人才匱乏等問題。為統(tǒng)一思想、凝聚共識(shí)，加快推動(dòng)煤礦智能化發(fā)展，國(guó)家發(fā)展改革委、能源局等8個(gè)部委聯(lián)合印發(fā)了《煤礦智能化指導(dǎo)意見》。(2)煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)思想、原則和目標(biāo)。加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)思想是：以習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想為指導(dǎo)，深入貫徹落實(shí)“四個(gè)革命、一個(gè)合作”能源安全新戰(zhàn)略，堅(jiān)持新發(fā)展理念，堅(jiān)持以供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線，堅(jiān)持以科技創(chuàng)新為根本動(dòng)力，推動(dòng)智能化技術(shù)與煤炭產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，提升煤礦智能化水平，促進(jìn)我國(guó)煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。煤礦智能化發(fā)展應(yīng)遵循的四項(xiàng)基本原則：一是堅(jiān)持企業(yè)主導(dǎo)與政府引導(dǎo)；二是堅(jiān)持立足當(dāng)前與謀劃長(zhǎng)遠(yuǎn)；三是堅(jiān)持自主創(chuàng)新與開放合作；四是堅(jiān)持典型示范與分類推進(jìn)。煤礦智能化發(fā)展的三個(gè)階段性目標(biāo)：①到2021年，建成多種類型、不同模式的智能化示范煤礦，初步形成煤礦開拓設(shè)計(jì)、地質(zhì)保障、生產(chǎn)、安全等主要環(huán)節(jié)的信息化傳輸、自動(dòng)化運(yùn)行技術(shù)體系，基本實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)工作面減人提效，綜采工作面內(nèi)少人或無人操作，井下和露天煤礦固定崗位的無人值守與遠(yuǎn)程監(jiān)控；②到2025年，大型煤礦和災(zāi)害嚴(yán)重煤礦基本實(shí)現(xiàn)智能化，形成煤礦智能化建設(shè)技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)體系，實(shí)現(xiàn)開拓設(shè)計(jì)、地質(zhì)保障、采掘(剝)、運(yùn)輸、通風(fēng)、洗選物流等系統(tǒng)的智能化決策和自動(dòng)化協(xié)同運(yùn)行，井下重點(diǎn)崗位機(jī)器人作業(yè)，露天煤礦實(shí)現(xiàn)智能連續(xù)作業(yè)和無人化運(yùn)輸；③到2035年，各類煤礦基本實(shí)現(xiàn)智能化，構(gòu)建多產(chǎn)業(yè)鏈、多系統(tǒng)集成的煤礦智能化系統(tǒng)，建成智能感知、智能決策、自動(dòng)執(zhí)行的煤礦智能化體系。(3)煤礦智能化發(fā)展的主要任務(wù)?！睹旱V智能化指導(dǎo)意見》明確了煤礦智能化發(fā)展的10項(xiàng)主要任務(wù)：一是加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，科學(xué)謀劃煤礦智能化建設(shè)。二是強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)，提升煤礦智能化基礎(chǔ)能力。三是推進(jìn)科技創(chuàng)新，提高智能化技術(shù)與裝備水平。四是加快生產(chǎn)煤礦智能化改造，提升新建煤礦智能化水平。五是發(fā)揮示范帶動(dòng)作用，建設(shè)智能化示范煤礦。六是實(shí)施綠色礦山建設(shè)，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。七是推廣新一代信息技術(shù)應(yīng)用，分級(jí)建設(shè)智能化平臺(tái)。八是探索服務(wù)新模式，持續(xù)延伸產(chǎn)業(yè)鏈。九是加快人才培養(yǎng)，提高人才隊(duì)伍保障能力。十是加強(qiáng)國(guó)際合作，積極參與“一帶一路”建設(shè)。2)煤礦機(jī)器人重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃——煤礦生產(chǎn)裝備智能化(機(jī)器人化)國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局2019年1月2日頒布了《煤礦機(jī)器人重點(diǎn)研發(fā)目錄》，聚焦關(guān)鍵崗位、危險(xiǎn)崗位，重點(diǎn)研發(fā)應(yīng)用掘進(jìn)、采煤、運(yùn)輸、安控和救援5類，共38種煤礦機(jī)器人。國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局將煤炭行業(yè)幾乎所有裝備進(jìn)行機(jī)器人化(智能化)升級(jí)，是保證我國(guó)能源安全的重要支撐。4.機(jī)器人的發(fā)展史1)國(guó)外機(jī)器人的發(fā)展早在三千多年前的西周時(shí)代，我國(guó)就出現(xiàn)了能歌善舞的木偶，稱為“倡者”，這可能是世界上最早的“機(jī)器人”。然而真正機(jī)器人的出現(xiàn)，或者說它的歷史并不算長(zhǎng)，直到1959年美國(guó)英格伯格和德沃爾制造出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，機(jī)器人的歷史才真正拉開了帷幕。一般地，我們把機(jī)器人定義為有程序控制的，具有人的思維、判斷能力，可以替代人進(jìn)行工作的機(jī)器。1662年，日本的竹田近江利用鐘表技術(shù)發(fā)明了自動(dòng)機(jī)器玩偶，并在大阪的道頓堀演出。18世紀(jì)末，日本人若井源大衛(wèi)門和源信在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，制造出了端茶玩偶。1738年，法國(guó)的機(jī)械師鮑堪松制造出帶有齒輪的鐵鴨子，它能惟妙惟肖地模仿真正的鴨子的動(dòng)作。