中國服務機器人市場規模不斷擴大，服務機器人相關專利申請數量持續高速增長，但個人 / 家庭類相關專利較少。我國目前在服務機器人領域的相關技術還有待成熟，在關鍵零部件和機器單體方面和國外還存在較大差距。雖然在服務機器人領域的研究我國起步晚，但是在 2015 年提出的《中國制造 2025》規劃綱要中，已經明確將服務機器人列為十大重點發展領域之一。

  （二）智能機器人發展趨勢

  1. 傳感技術發展迅速

  作為機器人基礎的傳感技術有了新的發展，各種新型傳感器不斷出現，例如：超聲波觸覺傳感器、靜電電容式距離傳感器、基于光纖陀螺慣性測量的三維運動傳感器，以及具有工件檢測、識別和定位功能的視覺系統等。多傳感器集成與融合技術在智能機器人上獲得應用。單一傳感信號難以保證輸入信息的準確性和可靠性，不能滿足智能機器人系統獲取全面、準確環境信息以提升決策能力的要求。采用多傳感器集成和融合技術，可利用傳感信息，獲得對環境的正確理解，使機器人系統具有容錯性，保證系統信息處理的快速性和正確性。

  2. 運用模塊化設計技術

  智能機器人和高級工業機器人的結構要力求簡單緊湊，其高性能部件，甚至全部機構的設計已向模塊化方向發展；其驅動采用交流伺服電機，向小型和高輸出方向發展；其控制裝置向小型化和智能化發展，采用高速CPU和32 位芯片、多處理器和多功能操作系統， 提高機器人的實時和快速響應能力。機器人軟件的模塊化簡化了編程，發展了離線編程技術，提高了機器人控制系統的適應性。

  在生產工程系統中應用機器人，使自動化發展為綜合柔性自動化，實現生產過程的智能化和機器人化。近年來，機器人生產工程系統獲得不斷發展。汽車工業、工程機械、建筑、電子和電機工業以及家電行業在開發新產品時，引入高級機器人技術，采用柔性自動化和智能化設備，改造原有生產手段，使機器人及其生產系統的發展呈上升趨勢。

  3. 微型機器人開發有突破

  微型機器和微型機器人為 21 世紀的尖端技術之一。我國已經開發出手指大小的微型移動機器人，可用于進入小型管道進行檢查作業。預計將生產出毫米級大小的微型移動機器人和直徑為幾百微米的醫療機器人，可讓它們直接進入人體器官，進行各種疾病的診斷和治療，而不傷害人的健康。微型驅動器是開發微型機器人的基礎和關鍵技術之一。它將對精密機械加工、現代光學儀器、超大規模集成電路、現代生物工程、遺傳工程和醫學工程產生重要影響。微型機器人在上述工程中將大有用武之地。

  4. 新型機器人開發有突破

  顯遠或遙現（telepresence或telexistance），被稱為臨場感。這種技術能夠測量和估計人對預測目標的擬人運動和生物學狀態，顯示現場信息，用于設計和控制擬人機構的運動。

  虛擬現實（virtual reality，VR）技術是新近研究的智能技術，它是一種對事件的現實性從時間和空間上進行分解后重新組合的技術。這一技術包括三維計算機圖形學技術、多傳感器的交互接口技術以及高清晰度的顯示技術。虛擬現實技術可應用于遙控機器人和臨場感通信等領域。例如，可從地球上對火星探測機器人進行遙控操作，以采集火星表面上的土壤。

  形狀記憶合金（SMA）被譽稱為智能材料。SMA 的電阻隨溫度的變化而改變，導致合金變形，可用來執行驅動動作，完成傳感和驅動功能。可逆形狀記憶合金（RSMA）也在微型機器人上得到了應用。

  多自主機器人系統（MARS）是近年來開始探索的又一項智能技術，它是在單體智能 機器發展到需要協調作業的條件下產生的。多個機器人具有共同的目標，完成相互關聯的動作或作業。MARS 的作業目標一致，信息資源共享，各個局部（分散）動作的主體在全局環境下感知、行動、受控和協調，是群控機器人系統的發展。在諸多新型智能技術中， 基于人工神經網絡的識別、檢測、控制和規劃方法的開發和應用占有重要的地位?；趯＜蚁到y的機器人規劃獲得新的發展，除了用于任務規劃、裝配規劃、搬運規劃和路徑規劃外，還用于自動抓取方面。

