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基于单片机设计的简易智能机器人———基于单片机设计的简易智能机器人
［编辑简介］：本设计以AT89C5l单片机作为检测和控制核心，并采用红外光电传感器、金属传感器、光电码盘等设计一种简易智能机器人。文章详细叙述了硬件设计的各部分组成与功能并对软件设计思想进行简要说明。［摘要］：［关键词］：智能机器人智能控制单片机
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鹏程微电子中国机器人痛点：核心零部件八成靠进口|人工智能|机器人_新浪科技_新浪网
中国机器人痛点：核心零部件八成靠进口
　　作者：冯彪
　　六月仲夏，多个城市刷出35摄氏度以上高温，20多摄氏度的沈阳更适合休闲避暑。而沈阳新松机器人公司总裁曲道奎近日却颇为忙碌。
　　6月16日，中国机器人TOP10峰会成立，曲道奎主持了成立会议，并陪同工信部副部长辛国斌开展机器人产业发展专题调研。当日，国务院副总理张高丽视察辽宁，曲道奎陪同张高丽察看新松机器人数字化生产车间。
　　在国际机器人及智能装备产业联盟执行主席罗军看来，机器人产业已成为当前国内最火热的产业之一，从中央部委到地方政府都非常重视。
　　然而记者发现，在机器人概念火热的背后却难掩高端产业低端化、核心零部件瓶颈以及机器人企业散乱小三大“痛点”。
　　沈阳新松机器人公司研究院院长徐方对记者表示，“国内机器人企业多为近五年成立，企业规模较小，多集中在系统集成领域，整机研发能力不足。企业数量多，行业分散，也容易形成‘一哄而上’的局面。”
　　“痛点”1：到底是机器人还是机器？
　　今年3月，谷歌机器人AlphaGo战胜世界顶级围棋棋手李世石，再次让机器人、人工智能的概念风靡全球。然而，从机器到机器人，一字之差的背后隐藏着大量技术难关。
　　徐方认为，新一代机器人关键技术应该包括视觉感知、认知，轻量化的本体以及新兴材料的应用，可以适应人机协作场合。另外，在人机交互方面需要有更多自然的交互手段，而不是现在的示教方式。
　　然而从机器到机器人，不管是国内还是国外企业，实际上都还有不小的距离。罗军告诉记者，“现在工厂的机器手臂、物流机器人等还只能算作是自动化机器，最多只能算是机器人1.0。真正的机器人应该是机器加上人工智能，并融入信息技术和互联网技术，能够自我感知、学习、决策，我将之称为机器人2.0。”
　　罗军认为，中国机器人不仅面临1.0时代的巨大差距无法缩小，又面临2.0时代的巨大鸿沟无法跨越。
　　今年4月26日发布的《机器人产业发展规划（年）》提出，将率先突破弧焊机器人、真空（洁净）机器人、手术机器人、智能护理机器人、人机协作机器人等十大标志性产品。
　　以手术机器人为例，罗军向记者介绍，目前全球微创医疗手术机器人基本被美国达芬奇机器人垄断。
　　“达芬奇机器人被誉为‘高级的腹腔镜系统’，能让外科医生坐镇立体声控制台通过患者床边的机器手臂实现对内窥镜手术器械的远程控制。从临床经验来看，利用达芬奇机器人进行前列腺手术，可更加精准地解剖和操作，能减少人出血和创伤。”罗军说。
　　而在国内，手术机器人基本还处于研发阶段。记者注意到，今年6月新松机器人还参股辽宁何氏眼科医院。新松机器人品牌与公共关系部部长哈恩晶向记者介绍，“参股医院体现了新松在未来医疗机器人领域的布局。新松目前主要做的是医疗康复、残疾人辅助方面的机器人，尚未研发用于手术的机器人。”
　　与国外已经具备初级人工智能的机器人相比，我国机器人尚难以匹敌，甚至与国外成熟的工业机器人相比，我国的机器人依然有不小差距。
