2020年北京市机器人行业发展概况
北京市智能机器人研发水平居全国前列,具备发展智能机器人产业的基础和优势。为顺利推进国际科技创新中心建设,支撑高精尖产业的发展,“十三五”期间,北京市大力培育机器人产业。
一、机器人产业迅猛发展
截至2018年年底,北京市机器人企业的数量约为302家,其中上游核心零部件制造企业6家,中游机器人本体制造企业74家,下游系统集成企业222家,全年实现收入326.5亿元。海淀区和亦庄经济开发区是机器人企业最为集中的区域,两者在北京市机器人行业总收入中的占比分别为25.5%和23.8%,合计占比接近50%。
2020年,北京市聚焦仿人机器人、仿生机器人、异构多维无人协同控制和脑机接口等重点方向,依照五年规划支持开展关键技术研究和整机研制。通过项目实施,突破了多模运动自主决策、一体化力控关节、复杂环境感知、异构无人系统自组网和融合通信等10项关键技术;研制出伺服电动机、刚柔耦合一体化关节、四足机器人步态控制器和柔顺机械臂4个机器人核心部件;研制轮足复合快速运动仿人机器人、40公斤级可连续越障仿生四足机器人,整体水平将接近国际先进水平。
二、具有良好的创新资源
北京作为全国科技创新中心,集聚了机器人领域众多的创新资源,已初步建立起涵盖标准制定、关键技术研发、产品研制、系统集成与应用示范和检测认证等环节的完整机器人产业链,为北京在智能机器人领域的发展提供有利条件。
1.机器人领域科技资源雄厚
北京拥有中国北方车辆研究所(201所)、北京天智航医疗科技股份有限公司(简称“天智航”)、北京柏惠维康科技有限公司(简称“柏惠维康”)、北京康力优蓝机器人科技有限公司(简称“康力优蓝”)和机科发展科技股份有限公司等国内领先的机器人研究机构和企业,占有国内机器人领域三分之一以上的科技资源,整体研发实力和创新能力处于世界先进、国内领先水平。在医疗手术、家庭服务、特种作业和物流等服务机器人方面具有一定产业规模。
2.机器人产业创新发展智力资源丰富
北京在机器人领域具有深厚的技术研发基础和领先的人才优势,聚集了清华大学(简称“清华”)、北京航空航天大学(简称“北航”)、北京理工大学(简称“北理工”)、中国科学院自动化研究所(简称“中科院自动化所”)和机械科学研究总院等20多家机器人重点高校和科研院所,有北航王田苗、北理工黄强、清华孙富春/刘辛军、中科院自动化所侯增广/王硕等优秀的人才团队,研发实力雄厚。
3.机器人产业创新生态链基本完善
北京在智能机器人关键零部件研发、系统集成和产品研制、标准制定、检测认证等环节,都有全国领先的优势单位,产业链基本完善。其中,在关键零部件研发方面,北京工业大学(简称“北工大”)开发的RV系列减速器、北京中技克美谐波传动有限责任公司(简称“中技克美”)开发的谐波减速器、北理工研发的灵巧手和北京自动化控制设备研究所开发的一体化关节等产品在全国处于先进水平;在系统集成和产业研制方面,康力优蓝开发的优友U05H类人型商用服务机器人、纳恩博(北京)科技有限公司(简称“纳恩博”)开发的九号平衡车、天智航研制的天玑骨科手术机器人和柏惠维康研制的Remebot神经外科手术机器人等智能机器人已在助老助残、家政娱乐、教育、商业和医疗等领域进行了广泛应用;在标准制定方面,拥有北京机械工业自动化研究所、中国机器人产业联盟、中国机械工业联合会等标准制定机构;在检验检测方面,有北京赛迪认证中心有限公司、中国软件评测中心、国家机床质量监督检验中心等专业机构。
三、机器人产业发展取得良好成效