鮑堪松還制造過會(huì)吹笛子的牧童，它坐在基座上，高170厘米，能吹12首不同的曲子。鮑堪松制造的“自動(dòng)偶人”，曾向巴黎公眾展出過，當(dāng)時(shí)轟動(dòng)了整個(gè)歐洲。鮑堪松還制造了一個(gè)能在普通織布機(jī)上使用的“機(jī)械驢”，有人說這是第一個(gè)“工業(yè)機(jī)器人”，因而把鮑堪松譽(yù)為歐洲的機(jī)器人之父。20世紀(jì)五六十年代，隨著機(jī)構(gòu)理論和伺服理論的發(fā)展，機(jī)器人進(jìn)入了使用化階段。1954年，美國(guó)的G.C.Devol發(fā)表了“通用機(jī)器人”專利；1960年，美國(guó)AMF公司生產(chǎn)了柱坐標(biāo)型Versatran機(jī)器人，可作點(diǎn)位和軌跡控制，這是世界上第一種用于工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)器人。英格伯格在大學(xué)時(shí)期攻讀了一種研究運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)如何才能更好地跟蹤控制信號(hào)的伺服理論。德沃爾于1946年發(fā)明了一種系統(tǒng)，可以“重演”所記錄的機(jī)器的運(yùn)動(dòng)。1954年，德沃爾又獲得可編程機(jī)械手專利，這種機(jī)械手按程序進(jìn)行工作，可以根據(jù)不同的工作需要對(duì)其編制不同的程序，因此具有通用性和靈活性。1959年，英格伯格和德沃爾聯(lián)手制造出第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。這臺(tái)工業(yè)機(jī)器人也成為了世界上第一臺(tái)真正的實(shí)用工業(yè)機(jī)器人。此后英格伯格和德沃爾成立了“尤尼梅遜”公司，興辦了世界上第一家機(jī)器人制造工廠。第一批工業(yè)機(jī)器人被稱為“尤尼梅特”，意思是“萬能自動(dòng)”，英格伯格和德沃爾也因此被稱為機(jī)器人之父。1962年，美國(guó)機(jī)械與鑄造公司也制造出工業(yè)機(jī)器人，稱為“沃爾薩特蘭”，意思是“萬能搬動(dòng)”。“尤尼梅特”和“沃爾薩特蘭”就成為世界上最早的、至今仍在使用的工業(yè)機(jī)器人。20世紀(jì)70年代后期，美國(guó)政府和企業(yè)界雖有所重視，但在技術(shù)路線上仍把重點(diǎn)放在研究機(jī)器人軟件及軍事、宇宙、海洋、核工程等特殊領(lǐng)域的高級(jí)機(jī)器人的開發(fā)上，致使日本的工業(yè)機(jī)器人后來居上，并在工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用上及機(jī)器人制造業(yè)上很快超過了美國(guó)，相關(guān)產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上形成了較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。早在1966年，美國(guó)Unimation公司的尤尼梅特機(jī)器人和AMF公司的沃爾薩特蘭機(jī)器人就已經(jīng)率先進(jìn)入英國(guó)市場(chǎng)。接著，英國(guó)HallAutomation公司研制出自己的機(jī)器人RAMP。20世紀(jì)70年代初期，由于英國(guó)政府科學(xué)研究委員會(huì)頒布了否定人工智能和機(jī)器人的Lighthall報(bào)告，對(duì)工業(yè)機(jī)器人實(shí)行了限制發(fā)展的嚴(yán)厲措施，因而機(jī)器人工業(yè)一蹶不振。法國(guó)不僅在機(jī)器人擁有量上居于世界前列，而且在機(jī)器人應(yīng)用水平和應(yīng)用范圍上處于世界先進(jìn)水平。這主要?dú)w功于法國(guó)政府一開始就比較重視機(jī)器人技術(shù)，特別是把重點(diǎn)放在開展機(jī)器人的應(yīng)用研究上。德國(guó)工業(yè)機(jī)器人的總數(shù)占世界第三位，僅次于日本和美國(guó)。這里所說的德國(guó)，主要指的是原聯(lián)邦德國(guó)。德國(guó)因?yàn)閼?zhàn)爭(zhēng)，導(dǎo)致勞動(dòng)力短缺，加之國(guó)民技術(shù)水平高，創(chuàng)造了使用機(jī)器人的有利條件。到了20世紀(jì)70年代中后期，政府采用行政手段為機(jī)器人的推廣開辟道路：在“改善勞動(dòng)條件計(jì)劃”中規(guī)定，對(duì)于一些有危險(xiǎn)、有毒、有害的工作崗位，必須以機(jī)器人來代替普通人的勞動(dòng)。這個(gè)計(jì)劃為機(jī)器人的應(yīng)用開拓了廣泛的市場(chǎng)，并推動(dòng)了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展。除了像大多數(shù)國(guó)家一樣，將機(jī)器人主要應(yīng)用在汽車工業(yè)之外，德國(guó)在紡織工業(yè)中用現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)改造原有企業(yè)，購(gòu)買了現(xiàn)代化自動(dòng)設(shè)備。電子計(jì)算機(jī)和機(jī)器人，使紡織工業(yè)成本下降，產(chǎn)品質(zhì)量提高，產(chǎn)品的花色品種更加適銷對(duì)路。到了1984年，終于使這一被喻為“快完蛋的行業(yè)”重新振興起來。與此同時(shí)，德國(guó)看到了機(jī)器人等先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的作用，提出了1985年以后要向高級(jí)的、帶感覺的智能型機(jī)器人轉(zhuǎn)移的目標(biāo)。經(jīng)過近十年的努力，其智能機(jī)器人的研究和應(yīng)用方面在世界上處于公認(rèn)的領(lǐng)先地位。蘇聯(lián)從理論和實(shí)踐上探討機(jī)器人技術(shù)是從20世紀(jì)50年代后半期開始的，并在20世紀(jì)50年代后期開始了機(jī)器人樣機(jī)的研究工作。1968年成功地試制出一臺(tái)深水作業(yè)機(jī)器人。1971年研制出工廠用的萬能機(jī)器人。蘇聯(lián)在1970開始時(shí)，就把發(fā)展機(jī)器人列入國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展綱領(lǐng)之中。