【科技动态】日本机器人技术取得突破性进展——21世纪新一轮科技革命？
日本的机器人现在可以奔跑、跳跃，甚至翩翩起舞。例如，去年底在东京举行的一个国际机器人博览会上，来自索尼公司的4个Qrio机器人在执行一段跳舞程序时，其中的一个居然摔倒了。然而，这一摔反而成了体现机器人灵巧程度的计划外表演：这个小家伙自己站起来继续演出，其身体完好无损。
Qrio机器人的演示和其它一些进步凸显了机器人在性能和功能上的稳步发展。日本的政府、科研院所和产业界正投入大量资源开发机器人技术，其目的是把目前这种仍属小型的产业变成强大的经济“发动机”。总体上讲，这些机构看重的不是工业型机器人，而是可以做实用型的类人机器人。
日本经济产业省(METI)制造工业局局长 Toshiaki Kitamura在这个两年一次的机器人博览会上表示：“日本一直是世界头号的工业机器人供应国。现在我们期望机器人技术成为下一个带动日本工业的领导力量，续写汽车和电子技术的成功。”
在一项奇异的类人机器人派生产品的开发工作中，日本的两家公司和一个研究中心展示了一种新型汽车，它把机器人和汽车技术融合在一起。该新型汽车叫做Hallucigenia，它“具有多种比传统轿车更优秀的潜在功能。该车型还在研制过程中。”Chiba工业研究院院长 Hidetaka Uno强调。Hallucigenia项目是Leading Edge设计公司、日产汽车公司的设计分支Creative Box公司以及与Chiba工业研究院(www.it-chiba.ac.jp)相关的未来机器人技术中心(Furo)共同的构想。
索尼的Qrio同时代表了较小型类人机器人的进展。Qrio的直立高度不到2英尺(约0.6米)、重约15磅(约6.8千克)。一种改进的激励器和新的运动控制算法使Qrio可以把传统的行走与奔跑和跳跃运动流畅地结合起来。正是这些技术使得摔倒的Qrio能够重新站起来并继续跳舞。
“Qrio的个头相对较小，这对高效地实现各种各样的实验程序很有利。”索尼娱乐机器人公司的助理经理Kenichiro Nagasaka介绍说。
与Qrio相比，虽然日本国家高级工业科学技术研究院(AIST)研制的类人机器人要重得多，个头和人差不多高，但它也展示了同样的灵巧性。AIST的HRP-2平台于2002年3月面世，其直立高度约有5英尺2英寸，重量接近128磅，它是AIST与Kawada工业公司、Shimizu公司、Yasukawa电气公司的一个五年合作项目的成果。METI下属的新能源和工业技术开发机构(NEDO)提供了资助。
AIST的开发目标是可以从事更多类型工作的实用机器人，日本政府希望通过这个项目壮大日本的机器人产业。日本现在大约占有世界市场的60%，但在过去几十年里，一些小的演进式步骤没有使这个产业得到重大发展。为了加速扩张，AIST正致力于开发有可能作为人类伙伴并同人一起工作的机器人。
AIST的HRP-2有30个自由度，包括臀部的两个自由度。悬臂式关节使得HRP-2可以在狭窄的空间里行走。由于其电力供给系统结构紧凑，因此它不需要其它类人机器人通常使用的“背包”。HRP-2是为和人一同工作而设计的，例如，它可以同一个人合抬一块大木板，通过感应另一端由人施加的方向和力来掌握平衡。
倒下并无损伤地再站起是完成日常任务的一个基本能力。同索尼的Qrio一样，HRP-2同样可以自行恢复站立，这很可能是“第一次实现人体大小的机器人倒下再自己站立起来，”AIST类人机器人组学术带头人Hirohisa Hirukawa称，“本田公司的机器人Asimo至今尚未成功完成这种动作。”
HRP-2正快速进入商业领域。大约一年以前，合作开发公司之一的Kawada已经开始出租这种机器人，把它作为各个实验室的一种研发平台。为鼓励更多的汽车应用开发，AIST同东京大学联合开发了仿真和控制软件Open HRP(类人机器人平台)。该软件可在www.is. aist.go.jp/humanoid/openhrp/上获得。
与此同时，AIST的智能系统研究所在2004年2月同法国国家科学研究中心合作建立一个机器人技术实验室。这个日法联合机器人实验室将以HRP-2为平台来展示各种常见的可演示研究成果。HRP-2已被当作类人机器人平台，用于测试另一个五年项目中的实验软件，该五年项目于2002年启动，名称是 “在实际环境中工作的类人机器人关键技术研究和开发”。MEIT及其下属的NEDO赞助了该项目。