1.积极推动抗疫机器人研发及应用
2020年,面对突如其来的新冠肺炎疫情,北京涌现出一批机器人抗疫产品,清华大学刘辛军教授团队围绕机器人本体、测温装置及温补算法等方面进行技术攻关,研制的阿荼测温机器人,成功应用于北京协和医院、武汉同济医院及烟台第一中学、龙口市第一中学等单位,荣获2020年第二十二届中国国际工业博览会高校展区优秀展品奖、2020华北地区好设计奖优秀奖和Leaderobot 2020年度中国防疫机器人杰出贡献奖等荣誉。京东物流集团自主研发的物流配送机器人和无人机,在疫情核心区武汉、河北等地开展智能配送工作,让智能配送机器人成为抗击疫情的一支奇兵。中国航天科工集团有限公司(简称“航天科工”)与解放军总医院第五医学中心共同研制的自动静脉穿刺机器人,可有效解决在新冠肺炎治疗护理过程中遇到的静脉穿刺和抽取动脉血两大难题。
2.多维度推进机器人技术研发及应用
近年来,北京市围绕仿人机器人、仿生机器人、机器人应用示范、异构多维无人系统协同控制等方向,聚焦机器人前沿技术与应用技术研究,以提升机器人整机技术水平和性能为牵引,带动关键零部件发展,取得多项重大进展。
(1)前沿类。北理工等单位突破了人工神经微纳构建和定向拉伸等技术,研制了人类意图识别的智能机器人系统和人工神经组织三维构建系统,对于下一代神经接口的开发以及神经损伤修复具有重大意义。以中国北方车辆研究所团队领衔,联合北京优势团队开展了高承载灵巧作业的仿生四足机器人研制。北航开展的空间机器人全局刚柔耦合动力学理论与控制方法研究获得自然科学奖二等奖。首都医科大学开展的基于人工智能和机器人技术的神经外科手术体系研究及临床应用获北京市科学技术进步奖一等奖。
(2)零部件类。以需求为牵引,北工大、北京北齿有限公司、航天科工、有研粉末新材料(北京)有限公司等单位开展了RV减速器、谐波减速器等研制和成果转化;北航研制的刚软耦合灵巧手,可实现对捏/跨握等常用抓取动作,取得了大量的创新成果,获得了良好的技术积累和人才优势。
(3)示范应用类。在医疗机器人方面,北京积水潭医院、柏惠维康、北理工、中国人民解放军总医院(简称“301医院”)等开展了腕骨微创治疗、多模态图像引导下精准导航穿刺、肺部肿瘤精准穿刺医疗机器人研制,并在积水潭医院、301医院、天坛医院等完成临床试验;在康复机器人方面,北京石油化工学院和北京清华长庚医院开展的面向冬奥会的冰雪运动损伤康复机器人研制,在北京清华长庚医院和冬奥会合作医疗机构张家口市第二医院进行了临床试用;在物流机器人方面,北京信息科技大学和京东集团研制的仓储货物拣选机器人,在京东亚洲一号北京物流园开展示范应用;在特种作业机器人方面,北京石油化工学院、北京城建精工钢结构工程有限公司、北京隆科兴科技集团股份有限公司和中船重工集团开展的高空焊接机器人、地下管线无损检测与修复机器人研制,服务于北京新机场建设和西城区市政工程;在服务机器人方面,达闼科技开展的云端机器人研制,新冠肺炎疫情防控期间,在北京地坛医院、武汉协和医院、武汉同济天佑医院、上海第六人民医院、浙大二院和上海儿童医院等多家医院应用。