到1975年，已研制出30個(gè)型號(hào)的120臺(tái)機(jī)器人，經(jīng)過20年的努力，蘇聯(lián)的機(jī)器人在數(shù)量、質(zhì)量水平上均處于世界前列地位。國(guó)家有目的地把提高科學(xué)技術(shù)進(jìn)步當(dāng)作推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展的手段，來安排機(jī)器人的研究制造和有關(guān)機(jī)器人的研究生產(chǎn)。機(jī)器人的推廣和提高工作，都由政府安排，有計(jì)劃、按步驟地進(jìn)行。2)國(guó)內(nèi)機(jī)器人的發(fā)展我國(guó)在“七五”計(jì)劃中把機(jī)器人列入國(guó)家重點(diǎn)科研規(guī)劃內(nèi)容，撥巨款在沈陽建立了全國(guó)第一個(gè)機(jī)器人研究示范工程，全面展開了機(jī)器人基礎(chǔ)理論與基礎(chǔ)元器件研究。十幾年來，相繼研制出示教再現(xiàn)型的搬運(yùn)、點(diǎn)焊、弧焊、噴漆、裝配等門類齊全的工業(yè)機(jī)器人及水下作業(yè)機(jī)器人、軍用機(jī)器人和特種機(jī)器人。目前，示教再現(xiàn)型機(jī)器人技術(shù)已基本成熟，并在工廠中推廣應(yīng)用。我國(guó)自行生產(chǎn)的機(jī)器人噴漆流水線在長(zhǎng)春第一汽車廠及東風(fēng)汽車廠投入運(yùn)行。3)機(jī)器人的分類就現(xiàn)在的機(jī)器人而言，我們又可以根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)將其分成很多類型。根據(jù)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域，可分成工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人和特種機(jī)器人。經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)發(fā)展起來的機(jī)器人，大致經(jīng)歷了三代。第一代為簡(jiǎn)單個(gè)體機(jī)器人，第二代為群體勞動(dòng)機(jī)器人，第三代為類似人類的智能機(jī)器人。而機(jī)器人未來發(fā)展方向是有知覺、有思維、能與人對(duì)話，而且在發(fā)生故障時(shí)，能通過自我診斷裝置診斷出故障部位，并能自我修復(fù)的智能機(jī)器人。今天，機(jī)器人的應(yīng)用范圍大大地?cái)U(kuò)展了。除工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)外，機(jī)器人應(yīng)用到各行各業(yè)，已具備了人類的特點(diǎn)。機(jī)器人向著智能化、擬人化方向發(fā)展的道路，是沒有止境的。1.2機(jī)器人工程專業(yè)1.2.1

什么是機(jī)器人工程專業(yè)機(jī)器人工程專業(yè)是順應(yīng)國(guó)家建設(shè)需求和國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)而設(shè)立的一個(gè)新興專業(yè)，2015年被教育部批準(zhǔn)成為本科新專業(yè)，列入招生計(jì)劃。該專業(yè)是以控制科學(xué)與工程、機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、材料科學(xué)與工程、生物醫(yī)學(xué)工程和認(rèn)知科學(xué)等學(xué)科中涉及的機(jī)器人科學(xué)技術(shù)問題為研究對(duì)象，綜合應(yīng)用自然科學(xué)、工程技術(shù)、社會(huì)科學(xué)、人文科學(xué)等相關(guān)學(xué)科的理論、方法和技術(shù)，研究機(jī)器人的智能感知、優(yōu)化控制與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、人機(jī)交互模式等學(xué)術(shù)問題的一個(gè)多領(lǐng)域交叉的前沿學(xué)科。機(jī)器人工程專業(yè)的學(xué)生具有厚基礎(chǔ)、寬口徑、重實(shí)踐、富創(chuàng)新的特點(diǎn)，具有團(tuán)隊(duì)組織協(xié)調(diào)與綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，具有融合掌握多學(xué)科基礎(chǔ)理論的專業(yè)優(yōu)勢(shì)。在生產(chǎn)方面，各地工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展加速轉(zhuǎn)型升級(jí)，由政府力推、企業(yè)力行的“機(jī)器換人”潮正加快部署，完全由機(jī)器人來代替人工進(jìn)行生產(chǎn)的“黑燈工廠”不斷涌現(xiàn)。2013年起，中國(guó)已經(jīng)成為全球第一大工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)。2013年工信部發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》指出，到2020年，工業(yè)機(jī)器人裝機(jī)量將達(dá)到100萬臺(tái)，大概需要20萬與工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用相關(guān)的從業(yè)人員。此外，深部地下、深海、深空等極端危險(xiǎn)環(huán)境下的作業(yè)也需要使用機(jī)器人來實(shí)現(xiàn)少人化和無人化。在生活方面，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和社會(huì)文明的進(jìn)步，人民對(duì)美好生活的需求也不斷提高。機(jī)器人技術(shù)是提高日常生活質(zhì)量的重要手段，各種機(jī)器人不斷涌現(xiàn)，功能越來越先進(jìn)，技術(shù)也將愈來愈成熟。機(jī)器人技術(shù)在生活服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展同樣迫切需要大量機(jī)器人工程專業(yè)人才。機(jī)器人被稱為“最高意義上的自動(dòng)化”，機(jī)器人是“人類社會(huì)的里程碑”，機(jī)器人是“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”。機(jī)器人專業(yè)是順應(yīng)國(guó)家建設(shè)需求、符合國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)的典型新工科專業(yè)，具有很強(qiáng)的新穎性、綜合性和實(shí)踐性。工業(yè)機(jī)器人——改變生產(chǎn)方式；服務(wù)機(jī)器人——提升生活品質(zhì)；軍用機(jī)器人——顛覆戰(zhàn)爭(zhēng)模式。1.2.2