  5. 移動機器人自主性逐步提高

  近年來，對移動機器人的研究受到重視，自主式移動機器人是研究最多的一種。自主機器人能夠按照預先給出的任務指令，根據已知的地圖信息做出全局路徑規劃，并在行進過程中，不斷感知周圍局部環境信息，自主地做出決策，引導自身繞開障礙物，安全行駛到達指定目標，并執行要求的動作與操作。移動機器人在工業和國防上具有廣泛的應用前景，如清洗機器人、服務機器人、巡邏機器人、防化偵察機器人、水下自主作業機器人、飛行機器人等。

  四、需求與展望

  （一）智能機器人發展的重點方向

  首先，針對工業機器人系統，重點發展面向裝備制造業的 6 類機器人系統，包括新一代與人合作型機器人系統、自動導引機器人系統、焊接機器人系統、激光加工機器人系統、真空機器人系統、潔凈機器人系統等的研發。

  其次，在特種機器人類別中，優先發展旋翼飛行機器人、水下機器人、空間機器人等幾種具有先發優勢的特種機器人。

  再次，在服務機器人類別中，優先發展面向醫療的脊柱微創手術機器人系統、面向康復的手部康復及行為輔助機器人系統、面向助殘的智能假肢機器人系統以及面向老年維護的家政服務機器人系統等 4 種機器人。

  最后，面向工業 4.0 新型制造體系的需求，研發智能化設備與裝置、全覆蓋管控一體化網絡、新型數據采集與監控系統、分布式智能控制系統、智能決策與管理系統、支撐制造產品全生命周期管理的信息服務平臺，研發面向航空、軍工、汽車、自動化儀表、高端電子等典型行業的基于機器人的智能化柔性裝配和制造生產系統。

  具體的機器人系統與相關應用行業及技術的關系如圖 1 所示。

  （二）智能機器人產業發展的關鍵核心技術

  與各類機器人系統相對應，我國發展智能機器人產業的關鍵核心技術包括：

  1. 機器人本體及關鍵零部件技術

  面向未來智能機器人技術的發展需求，研究開發伺服電機技術和減速機技術，研究開發新型材料（形狀記憶合金、化合物等）技術、視覺和激光等新型感知技術，為智能機器人能力的進一步提升提供原動力。

  2. 工業機器人技術

  面向新工業革命的需求，研發下一代工業機器人及機器人操作系統，在柔順機電設計技術、非結構環境理解、實時認知技術、人機協同任務規劃技術、自適應與可重構裝配技術、安全性技術等方面進行技術變革，通過大數據、云計算為代表的信息技術與機器人技術的融合，促進機器人綜合能力的提升，實現與人的緊密協作，提升制造系統的智能化， 滿足新工業革命對個性化制造模式的要求，其核心技術路線圖如表 1 所示。

  3. 特種機器人技術

  發展具有自主知識產權的海洋探測技術，研發面向資源勘探、捕撈救援、環境監測等需求的系列化海洋裝備，推動產業化進程，提供我國在深遠海國際競爭中的技術支撐與能力保障；研發國防建設急需的無人化機器人裝備，包括面向海陸空單一環境和多棲環境的無人偵查及作戰機器人系統、增強單兵能力的助力機器人、智能光電系統等；研發面向極地科考、核電站巡檢、空間科學實驗等需求的特種機器人系統，其核心技術路線圖如表 2 所示。

  4. 服務機器人技術

  研究開發可在特定環境下（如家庭、醫院、賓館等）為非專業人員提供服務的智能機器人技術。針對醫療服務機器人，為了豐富傳統醫療康復手段、提升醫療康復水平，研究高靈巧度的操作手臂、基于醫學影像引導的手術操作系統、基于傳感器的健康數據自動采集系統、定量診斷和評估系統、機器人行為的安全保障系統，研制?？菩褪中g機器人、康復機器人、穿戴式智能假肢機器人系統、特殊需求人群的個性化護理機器人、人體腔道介入機器人等，其核心技術路線圖如圖 4 所示。