尽管一些机器人在外观和能力上正变得更像“人”，但日本另一个项目的灵感却来自一种已经在地球上存活了五亿年的动物。Hallucigenia轿车是根据寒武纪的一种多刺的海胆状生物而命名的，开发者说那个时代孕育了未来的生命形式。
例的Hallucigenia样机，它带有八个车轮模件，以便提供一些冗余并支撑该轿车的底架。一些车轮模件的动作取决于路面条件和轿车的运行状态，比如前进、倒退、右转或左转，它们在某个特定的操作中有可能用不着。当轿车爬坡时，某些车轮模件调整底盘的高度以便保持平稳状态。
尽管同有趣可爱的Qrio和努力工作的HRP-2相比，Hallucigenia似乎还有很大差距，但这种汽车实际上是仿照类人机器人来建模和设计的。这些车配有一个主CPU和若干分布在轿车各组件上的协同子CPU。此外，类人机器人的结构是冗余的，因而容许灵活的运动。“和类人机器人一样，如果一辆轿车有很多动力模件，它也可以灵活运动，”领导Leading Edge 设计公司的工业设计专家Shunji Yamanaka说。Yamanaka提出了这个样机的理念并设计了外观。
“载人汽车从问世到现在已经有大约100年了。现在到了该发生巨大演变的时候了。”他说。
与使用一个中央引擎来驱动所有车轮的传统汽车不同，Hallucigenia有一个主CPU并在每一个车轮模件中有一个子CPU。这些模件各有四个马达，一个用于转动车轮以便让车辆行走，另三个分别用于改变该模件的高度、方向和位置。
“我们并不打算开发一种自动驾驶汽车或机器人汽车，而是要创建一种按照驾驶员的要求来运行的汽车，控制它更像控制一匹马，”该汽车的开发者Takayuki Furuta指出。Furuta是Furo 研究中心的领导人，他和Yamanaka在日本的机器人研究人员中享有盛名。
由于所有的驱动功能都是在底板下实现的，因而该项目组期望这种轿车有一天可以应用在照料护理、灾难救援、物流等各种非汽车应用中，甚至可能用于居室之中。为进一步发掘Hallucigenia设计思想的潜力，该项目组正邀请各种工业和学术机构参与此项研究。
此外，一些大学正主动根据其机器人开发成果进行产业化活动。筑波大学的Cybernics实验室已经在开发一种称为HAL的机器人动力服装，它可以支持行走、坐下和站立等人体下肢动作。为了控制腿的移动，HAL检测皮肤表层上的生物信号并据此预测下一个动作。现在，这种动力服装已开发到第三版，可以支撑一个60公斤的人并可以使他或她站立起来。
筑波大学的教授Yoshiyuki Sankai想借助其实验室的开发成果同Mitsui公司合作，以便在今年春季开创一项业务。他说，Mitsui公司将同筑波大学的研究小组携手工作，使这种服装穿起来更轻便、舒适。
日本"大力服"将投放市场 穿者力量增10倍
日本一家公司研制出的“大力服”是世界首款全功能机械外甲，能使穿戴者四肢力量瞬间增加十倍。“大力服”将在近期投放市场，帮助老年人和四肢残疾者增强活动能力。“大力服”技术还有望在工业和军事领域发挥更广泛用途。
“大力服”研发负责人三阶勇纪
有了这套“钢铁肌肉”的帮助，未来或许人人都可以成为“钢铁侠”
穿上“大力服”后，穿戴者可以轻松举起30公斤的物体
整套装置仅重7公斤
这款“大力服”名为“混合辅助四肢”系统，由日本Cyberdyne公司研制。“大力服”借助电池电力运转，整套装置重约7公斤。人脑通过神经系统发出运动指令时，衣服上的内置传感器因与人体接触，能接收到微弱的皮肤电流。这些传感器与计算机相连，计算机通过解译传感器发出的信号，指导捆绑在人体四肢上的机械支架运动。
Cyberdyne公司打算近期将“大力服”投放市场，每年向公众出租500套，月租金拟定为1300英镑左右。同时，公司还有意与日本国内其他公司以及海外其他公司合作，分享“大力服”技术。
“大力服”力量可调节
“大力服”最初设计理念为康复工具，能使穿戴者四肢力量增强十倍，并帮助行动不便的老年人和四肢残疾者增强活动能力。两年前，一名登山运动员背负一名四肢残疾者爬上高4164米的瑞士不莱特峰，这名登山运动员当时穿的正是“大力服”。“大力服”还可根据穿戴者四肢先天力量进行调节，以确保先天活动能力各异的人得到大小不同的动力协助。