機(jī)器人工程專業(yè)在本科院校的設(shè)立情況2016年6月，我國(guó)成為國(guó)際工程聯(lián)盟《華盛頓協(xié)議》成員后，于2017年啟動(dòng)新工科建設(shè)的新時(shí)代中國(guó)高等工程教育，主要內(nèi)容是學(xué)科交叉融合，理工結(jié)合、工文滲透，孕育產(chǎn)生交叉專業(yè)，跨院系、跨學(xué)科、跨專業(yè)培養(yǎng)工程人才的教育模式。機(jī)器人工程專業(yè)融合了機(jī)械、電子電氣、計(jì)算機(jī)、控制、人工智能等眾多學(xué)科知識(shí)，是“當(dāng)代高技術(shù)的結(jié)晶”，具有明顯的新工科特征。2015年，東南大學(xué)首次獲批“機(jī)器人工程”專業(yè)，專業(yè)代碼為080803T，是自動(dòng)化類的特設(shè)專業(yè)，修學(xué)四年，頒發(fā)工學(xué)學(xué)士學(xué)位。2016年，東北大學(xué)、湖南大學(xué)、北京信息科技大學(xué)等25所高校獲批“機(jī)器人工程”專業(yè)；2017年，60所高校獲批“機(jī)器人工程”專業(yè)；2018年，101所高校獲批“機(jī)器人工程”專業(yè)；2019年，62所高校獲批“機(jī)器人工程”專業(yè)；2020年，53所高校獲批“機(jī)器人工程”專業(yè)；2021年，20所高校獲批“機(jī)器人工程”專業(yè)。從2015年到2021年，7年時(shí)間，全國(guó)322所高校成功申報(bào)“機(jī)器人工程”專業(yè)。從機(jī)器人工程專業(yè)招生院校來看，隸屬學(xué)科包括：自動(dòng)化學(xué)科、機(jī)械工程學(xué)科、控制工程學(xué)科及計(jì)算機(jī)學(xué)科。很多院校依托本校的一級(jí)博士點(diǎn)學(xué)科、一級(jí)碩士點(diǎn)學(xué)科，形成本、碩、博一體的人才培養(yǎng)模式。1.2.3

機(jī)器人工程專業(yè)學(xué)什么機(jī)器人工程專業(yè)主要以控制科學(xué)與工程、機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、材料科學(xué)與工程、生物醫(yī)學(xué)工程和認(rèn)知科學(xué)等學(xué)科中涉及的機(jī)器人科學(xué)技術(shù)問題為對(duì)象開展研究，例如機(jī)器人的智能感知、優(yōu)化控制與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、人機(jī)交互模式等。本科階段主要學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)課和專業(yè)課包括以下課程：機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)、自動(dòng)控制原理、機(jī)械學(xué)基礎(chǔ)、機(jī)器人操作系統(tǒng)基礎(chǔ)、機(jī)器人動(dòng)力學(xué)控制、機(jī)器學(xué)習(xí)、人機(jī)交互與人機(jī)接口技術(shù)等，涵蓋了人工智能、傳感技術(shù)、機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)制造、系統(tǒng)集成和人機(jī)交互等各個(gè)方面，并且面向新工科建設(shè)和工程教育認(rèn)證，加強(qiáng)了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，安排了大量的實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)課程。所有課程分類為不同的課群，采取漸進(jìn)、梯度式的培養(yǎng)模式進(jìn)行教學(xué)工作。作為機(jī)器人及人工智能領(lǐng)域最前沿的學(xué)科專業(yè)，機(jī)器人工程專業(yè)主要培養(yǎng)適應(yīng)國(guó)際科技前沿和國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展需求，符合社會(huì)和行業(yè)發(fā)展需要，具有較強(qiáng)國(guó)際溝通能力，熟悉國(guó)際規(guī)則和慣例的，厚基礎(chǔ)、寬口徑、重實(shí)踐、富創(chuàng)新的高素質(zhì)復(fù)合型人才。這些人才要具有團(tuán)隊(duì)組織協(xié)調(diào)與綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，具有融合掌握多學(xué)科基礎(chǔ)理論的專業(yè)優(yōu)勢(shì)，正是因?yàn)檫@樣的特色，畢業(yè)學(xué)生的就業(yè)和深造前景十分廣闊。1.2.4

