前沿 中国机器人与人机一体化智能系统2035发展战略

  是我国国民经济主体和国家总实力的根本保障，我国制造业规模从2010 年开始已连续十余年位居世界第一，为我们国家的国民经济建设和国防安全提供了重要保障，有力支撑了航空、航天、航海等国家战略性产业自主创新。然而，我国先进制造技术水平以及创造新兴事物的能力尚落后于世界领先水平，还远不是制造强国，主要体现在：高性能复杂产品制造所需的关键装备和核心工艺不能自主可控，关键产品制造长期受制于人，成为制约我国高端制造业发展的“痛点”和“卡脖子”难题。因此，突破高端制造所需的关键装备和核心工艺，实现从制造大国向制造强国的跨越，实现航空、航天、航海等高端制造业的自主可控迫在眉睫。

  随着计算机网络、人工智能（artificial intelligence，AI）、大数据、人机交互等新一代信息技术加快速度进行发展，信息技术与先进制造技术不断融合发展，先进制造逐渐向以智能感知、自适应、自学习、自决策为主要特征的人机一体化智能系统方向发展。智能制造是先进制造发展的必然阶段，为我国制造业跨越式发展提供了历史性机遇。与此同时，随着制造对象尺度慢慢的变大、产品结构越来越复杂、产品服役性能慢慢的升高，以机床加工方式为核心的传统智能制造模式面临重大挑战，在超大工作空间内连续作业、超大尺寸工件全场景范围的精确测量、狭窄拥挤的空间范围内灵巧作业等方面体现出不足。相对于传统的数控机床，机器人化智能制造装备具有运动灵活度高、工作空间大、拓扑结构灵动可变、多机并行协调作业能力强等优势，且易于与多模态感知、人工智能、人机交互等技术无缝集成，能适应更加复杂多变的加工环境，提升制造系统灵巧性和人机交互能力。因此，以机器人作为制造装备执行体的机器人化人机一体化智能系统，正慢慢的变成为大型复杂构件人机一体化智能系统的新模式，代表着人机一体化智能系统重要的前沿方向。

  《中国机器人与人机一体化智能系统2035发展的策略》[“中国学科及前沿领域发展的策略研究（2021—2035）”项目组编． 北京 : 科学出版社，2024．6]从国家战略需求出发，通过组织科研一线的中青年科研人员对国内外“制造强国”战略进行深度调研，并邀请机器人与人机一体化智能系统领域的院士、知名教授、行业专家等进行了多次深入研讨，在此基础上力图厘清制造业特别是高端制造业以及机器人、智能制造技术发展的新需求、新特点、发展瓶颈等，提出机器人与智能制造的科学挑战、优先发展趋势、关键核心技术。本书以航空、航天、航海等若干典型高端制造业为例，深入研究了机器人与人机一体化智能系统技术同该行业发展瓶颈的关系，提出了促进行业发展的智能制造新战略、新模式、发展政策与建议，在此基础上形成了比较系统的机器人与智能制造发展趋势咨询报告。

  本书在充分调研美国、德国、日本、韩国等制造技术强国以及我国机器人与人机一体化智能系统学科发展历史、研究成果与创造新兴事物的能力的基础上，提出了机器人与人机一体化智能系统的五个趋势研判：

  机器人与机械学、材料学、数学、力学、信息科学、生物医学等多学科强烈共振，形成了具备与作业环境、人和其他机器人自然交互能力的新一代“共融机器人”；

  智能制造技术、机器人技术与信息技术不断深层次地融合，促使先进制造技术纷纷涌现，孕育着新的制造原理和概念，形成了创新原动力；

  新一代信息技术与制造业深度融合，引发制造装备、系统与模式的重大变革，制造模式向人机共融、泛在制造、无人化制造等方向发展；

  人工智能推动制造系统进化，新一代人工智能技术与先进制造技术的融合，促使人机一体化智能系统朝自决策、自学习、自进化方向发展；

  利用机器人灵巧、顺应和协同等特点，将人类智慧和知识经验融入制作的完整过程，通过机器人化人机一体化智能系统实现非结构环境下的自律制造。

  从国家产业高质量发展需求与战略需求方面，分析了机器人与人机一体化智能系统的11 个研究前沿：

  总体而言，我国机器人与人机一体化智能系统的发展在汲取欧美等发达国家智能制造经验的基础上，一定要遵循客观规律，立足国情、着眼长远，加强统筹谋划，积极应对挑战，抓住全球制造业分工调整和我国机器人与人机一体化智能系统加快速度进行发展的战略机遇，全力补齐我国机器人与人机一体化智能系统发展的短板，引导我国企业在机器人与人机一体化智能系统方面走出一条具有中国特色的发展道路。

  本文摘编自《中国机器人与智能制造2035发展的策略》[“中国学科及前沿领域发展的策略研究（2021—2035）”项目组编． 北京 : 科学出版社，2024．6]一书“前言”“摘要”，有删减修改，标题为编者所加。

  制造业是我们国家的国民经济主体和国家总实力的根本保障。本书从国家战略需求出发，对国内外制造强国战略进行深入调研，在此基础上力图厘清制造业特别是高端制造业以及机器人、人机一体化智能系统技术发展的新需求、新特点、发展瓶颈等，提出机器人与智能制造的科学挑战、优先发展趋势、关键核心技术。本书还以航空、航天、航海等若干典型高端制造业为例，研究机器人与人机一体化智能系统技术和行业发展瓶颈的关系，提出促进机器人与智能制造前沿领域发展的政策建议。

  本书为相关领域战略与管理专家、科技工作人员、企业研发人员及高校师生提供了研究指引，为科研管理部门提供了决策参考，也是社会公众了解机器人与智能制造发展现状及趋势的重要读本。

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