英国《泰晤士报》20日援引研发负责人三阶勇纪的话报道：“‘大力服’的研制刚刚起步。我们的研制不仅仅是从片面的时尚观念出发，它凝结了众多研究人员的观点，包括用户。”
展望 未来战士或穿“大力服”
“大力服”研发负责人三阶勇纪介绍说，“大力服”技术还有望在工业和军事领域发挥更广泛用途。
事实上，三阶勇纪并不是唯一试图利用科技手段增强人体运动能力的人。美国防卫设备承包商雷神公司旗下的萨尔科斯公司目前正在美国军队中试验铝制外甲，意在增强士兵的身体力量和忍耐力。
美国卡内基-梅隆大学教授汉斯·莫拉韦茨早在20世纪60年代初便投身机械研究。他说，“大力服”技术意味着人们能在避免高风险情况下，直接利用机器传达人体感知。
美国发明家雷·库兹韦尔则预言，展望未来，人脑发出的信息最终会转化为数据传入计算机。
日本机器人热：真人劳动力缺乏 没人购买也要做
2009年6月12日，在日本东京的一次展览上，厨师机器人在熟练地翻炒日本风味薄饼。
日本人对于研发机器人的热情全球闻名，每隔一两年就会有新的产品出现。可是这些斥巨资研制的机器人大都没有产生直接的经济效益。那为什么日本还乐此不疲呢？这里既有现实的需要，也有对未来的考量。日本是个缺少劳动力的国家，工业机器人大有市场；日本的国教文化也让日本人对机器人没有任何排斥心理。而让高科技的机器人代言本国的一流研发能力，也是一个重要的因素。
只要日本的科学家动动手，全世界就可能要等着看机器人棒球大赛了。每隔一两年，日本的研究人员就会推出一款新的机器人发明。最新的一款是这个月推出的一款机器人棒球组合。虽然大部分的机器人发明，不管是让人眼花缭乱的，还是让人惊骇的，都无法进入大众消费市场，日本的科学家们似乎没有一点意向要在近期中止他们研究：机器人技术在日本的应用比世界上其他任何国家都要大得多。目前全球70%的工业机器人由日本公司制造，日本经济产业部希望日本的机器人市场规模能在2025年增长至6.2万亿日元(约合人民币4437亿元)。
之所以聘用大量机器人，既是为了应对高昂的人工成本，也是为了进一步支持各行业的机械化。日本在岗机器人的数量在接下来的15年里，预计将达到100万。“如果说，汽车引领了日本的20世纪；那么21世纪的领头兵肯定就是机器人行业了，”密西根大学人类学教授詹尼佛·罗伯逊说。
除了大型类人机器人或工业机器人外，日本的研究人员还创造了大量的“消费者友好型”的机器人，或用于给人带来乐趣，或用于医疗用途。比如早前生产的宠物狗或者最近推出的能摊煎饼的机器人厨师等。不管这些产品多么聪明可爱，就算是在日本的机器人市场上，也都有一个致命的弱项：价格。其高昂的价格阻碍了普通客户的消费欲望，这些东西动辄就要数千美元。索尼公司的AIBO机器狗，每只要2000美元。还是在炫耀了七年之后，到了2006年才降价的。
真人劳动力缺乏, 要拿机器当人用
日本的人口出生率一直在稳定地下滑着，其劳动力大军的规模也在不断缩小中。同时，日本又是一个全球闻名的对外来移民非常警惕的国家。因此，日本希望不断增长的机器人大军能够缓解这种自家人手不够、外来人口不用的窘境。目前，非本国出生的人口只占日本总人口的2%弱，而在美国，这个数字是12%。尽管不同行业的需求不同，不过总的来说，一个机器人可以顶替好几个工人的工作，对于日本政府官员来说，这个消息听起来简直就是优美的乐曲。他们知道，日渐缩小的劳动力队伍将给未来的养老计划和卫生保健计划带来沉重的负担。而用机器人顶上，用坏了大不了一丢了事，绝不会成为负担。
另外，在日本这个国度里，许多工薪阶层在上班的路上经常会手捧一本漫画书；许多居家主妇也是视频游戏的狂热爱好者。从多个方面说，机器人融合了日本两大文化背景：一个是技术，一个是动画。
日本成年人也经常动漫游戏不离手，是机器人工业发达的一个文化因素
没人购买也要做, 机器人是“技术羊头”