機(jī)器人工程專業(yè)與智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的區(qū)別智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)與機(jī)器人工程專業(yè)都是符合時(shí)代發(fā)展需要，以研究和發(fā)展人工智能理論和技術(shù)為目標(biāo)的新興學(xué)科。在某種程度上，智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)更“偏軟”一點(diǎn)。機(jī)器人工程專業(yè)是集信息、電子、計(jì)算機(jī)、控制和機(jī)械及認(rèn)知生物等技術(shù)為一體的，所研究的對(duì)象更“偏硬”一點(diǎn)，以研發(fā)出能夠最大限度模擬生物體的機(jī)電控一體化智能系統(tǒng)為目標(biāo)。機(jī)器人需要有合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)、靈敏的感知和認(rèn)知、實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的動(dòng)作控制、靈活的智能分析和自然和諧的人機(jī)交互等。因此，機(jī)器人是一個(gè)前沿性、多學(xué)科交叉的研究平臺(tái)，以此為基礎(chǔ)開展教學(xué)改革和科研實(shí)踐，具備天然的優(yōu)勢(shì)。而且，不論是在“德國(guó)工業(yè)4.0”“美國(guó)CPS系統(tǒng)”，還是“中國(guó)制造2025”等國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略中，機(jī)器人都處于核心和不可替代的地位，這些發(fā)展戰(zhàn)略的開展和實(shí)施都迫切需要大量的機(jī)器人專業(yè)人才。1.3

近年來關(guān)于機(jī)器人的熱點(diǎn)話題1.3.1

北京冬奧會(huì)機(jī)器人吹響“集結(jié)號(hào)”科技感是北京冬奧會(huì)的特色之一，云轉(zhuǎn)播、智能裁判、智能防疫消毒、數(shù)字人民幣等種種數(shù)字化應(yīng)用體現(xiàn)在了冬奧會(huì)中。擁有實(shí)體的機(jī)器人在北京冬奧會(huì)中吹響“集結(jié)號(hào)”。防疫機(jī)器人、引導(dǎo)機(jī)器人、遞送機(jī)器人、物流機(jī)器人、炒菜機(jī)器人、送餐機(jī)器人等各類機(jī)器人“黑科技”都在冬奧會(huì)中“一展拳腳”。早在2019年，北京冬奧服務(wù)型機(jī)器人創(chuàng)新產(chǎn)品測(cè)評(píng)比選大賽就已經(jīng)緊鑼密鼓地開啟。據(jù)新華網(wǎng)報(bào)道，當(dāng)時(shí)就有26家企業(yè)的51款機(jī)器人產(chǎn)品參加公寓入住、頒獎(jiǎng)、移動(dòng)售貨、社區(qū)配送、點(diǎn)菜送餐等九大類應(yīng)用場(chǎng)景的角逐，只為遴選出技術(shù)先進(jìn)、功能創(chuàng)新、安全可靠的優(yōu)秀機(jī)器人產(chǎn)品和解決方案，為2022年北京冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)插上“科技的翅膀”。新華網(wǎng)援引中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院副院長(zhǎng)黃子河等專家觀點(diǎn)，稱該比賽是面向智能機(jī)器人產(chǎn)品的全方位、多角度、多層次的技術(shù)大比拼，有力推動(dòng)服務(wù)型機(jī)器人在客房服務(wù)、器械運(yùn)送、導(dǎo)覽翻譯、安防巡檢等眾多領(lǐng)域提供更高水平的服務(wù)，令冬奧會(huì)科技感十足。與此同時(shí)，京東物流的智能無人配送車、無接觸智能配送柜、智能倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)等也已進(jìn)駐北京2022冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)。世界迎來了一屆“簡(jiǎn)約、安全、精彩”的冬奧盛會(huì)，而在冬奧會(huì)上出現(xiàn)的各種“黑科技”機(jī)器人以及虛擬人，都折射出中國(guó)近年來在AI、機(jī)器人行業(yè)正成為“風(fēng)口”的發(fā)展趨勢(shì)。阿爾法圍棋(AlphaGo)是第一個(gè)擊敗人類職業(yè)圍棋選手、第一個(gè)戰(zhàn)勝圍棋世界冠軍的人工智能機(jī)器人，由谷歌(Google)旗下DeepMind公司戴密斯·哈薩比斯領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)開發(fā)，其主要工作原理為“深度學(xué)習(xí)”。2016年3月，阿爾法圍棋與圍棋世界冠軍、職業(yè)九段棋手李世石進(jìn)行圍棋人機(jī)大戰(zhàn)，以4比1的總比分獲勝；2016年末2017年初，該程序在中國(guó)棋類網(wǎng)站上以“大師”(Master)為注冊(cè)賬號(hào)與中日韓數(shù)十位圍棋高手進(jìn)行快棋對(duì)決，連續(xù)60局無一敗績(jī)；2017年5月，在中國(guó)烏鎮(zhèn)圍棋峰會(huì)上，它與排名世界第一的世界圍棋冠軍柯潔對(duì)戰(zhàn)，以3比0的總比分獲勝。圍棋界公認(rèn)阿爾法圍棋的棋力已經(jīng)超過人類職業(yè)圍棋頂尖水平，在GoRatings網(wǎng)站公布的世界職業(yè)圍棋排名中，其等級(jí)分曾超過排名人類第一的棋手柯潔。2017年7月18日，教育部、國(guó)家語委在北京發(fā)布《中國(guó)語言生活狀況報(bào)告(2017)》，“阿爾法圍棋”入選2016年度中國(guó)媒體十大新詞。無論是北京冬奧會(huì)的“機(jī)器人吹響集結(jié)號(hào)”，AlphaGo人工智能圍棋機(jī)器人戰(zhàn)勝當(dāng)今圍棋世界冠軍，還是煤炭行業(yè)將在2035年實(shí)現(xiàn)整體裝備智能化，我們都可以看出，機(jī)器人時(shí)代離我們生產(chǎn)、生活越來越近了。1.4