　　中国电子信息产业发展研究院发布的《中国机器人产业发展白皮书（2016版）》显示，国产工业机器人以中低端产品为主，主要是搬运和上下料机器人，大多为三轴和四轴机器人，应用于汽车制造、焊接等高端行业领域的六轴或以上高端工业机器人市场主要被日本和欧美企业占据，国产六轴工业机器人占全国工业机器人新装机量不足10%。
　　此外，近年来，在各类演艺舞台、展会上也不乏机器人的身影。机器人唱歌、跳舞、甚至与人对话，总能引来不少围观。罗军不禁感叹：“这些看似高端的机器人实际上并没有太多核心技术，更谈不上人工智能。本来应该是高端的装备，但是现在却被用来唱歌跳舞，机器人被当作玩具。”
　　“痛点”2：关键零部件大量依赖进口
　　除了高端产品缺乏，我国机器人产品的核心零部件依赖进口的局面仍未改变。控制器、伺服电机、减速机被视为机器人的三大核心零部件，占到机器人成本的70%，这也是制约中国机器人产业的主要瓶颈。
　　上述白皮书数据显示，2015年约有75%的精密减速器由日本进口，主要供应商是哈默纳科、纳博特斯克和住友公司等；伺服电机和驱动超过80%依赖进口，主要来自日本、欧美。
　　以伺服电机为例，实际上国内也是能够生产的，但是徐方告诉记者：“机器人用的伺服电机和其他设备的伺服电机也有所不同，机器人上需要高速、高精度、高可靠的伺服电机，目前国产的伺服电机只能满足焊接机器人的要求。”
　　另外，减速器作为连接动力源和执行机构之间的中间装置，用来精确控制机器人动作，传输更大的力矩，对机器人的精度影响很大。“减速器和伺服电机的情况类似。与通用减速器相比，机器人关节减速器要求具有传动链短、体积小、功率大、质量轻和易于控制等特点。”徐方对记者说。
　　据他介绍，现在机器人上使用的RV减速器和谐波减速器，属于高端的减速器，虽然国内也有厂家生产，但是规模很小，目前RV减速器仍然被日本的纳博特斯克公司垄断，日本的哈默纳科则在谐波减速器上占绝对优势。
　　此前，有行业人士透露，一台精密减速器四大国际巨头采购价为3万元-5万元，卖给国内关系好的客户约7万元，关系一般的普通客户约12万元，内资企业采购精密减速机的成本比国际巨头贵一倍还多，可见其间的利润差别有多大。
　　上述白皮书显示，关键零部件大量依赖进口，导致国内企业生产成本压力大，比之于外企，国内企业要以高出近4倍的价格购买减速器，以近2倍的价格购买伺服驱动器。
　　罗军说：“谷歌、IBM、微软等美国企业正在开辟机器人一个新时代，而且布局已经基本完成。而我国目前还处在谋求伺服电机、控制器、减速器领域的自主化。”
　　具备人工智能的机器人尚未取得有效进展，高端产品缺乏，核心零部件受制于人。6月16日，在沈阳举行的机器人TOP10峰会上，工信部副部长辛国斌也直言：“我国机器人产业已出现‘高端产业低端化’的趋势。”
　　“痛点”3：机器人产业已现投资过剩
　　尽管目前国内机器人行业短板明显，但这丝毫没有影响到地方政府和企业对机器人行业青睐。
　　据中国机器人产业联盟数据表明，过去两年，建成和在建机器人产业园区超过40个。中国机器人产业联盟副秘书长姚之驹此前表示，过去两年里，各地出台的对机器人产业的扶持政策有77项之多。
　　在4月26日举行的《机器人产业发展规划（年）》新闻发布会上，工信部装备工业司司长李东也介绍，初步统计，涉及生产机器人的企业超过了800家。
　　在行业火热表象背后，部分业内人士也对这种“大干快上”的局面表达了忧虑。辛国斌在6月16日的机器人TOP10峰会上直言：“我国机器人产业有投资过剩的隐忧。”
　　罗军就向记者说：“现在机器人企业有800多家，机器人园区超过40个。但是在这800多家企业里面，将近一半企业是没有产品的空牌子。剩下的一半企业里面将近70%~80%是在代理别人的产品，真正能自己生产零部件或机器人产品的企业，国内也就100家企业左右，而且这100家企业在核心零部件方面仍然主要依赖进口。”