(4)平台类。一是积极搭建监测服务平台,组织中国软件评测中心联合国家机床质量监督检验中心等优势单位搭建服务机器人、特种机器人检测服务平台,构建机器人检测服务体系,并已面向市场提供专业化检测、认证服务;二是发挥资源优势搭建医疗机器人创新平台,由天智航、中关村科学城创新发展有限公司、清华大学工业开发研究院联合组建北京市医疗机器人产业创新中心,构建从前沿技术、共性技术、产品设计、样机制造、监测评估和临床研究的全产业链结构化、平台化的一体两翼的医疗机器人协同创新平台;三是积极组建中关村机器人产业创新中心,打造聚焦机器人产业的创新生态系统,结合机器人产业的实际特点,布局产业链、创新链和公共服务三个板块内容,聚焦工业协作机器人、特种机器人、服务机器人和无人系统四个领域,搭建具有专业服务能力、资源配置能力和核心创新能力的机器人产业创新中心。
四、产业发展规划及战略
“十四五”时期,北京市将按照“围绕产业链部署创新链、围绕创新链布局产业链”的核心思路,面向行业前沿和关键共性领域,以市场化机制,集聚创新要素,创新科技组织范式,加速实现关键零部件和高端产品的重大突破,打造国内一流的智能机器人产业集群,成为驱动全国机器人产业发展的云端大脑和智能中枢。重点开展以下工作:
1.积极推进前沿技术的探索和布局
加强对机器人行业前沿技术动态跟踪分析,准确识别技术风口,以材料结构功能一体化、全域感知与智能决策、自然交互与共融协作、技能学习与发育进化、生机电一体化与生机融合、微纳操作与微纳机器人和智能仿生机器人平台等为重点方向,加强前沿技术的探索和布局,建立快速发现和持续支持机制,尽快形成更多的原创、前沿的技术成果。
2.加速重大科技成果的转化和产业化
对智能制造与机器人技术重大科技成果,包括仿人机器人、仿生机器人、脑机接口和异构协同等,给予持续性的支持,加快科技成果尽快转化落地,形成实体化的产业项目;围绕智能工厂、生命健康和养老服务等重点产业发展需求,推动工业协作机器人、医疗康复机器人、养老陪护机器人和特种作业机器人规模化的推广应用,打造特色产业集群。
3.支持建设中关村机器人产业创新中心
由领军企业遨博(北京)智能科技有限公司、珞石(北京)科技有限公司和北京华航唯实机器人科技股份有限公司联合创客天下(北京)科技发展有限公司等组建联合体,充分整合行业企业、高校院所等创新资源,以建设新型产业链集群孵化空间为基础,吸引机器人产业领域产业链、创新链和公共服务模块资源集中入驻,以开放共享资源,共建产学研协同、大中小企业融通的共性技术服务平台为支撑,构建覆盖机器人产业全链条和创新全生命周期的产业闭环生态,增强机器人产业发展“粘性”,提升协同创新能力。
4.加强关键技术和核心零部件集中攻关
整合各领域创新资源优势,探索建立多层次的、产学研用紧密结合的协同创新平台,围绕机器人“卡脖子”环节开展协同攻关。例如,针对机器人行业对减速器存在的精度低、寿命短和无法满足需求的问题,推动中关村机器人产业创新中心联合北工大、北京自动化控制设备研究所和中技克美等组成实体化攻关团队,在北京开展制造工艺研究,提升传统减速器性能,研制仿生机器人高扭矩摆线减速器、飞行器电动舵机系统减速器等新一代高精密减速器,为行业发展提供共性技术支撑和服务。
5.支持重点特色园区建设发展
发挥中关村机器人产业创新中心创新策源和产业带动作用,重点依托亦庄、顺义、大兴和房山等地区,落地建设协作、服务、物流和应急机器人产业基地,搭建产业链集群孵化培育平台,瞄准关键核心技术清单明确的技术方向,面向全国进行招募合作,在关键环节、关键领域和关键保障能力上补链、强链,提升产业链及供应链的稳定性和竞争力,落地建设一批智能工厂。搭建产业合作平台,围绕津冀传统产业转型升级需要,推动北京机器人与当地传统产业的融合,实现体系化、规模化的应用。
〔撰稿人:北京生产力促进中心周恢、李丽、孟祥文、李耀民〕