當(dāng)前中國(guó)機(jī)器人應(yīng)用情況據(jù)《2016—2021年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)產(chǎn)銷需求預(yù)測(cè)與轉(zhuǎn)型升級(jí)分析報(bào)告》中數(shù)據(jù)顯示：2021年，全球工業(yè)機(jī)器人的銷量預(yù)計(jì)達(dá)到435000臺(tái)，同比增長(zhǎng)12%。2016年一季度我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量為11497臺(tái)，同比增長(zhǎng)19.9%。2016年至2017年，美洲和歐洲的機(jī)器人銷量預(yù)計(jì)年均增長(zhǎng)6%，在亞洲/澳洲預(yù)計(jì)年均增長(zhǎng)16%。IFR預(yù)測(cè)，至2021年底，全球范圍內(nèi)工廠工業(yè)機(jī)器人保有量達(dá)350萬臺(tái)。隨著機(jī)器人的迅速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)成為展示一個(gè)國(guó)家制造水平和科技水平的重要標(biāo)志，在技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)建成一批工業(yè)機(jī)器人制造廠。但我國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展由于起步較晚，基本還處在產(chǎn)業(yè)化的初期階段，市場(chǎng)相對(duì)比較小。2016，我國(guó)服役的機(jī)器人占世界上服役機(jī)器人總量的四分之一，到2020年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人新裝機(jī)量已占全球總裝機(jī)量的44%左右，世界第一。在多種因素的引誘下，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度將再次提速，步入歷史上的第二個(gè)繁榮發(fā)展期，或?qū)⒈鹊谝淮卫顺边€將劇烈。2021年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人實(shí)際裝機(jī)量已超過100萬臺(tái)，占全球裝機(jī)量的28%，意味著大概需要數(shù)百萬工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用相關(guān)從業(yè)人員，其中，工業(yè)機(jī)器人本體制造與集成廠商需求機(jī)器人研發(fā)、銷售、安裝調(diào)試、技術(shù)支持等專業(yè)人才；機(jī)器人的終端應(yīng)用企業(yè)需求機(jī)器人工作站調(diào)試維護(hù)、操作編程等綜合素質(zhì)較強(qiáng)的技術(shù)技能人才。過去我國(guó)機(jī)器人技術(shù)人才主要集中在有限的大專院校和科研單位，而且主要以科學(xué)研究為主，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)重缺乏技能型人才，這已經(jīng)成為制約機(jī)器人應(yīng)用和推廣的瓶頸問題之一。目前高職高校設(shè)置的機(jī)器人專業(yè)也只是剛開始逐漸發(fā)展。作為一個(gè)新興專業(yè)，專業(yè)建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，面臨專業(yè)規(guī)劃、課程開發(fā)、師資能力、實(shí)訓(xùn)設(shè)備、培訓(xùn)認(rèn)證、人才出口等資源相對(duì)缺乏的難題，在當(dāng)前新形勢(shì)下，要培養(yǎng)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)適應(yīng)工業(yè)實(shí)際的高技能型人才，單純依靠院校的力量稍顯不足，需要整合相關(guān)政、行、校、企等各方面資源，特別需要采取校企合作等手段共同發(fā)力，共同推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人人才培養(yǎng)。1.4.1機(jī)器人市場(chǎng)及人才需求分析來自國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)的一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，平均每一萬人擁有的工業(yè)機(jī)器人數(shù)，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，韓國(guó)478臺(tái)/萬人，日本314臺(tái)/萬人，德國(guó)292臺(tái)/萬人，而中國(guó)只有36臺(tái)/萬人，如圖1-4所示。2020年，全世界平均每一萬人擁有113臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，這一數(shù)字在中國(guó)已提升為187臺(tái)/萬人。因此，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人密度存在較大提升空間，市場(chǎng)潛力巨大，如圖1-5所示。根據(jù)近幾年企業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)型人才的需求特點(diǎn)，并針對(duì)工業(yè)機(jī)器人企業(yè)中主要崗位進(jìn)行分析，得出崗位素質(zhì)與相關(guān)課程如表1-1所示。1.4.2中國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)迅速增長(zhǎng)的原因勞動(dòng)力的供需矛盾。勞動(dòng)力成本上升和勞動(dòng)力供給的下降，使得在很多產(chǎn)業(yè)，尤其在中低端工業(yè)產(chǎn)業(yè)，勞動(dòng)力的供需矛盾非常突出，這對(duì)實(shí)施“機(jī)器換人”計(jì)劃提出了迫切需求。企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的迫切需求。隨著全球制造業(yè)轉(zhuǎn)移的持續(xù)深入，先進(jìn)制造業(yè)回流，中國(guó)的低端制造業(yè)面臨產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和空心化的風(fēng)險(xiǎn)。因此，中國(guó)的制造業(yè)企業(yè)迫切需要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的制造模式，降低企業(yè)運(yùn)行成本，提升企業(yè)發(fā)展效率，提升工廠的自動(dòng)化、智能化程度。而工業(yè)機(jī)器人的大量應(yīng)用，是提升企業(yè)產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。國(guó)家戰(zhàn)略需求。