　　纳恩博科技公司总裁王野在接受记者采访时也表示：“企业数量太多并不一定是好事。大量机器人企业一看到焊接机器人、码垛机器人卖得好，就一哄而上都来做这些别人已经做过的事情。”
　　王野同时称，这些企业不仅自身缺乏竞争力，还会造成低端重复建设甚至产能过剩。”
　　在这场机器人产业“竞赛”中，地方政府的补贴政策为企业入局添足了“马力”。这些政策有的根据企业销量给予补贴，有的则针对“机器代人”项目。
　　例如，杭州明确，对符合一定“机器代人”条件的单个项目资助金额最高可达2000万元；烟台出台的政策规定，对该市企业研发生产的首台（套）机器人装备最高补贴100万元。
　　然而，政府补贴在吸引大量企业入局的同时，也导致一些机器人生产企业靠补贴“过日子”，无心在技术上钻研，甚至顶着机器人概念套取地方政府补贴。
　　“最近还有几家企业来找我，他们没工厂、没有设备、没有产品，最关键的是还没有钱，却要做机器人。我问他们怎么做？他们直言，可以根据我们的要求做加工服务，我们给他订单，他们拿着订单再去找政府扶持。”罗军告诉《每日经济新闻》记者。
　　在对广州、佛山、东莞、深圳等地的机器人企业的走访中，罗军还发现，高端领域国内企业进不去，而低端领域的竞争已经白热化，已到了微利甚至无利可图的地步。“之所以企业没有盈利也敢去拿订单，一是因为能拿政府的补贴，二是盯住企业后期的维护市场。”罗军说。
　　在地方政府和企业热情布局机器人产业的时候，甚至连一位部委高层人士也发出警示：“企业千万不要被地方政府‘忽悠’，企业也不要‘忽悠’地方政府。”
　　我国工业机器人区域分布情况
　　中西部
　　产业聚集：重庆两江机器人产业园、芜湖机器人产业园
　　代表企业：安徽埃夫特智能装备有限公司、北京华巍（重庆）分公司、长沙长泰机器人有限公司等
　　研究机构：重庆中科院特点：科技资源不足
　　珠三角
　　产业聚集：广州机器人产业园
　　代表企业：固高科技（深圳）、深圳新松、广州数控、广州万世德、东莞易步等
　　研究机构：中科院深圳先进技术研究院、广州机械科学研究院、广东省智能机器人研究院
　　特点：市场应用空间大，控制系统占优势
　　环渤海
　　产业聚集：哈尔滨经开区机器人产业园、沈阳新城机器人产业基地、青岛国际机器人产业园等
　　代表企业：沈阳新松、哈工大集团、北京华巍中兴、唐山开元、大连贤科等
　　研究机构：中科院沈阳自动化研究所、机械科学研究总院、国家机械局北京自动化所
　　特点：科研实力强，产品以AGV、焊接机器人等为主
　　长三角
　　产业聚集：上海机器人产业园、昆山机器人产业基地、常州武进高新区机器人及智能装备产业园
　　代表企业：上海沃迪、昆山华恒焊接、南京埃斯顿、浙江万丰科技、上海机电一体工程有限公司等
　　研究机构：上海交大、上海大学、上海电气中央研究院
　　特点：外资、合资企业多，系统集成商发达，市场优势明显
　　现状咋变
　　国内机器人企业有800多家，机器人园区超过40个。但是在这800多家企业里面，将近一半企业是没有产品的空牌子。剩下的一半企业里将近70%~80%是在代理别人的产品，真正能自己生产零部件或机器人产品的仅100家左右。如何做到名副其实，不少企业要在改变上“做功课”。
　　难题咋破
　　控制器、伺服电机、减速机被视为机器人的三大核心零部件。2015年约有75%的精密减速器由日本进口，主要供应商是哈默纳科、纳博特斯克和住友公司等；伺服电机和驱动超过80%依赖进口，主要来自日本、欧美。国内企业在技术突破上，面临不小压力。
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