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机械资讯 611 期

日本机器人产业技术以及政策现状

翻译/崔海川
资料来源/日本机器人政策研究会 报告书

一、机器人的定义~知能化后的机械系统

  「机器人」的定义,极为多样化,见解上是限定知能化(Humanoid),检索机器人那样,一直到电脑上的软体为止,各式各样的看法都有。特别是以往至今的日本,加上从过去的机器人卡通影片的影响,从官方或民间相继发表的知能化型机器人,能够见到知能化型机器人较强势。

  然而,就这个研究来看,从机器人市场这边,所希望掌握的关键,以及为了将其置于重心。不是局限于机器人的形状,从「为了发挥市场必须的机能,关键技术统合下的产物」的视点来定义较为适当。因此,这个研究会,就机器人的定义,定义为「感测器、知能、控制系、驱动系的这3个关键技术,知能化后的机械系统」之较广范围。

  因此,上述「检索型机器人」,虽然属于RT的一部份,但是却被排除于「机器人」的定义之外。另一方面,由于汽车、资讯家电附合上述的3项要素,因此被纳入机器人的范围内。

二、机器人产业的现状~目前几乎属于产业用途的机器人市场

  根据日本社团法人机器人工业会的统计来看,2004年的产业机器人出货金额是5,768亿日圆。其中日本国内市场为2,724亿日圆(占总出货金额的47%),而输出是3,045亿日圆(占总出货金额的53%)。因此,能够看出产业用途的机器人之稼动台数是世界上最多的情况。另一方面,就产业用机器人以外的市场规模来看,预估约有70亿日圆,针对这个市场,属于尚在发展启蒙阶段的情形。

  就产业用途机器人的主要客户产业而言,是汽车产业与电子电机产业。其中,面对汽车产业,出货的点焊、电弧焊、涂装等就占了一大半。此外,面对电子电机产业,出货的电子零件安装(印刷电路板)、半导体安装、无尘室,以及组装等也同样占一半以上。特别就近年在电视的平面薄板化急速发展中,液晶电视用途的玻璃基板搬运等,使用的无尘室用途的机器人也正急速扩大市场需求。

  另一方面,就产业用途的机器人输出来看,1980年代,机器人的出货占全体的3%左右,之后,逐渐增加,1984年达到了20%,但从1990年开始,日本迈入泡沫经济崩溃,由于日本国内设备投资的减少,客户产业工厂的移转海外,带动了输出增加。就2004年的时点来看,输出占全体的比例,达到了53%。

  如上所述,目前就日本而言,产业用途的机器人几乎都是在制造业工厂内稼动。产业用途机器人面对危险、过于严苛等,所谓的3K工作,是从对应劳动环境改善的出发点,期许能够对产品的品质,以及生产性向上提升做出贡献。今后,伴随产品的高品质化,低成本化,短交货期的需求,能发挥到什么样的程度,无法预估,接着这些,产业用途的机器人被要求的能力,势必将更上一层楼的高级化。

三、机器人技术(RT)的现状~RT与异业种领域的融合,更加扩大

  如前所述,RT自己本身,从驱动相关的技术到材料技术、通信技术、软体技术为止。包含着多样化的关键技术领域,集合的技术领域。因此,RT的技术领域,并不局限于机器人,而是与汽车、资讯家电的领域相互重叠的情况。

  近年来将RT与汽车、资讯家电、资讯通信技术,彼此相互融合更加进化,RT正不断的急速发展中。例如:就汽车领域来看,多数的汽车制造厂,加入了机器人的开发。具体而言,车辆的运动控制技术,汽车制造所使用的技术,应用于机器人,目标是开发服务型机器人,以及与人共同劳动的产业用机器人,例如车辆直线行走技术,障碍物回避技术,清扫技术等组合的业务用途的清扫机器人的开发、实用化。此外,就资讯家电领域来看,在家电产品等方面的技术,应用于家庭用途的清扫机器人之实例。开发声音、画像领域为中心的软体或媒体,活用这些,亦能够举出对话沟通式的机器人制造的实例。

  • 开发极限作业机器人(1983年~1990年)
    针对大型研究开发事业,核能、海洋、防灾的这3个领域,开发进行极限环境下作业的机器人。
  • 微小机器人计划(1991年~2000年)
    发电设备等的配管内部之狭窄部份,或者人体内部,狭窄场所的点检、修补或诊断、治疗、必须将制造设备小型化,有关于微小机器(Micoro Machine)、系统进行研究开发。
  • 人的协调、共存型机器人系统事业(1998年~2002年)
    针对人的作业、生活空间,利用通信网路,透过远端操作,研究开发能够与人进行协调、共存的复杂作业,或者变化的地形移动之机器人。
  因此,目前在汽车、资讯家电领域等的技术与RT相互融合,被运用的领域亦十分广范,相互支援的情况正持续的进行。今后,若能在服务领域上活用并推广RT的话,想必日本能够在技术上掌握竞争力,迅速的开花结果。实际就汽车的ITS发展、电子化(先进的前方照明系统(AFS)、电子控制式喷射器(Injector)、横向打滑防止装置(ESC)、车用卫星导航器(Car Nabikion)的高性能化等,RT与其他领域的融合,可以说正急速的发展。

四、机器人的政策现状~导入关键技术与系统化技术的开发
  • 开发核能防灾技援型机器人(1999年~2000年)
    对应耐高放射性的机器人,作业监视支援机器人,小型轻量作业机器人,阀开关等作业型机器人,以及重物搬运用途的机器人的开发。
  • 支援机器人的开发基础的软体(Software)上的基础整备(2002年~2004年)
    面对多种少量,基于各式各样的机器人要素,藉由通信网路来组合,能够构筑各式各样机器人的Middle Ware之开发。
  目前为止,日本的经济产业省,从关键技术与系统化技术的这两个方向,进行机器人研究开发。

  近年来,为了扩大机器人的适用范围,整备共通的基础,并加以推广,另一方面,可以说是利用过去的计划(Project)等成果,涉及这些关键技术,从机器人的『展示最新技术(能够如何如何~~)』,追求开发机器人的『实际功能(使用什么什么的~~)』。既、从「为开发而开发」、「为实用而开发」、从「机器人为中心」、必须去发展「针对服务型而活用机器人」。

  在2005年,就前面叙述过的「新产业创造战略」为基础,进行以下4项研究开发。
  • 新一代的机器人实用化计画(2004年~2005年)
    就爱知万博博览会来看,针对清扫、警备等,预估未来得以实用化的机器人开发,以及实证实验,进行原型(Porototype)机器人的开发与展示。
  • 人类支援型机器人的实用化计画(2005年~2007年)
    最初的开发是将客户(设施、医院等)与机器人制造厂加以组合,开发支援被介护者,或介护者用途的介护机器人。
  • 共同基础的开发计画(2005年~2007年)
    涉及RT中间器具(Middle Ware)的开发计画(为了开发机器人基础,而整备的软体基础)的成果,机器人的模组化(Module)的研究开发。
  • 战略基础开发技术力强化事业(包含机器人零件领域)(2003年~2005年)
    针对中小企业的技术开发能力向上提升之目的,中小企业进行机器人的零件开发支援。
  除此之外,就其他的单位而言,实施有关于机器人的研究开发计画。针对其具体的实例,如下所示。
  • 总务省:网路技术的开发。
  • 消防厅:检知、探勘型防灾对策用途的机器人开发。
  • 文部科学省:大脑型的电脑,或者是救援(Rescue)机器人等的开发。
  • 农林水产省:果菜收成型机器人等的开发。
  • 国土交通省:IT施工系统,海中作业机器人等的开发。
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