工業(yè)機(jī)器人作為高端制造裝備的重要組成部分，技術(shù)附加值高，應(yīng)用范圍廣，是我國(guó)先進(jìn)制造業(yè)的重要支撐技術(shù)和信息化社會(huì)的重要生產(chǎn)裝備，將對(duì)未來生產(chǎn)、社會(huì)發(fā)展以及增強(qiáng)軍事國(guó)防實(shí)力都具有十分重要的意義。習(xí)近平主席在2014年兩院院士大會(huì)上強(qiáng)調(diào)：“機(jī)器人革命”有望成為“第四次工業(yè)革命”的一個(gè)切入點(diǎn)和重要增長(zhǎng)點(diǎn)，將影響全球制造業(yè)格局，而且我國(guó)將成為全球最大的機(jī)器人市場(chǎng)。然而，盡管中國(guó)是當(dāng)今世界上最大的機(jī)器人市場(chǎng)，但中國(guó)每一萬名制造工人擁有的機(jī)器人數(shù)量卻遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家水平和國(guó)際平均水平。1.4.3中國(guó)制造2025的重點(diǎn)領(lǐng)域——高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人“中國(guó)制造2025”站在歷史的新高度，從戰(zhàn)略全局出發(fā)，明確提出了我國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的第一個(gè)十年的行動(dòng)計(jì)劃，將“高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人”作為大力推動(dòng)的重點(diǎn)領(lǐng)域之一，提出機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要圍繞汽車、機(jī)械、電子、危險(xiǎn)品制造、國(guó)防軍工、化工、輕工等工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用以及醫(yī)療健康、家庭服務(wù)、教育娛樂等服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用的需求，積極研發(fā)新產(chǎn)品，促進(jìn)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化發(fā)展，擴(kuò)大市場(chǎng)應(yīng)用。突破機(jī)器人本體，減速器、伺服電機(jī)、控制器、傳感器與驅(qū)動(dòng)器等關(guān)鍵零部件及系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)制造技術(shù)等技術(shù)瓶頸，并在重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新路線圖中明確了我國(guó)未來十年機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)主要為兩個(gè)方向：一是開發(fā)工業(yè)機(jī)器人本體和關(guān)鍵零部件系列化產(chǎn)品，推動(dòng)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用，滿足我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)迫切需求；二是突破智能機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)一批智能機(jī)器人，積極應(yīng)對(duì)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的挑戰(zhàn)。1.以需求為導(dǎo)向，增強(qiáng)創(chuàng)新能力，擴(kuò)大市場(chǎng)應(yīng)用根據(jù)應(yīng)用環(huán)境不同，國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)(IFR)將機(jī)器人分為兩類：制造環(huán)境下的工業(yè)機(jī)器人和非制造環(huán)境下的服務(wù)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人是在工業(yè)生產(chǎn)中使用的機(jī)器人的總稱，是現(xiàn)代制造業(yè)中重要的工廠自動(dòng)化設(shè)備；服務(wù)機(jī)器人是服務(wù)于人類的非生產(chǎn)性機(jī)器人，服務(wù)機(jī)器人技術(shù)主要應(yīng)用于非結(jié)構(gòu)化環(huán)境，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，能夠根據(jù)自身的傳感器與外界通信，獲得外部環(huán)境的信息，從而進(jìn)行決策，完成相應(yīng)的作業(yè)任務(wù)。1)中國(guó)已成為全球第一大工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)，潛力仍待挖掘近年來，中國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)，并已成為全球機(jī)器人重要市場(chǎng)。2014年，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷量達(dá)到5.6萬臺(tái)，同比增長(zhǎng)52%，再次成為全球最大工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)。用戶已從外商獨(dú)資企業(yè)、中外合資企業(yè)為主，向內(nèi)資企業(yè)乃至中小企業(yè)發(fā)展。國(guó)內(nèi)沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)不少企業(yè)產(chǎn)品用來出口，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求高，越來越多的企業(yè)采用機(jī)器人代替產(chǎn)業(yè)工人。在珠三角地區(qū)，使用工業(yè)機(jī)器人的年均增長(zhǎng)速度已達(dá)到30%，尤其在裝配、點(diǎn)膠、搬運(yùn)、焊接等領(lǐng)域，已經(jīng)掀起了一股機(jī)器人使用熱潮。