突破机器人时代的创新障碍

第19届RoboCup机器人世界杯赛及学术大会7月在合肥成功举办（相关报道请见本报7月20日1版及6版）。这是全球大规模机器人竞赛中专业性最强、水平最高的赛事。应邀在学术大会上做主旨演讲的高文院士在接受采访时指出，我国虽然在传统机器人领域起步较晚，但是新型机器人不见得落后。我国在本届世界杯上的出色表现有力地支持了高文院士的这一判断。我国机器人事业正进入高速发展期，在此关键时刻举办机器人世界杯极大地提升了我国在本领域的国际影响力，同时也带给我们一些有益的启示。基于对机器人世界杯方方面面的观察与思考，围绕机器人领域的科技创新，本文就两个重点问题谈一些粗浅认识：一个是关于机器人研发及产业化发展模式的基本判断，另一个是关于消除科研与应用相互脱节的具体途径。

发展模式的创新：创新与创意有机结合广义的创新包含多种形态，创意也是其中的一种，但与典型的科技创新有根本性区别。当前的网络时代建立在创意为主的发展模式之上电子邮件、微信、微博和电商等服务的研发与推广，周期短、见效快，带来巨大的经济和社会效益，却不需要长期的科技攻关和根本性的技术突破。但是，更早的计算机时代则大为不同，是建立在大规模集成电路和计算机系统软件等一系列本质性技术突破的基础之上的，属于创新为主的发展模式。那么，机器人时代的发展模式是什么？是延续创意为主，还是回归创新为主，或者二者都不是？对这个问题的判断将根本性地影响机器人时代的战略抉择。回顾RoboCup机器人世界杯及学术大会的历史，或许有助于我们找到答案。大会于1997年创立，参照阿波罗登月等国际重大科学工程，提出了一个50年的远景目标：到2050年前后，自主机器人足球队战胜人类足球的世界冠军队。这个目标的真正含义不是要让机器人与人对抗，而是要把机器人某些方面的能力发展到与人类相近的程度，从而能够为人类提供大范围的服务，完成一些以往只有人才能做到的事情。大赛最初只有机器人足球一个系列比赛，经过不断发展，2008年开始稳定为五个大项：机器人足球重点关注机器人硬件和底层控制感知技术，以及多机器人系统的合作与对抗；2003年增设了救援机器人系列，以灾难情况下幸存者搜救为主要目的，重点发展机器人在恶劣复杂环境中的运动、感知和控制技术；2006年起，增加了服务机器人系列，并从最初的一个大项迅速发展为本届的四个大项，分别涉及家庭等环境中的个人服务机器人和智能装配等应用领域的专用服务机器人。本届大赛有不少新亮点。比如，中科大联合国内外高校，设立了服务机器人精确测试比赛项目，首次在实体机器人比赛中引进自动裁判系统，对服务机器人的行为和性能进行精确的自动测量和评价。再比如，首次对参赛机器人的硬件成本进行了限制，成本过高的机器人不能参赛。从某种程度上说，这些新亮点代表了机器人产业未来发展的趋势。自动裁判的价值远远超越比赛本身，对于提升服务机器人和特种机器人的科研水平，以及未来这些种类机器人产品的自动检测，都具有重大意义。而限制参赛成本则有利于科研成果的应用转化，也有利于改善国产机器人零部件的生存环境。中科大利用国产零部件研发的可佳低成本移动平台获得该项比赛第一名，从一个侧面证实了在服务机器人上使用国产零部件的发展潜力。上述发展轨迹表明，十余年来，大家对机器人应用的关注度持续升高，在本届世界杯中表现尤为显著，但50年的远景目标仍然保持不变。在大部分比赛项目中，具有广泛应用背景的智能机器人关键技术，始终是研究和测试的主体对象。再回到最初的问题，笔者认为，机器人应用这种长期性、全球性态势说明机器人时代将是一种创新与创意有机结合的发展模式，既需要创意新的服务功能和商业模式，也需要进行根本性的科技创新。两者不是简单叠加，而是有机结合，这样既能极大简化复杂的应用问题，同时以提升科技创新的效率和效果。笔者得出这个判断的根本依据是：机器人应用所面临的创新难度，很多情况下高于计算机应用。我们知道，计算机得以普及的一个关键因素是标准化，这不仅意味着大量不同的计算机可以统一到一个标准之下，更重要的是，意味着每一台（普通）计算机的内部运作与其外部环境是无关的计算机的运作不需要考虑它的用户和环境的不同。但是一般而言，这种环境无关性对传统工业机器人以外的其他种类机器人是不成立的。面对一些普遍性的复杂应用，机器人必须能够适应大量不同的、变化的人类环境，这是一项前所未有的重大科技挑战。上述判断意味着，与当前和以往的任何时代相比，机器人时代将非常不同一个更加千姿百态、更加千变万化的时代。不仅发展空间更加广阔，而且洗牌的频率和幅度将更快更大。在更长久的时空内，新技术成果将源源不断地转化为新产品和新服务，带来源源不断的新机遇和新挑战。一次胜者为王将不再能一劳永逸，只有持续不断地创新才能真正立于不败之地。因此，局部的短平快和以创意为主的产品研发在一些情况下虽然仍然有效，但全局的短平快必将最终导致整体创新战略的落空。

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