雖然自2013年中國(guó)已經(jīng)是全球工業(yè)機(jī)器人最大市場(chǎng)，但制造業(yè)工業(yè)機(jī)器人密度仍然很低，2013年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人密度僅為30臺(tái)/萬名產(chǎn)業(yè)工人，不足全球平均水平的一半。國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)仍有巨大潛力。我國(guó)作為制造業(yè)大國(guó)，在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用方面一直處于落后地位。除汽車行業(yè)外，量大面廣的一般制造業(yè)對(duì)機(jī)器人的應(yīng)用基本上處于自發(fā)、分散或零散的狀態(tài)。隨著我國(guó)工廠自動(dòng)化的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人在其他工業(yè)行業(yè)中也將得到快速推廣，如電子、金屬制品、橡膠塑料、食品、建材、民爆、航空、醫(yī)藥設(shè)備等行業(yè)。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用程度是一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展，應(yīng)圍繞加快我國(guó)智能制造的發(fā)展需求，協(xié)同機(jī)器人供需雙方，一方面要提高我國(guó)機(jī)器人制造企業(yè)的創(chuàng)新能力，促進(jìn)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系統(tǒng)化發(fā)展，降低使用成本，提升集成應(yīng)用水平，從而擴(kuò)大市場(chǎng)應(yīng)用范圍；另一方面要積極開展自主品牌機(jī)器人的應(yīng)用試點(diǎn)，抓好一批效果突出、帶動(dòng)性強(qiáng)、關(guān)聯(lián)度高的典型應(yīng)用示范工程，以點(diǎn)帶面推動(dòng)運(yùn)用工業(yè)機(jī)器人來改造提升傳統(tǒng)制造業(yè)。2)我國(guó)服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)應(yīng)以需求為導(dǎo)向，有重點(diǎn)地進(jìn)行發(fā)展服務(wù)機(jī)器人包括專用服務(wù)機(jī)器人和家用服務(wù)機(jī)器人，服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用范圍很廣，主要從事維護(hù)保養(yǎng)、修理、運(yùn)輸、清洗、保安、救援、監(jiān)護(hù)以及醫(yī)療、養(yǎng)老、康復(fù)、助殘等工作。服務(wù)機(jī)器人是一種新型智能化裝備、一項(xiàng)戰(zhàn)略性高技術(shù)產(chǎn)品，在未來具有比工業(yè)機(jī)器人更大的市場(chǎng)空間。全球服務(wù)機(jī)器人在近五年間呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。根據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)(IFR)的統(tǒng)計(jì)，2013年全球?qū)I(yè)服務(wù)機(jī)器人和個(gè)人/家用服務(wù)機(jī)器人的銷量分別達(dá)到2.1萬臺(tái)和400萬臺(tái)，市值分別為35.7億美元和17億美元，分別同比增長(zhǎng)4%和28%。未來幾年，全球服務(wù)機(jī)器人的市場(chǎng)將繼續(xù)快速增長(zhǎng)。隨著相互學(xué)習(xí)與共享知識(shí)云機(jī)器人技術(shù)獲得重大突破，小型家庭用輔助機(jī)器人大幅度降低生產(chǎn)成本，將在2020年之前形成至少累計(jì)416億美元的新興市場(chǎng)；另一方面雖然殘障輔助機(jī)器起步緩慢，但可預(yù)測(cè)未來20年會(huì)有高速增長(zhǎng)。目前國(guó)際上服務(wù)機(jī)器人的技術(shù)研發(fā)主要由美、日、中、德、韓五國(guó)主導(dǎo)。我國(guó)服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展滯后于工業(yè)機(jī)器人，與日本、美國(guó)等國(guó)家相比，我國(guó)在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域的研發(fā)起步較晚，與發(fā)達(dá)國(guó)家絕對(duì)差距還比較大。服務(wù)機(jī)器人一般都要結(jié)合特定需求市場(chǎng)進(jìn)行開發(fā)，本土企業(yè)更容易結(jié)合特定的環(huán)境和文化進(jìn)行開發(fā)并占據(jù)良好的市場(chǎng)定位，從而保持一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；另一方面，外國(guó)的服務(wù)機(jī)器人也屬于新興產(chǎn)業(yè)，大部分服務(wù)機(jī)器人公司成立的時(shí)間還比較短，因而我國(guó)的服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)面臨著較大的機(jī)遇和發(fā)展空間。從發(fā)展趨勢(shì)來看，我國(guó)專業(yè)服務(wù)機(jī)器人有望先于個(gè)人/家用機(jī)器人實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，特別是醫(yī)療機(jī)器人、危險(xiǎn)特殊環(huán)境巡檢探查機(jī)器人等。隨著我國(guó)進(jìn)入老齡化社會(huì)，醫(yī)療、護(hù)理和康復(fù)的需求增加，同時(shí)由于人們對(duì)生活品質(zhì)追求的提高，將使個(gè)人/家用機(jī)器人在未來具有更為廣闊的市場(chǎng)空間。2.突破技術(shù)瓶頸，提升產(chǎn)業(yè)化能力機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展包括研發(fā)試驗(yàn)、機(jī)器人本體和零部件產(chǎn)業(yè)化、系統(tǒng)