尽管日本在机器人行业上的主要投资确实有着近期功利的考虑，同时这也使得日本的机器人技术在全球首屈一指、声望颇高。日本的大型技术公司在炫耀其一流的研发能力时，都会把这个亮点作为最好的说辞。本田公司投入成百上千万美元来研发能够行走的机器人阿西莫夫时，看不到“任何一点直接商业效益”，英国一位研究机器人技术的教授诺埃尔·沙基说。之所以还这么做，不是因为本田公司傻，而是因为这么做“既能表明他们才是最新技术的领跑者，又能给公司里的一流工程师找到用武之地。可以说，至少在目前的阶段，很多日本公司是打着机器人羊头，卖高科技的狗肉。
国教视物也为神,爱机器“发自内心”
有专家称，日本之所以举国爱上机器人，根源在于该国的国教神道教。该宗教以其对自然中的神灵和祖先的尊敬为特征，对生命和非生命物质没有明确的区分。信徒们相信，所有事物，包括物体，都可以拥有活着的灵魂。“日本有关机器人的历史长久而友善，类人机器人被认为是有生命的，甚至是求之不得的家庭成员，”罗伯逊说。在西方文化里，机器人经常被描画成一种邪恶的力量，是世界和平的威胁；更糟的情况是，还是人类饭碗的威胁。“而日本人则视机器人为一种善的力量，”东京麦格里证券的技术分析师达米安·索恩这样说。
日本机器人产业越做越精
日本素有“机器人王国”之称。在制造业、高科技产业、服务业等诸多领域，机器人正在被越来越广泛地使用，性能也在不断提高。据统计，目前全世界投入使用的机器人大约有95万台，其中日本就占了总数的38％，位居各国之首。
从全球来看，机器人产业化的历史可追溯到上世纪60年代。1962年美国万能自动公司制造的“尤尼梅特”和美国机械与铸造公司生产的“沃萨特兰”机器人分别在全球率先投入使用。日本从60年代后半期开始从美国引进机器人。在当时，由于担心机器人的使用会剥夺人们的就业岗位，因此受到了行业工会的抵制，美国机器人没有立即得到普及和应用。然而，在日本则不同，当时日本正值经济高速增长时期，劳动力不足问题非常严峻，同时，产业界对自动化的需求也很高，因此机器人得到了广泛的应用。此外，还有一个原因就是危险等工作环境，也需要大量的机器人。1969年，日本成功研制出第一台应用于生产的机器人，当时它被用于提取和搬运重物。
自上世纪80年代起，日本机器人的数量开始增加。从80年代后半期到90年代初的泡沫经济时期，机器人数量激增。泡沫经济破灭后，虽然机器人产量迅速减少，但机器人的出口却有了长足的发展。据统计，2007财年日本机器人销售额为5850亿日元，其中出口额达到3730亿日元。推动机器人发展的主要原因是向海外发展的日本企业数量逐渐增加，同时海外的汽车制造商也开始积极地引进机器人。现在，日本机器人主要用于汽车制造业和电子机械产业。电子机械产业中的电子零部件封装、半导体封装、无尘室、组装等领域占了机器人销售额的一半。
日本的机器人制造商非常多，竞争也十分激烈。正因为如此，高性能低价格的机器人不断地被开发出来。此外，在生产技术能力不断提高及精确的设计规格要求下，汽车业和电子产业等大的用户也纷纷同机器人制造商进行联合开发。在日本，对零部件、传感器、电机等机器人制造过程中必不可少的关键元器件制造技术进行研发的相关产业的不懈努力，大大推动了机器人产业的不断升级。同时，政府为了促进机器人的普及和利用，对使用机器人的企业实行了一系列优惠政策，如给予企业特别折旧、减税、优惠贷款等措施。为了鼓励机器人制造商进行新技术研发，政府也对其实行许多扶持政策，如优惠税制、帮助融资等等。
通过这些政策的实施及企业的不断开拓，近年来，日本机器人产业从整体上有了大幅度的提升。尤其是机器人的性能，通过“智能化”技术的应用，目前已发展到了很高的水平。由于“智能化”的推进，机器人的应用范围进一步扩大，促进了产品多元化的发展。如今，机器人正向着“小而有力”的方向迅速发展。
2008日本机器人展
横滨太平洋大厦举办了日本2008年度机器人展。
Noir
神奈川技术学院展出了黑色的、大蓝眼睛的“孙子”机器人，其用途为与老年人沟通、帮助照顾老人。修改后的版本Vstone的Robovie-R机器人能进行基本的会话、唱歌，会玩石头剪刀布游戏。
Reborg-Q//MKR-003
ALSOK安保公司展出的机器人为执行巡逻保安任务的Reborg-Q（左），可放置在公共场所，用其独眼就可盯防可疑活动，同时可以愉悦幼齿。庆应义塾大学的MKR-003（右）是一个自主机器人，可携带医疗用品在医院内部游走。该机器人据有地图功能，可了解自己在医院内的位置，躲避障碍，口头与人沟通。
灰综色的Paro
著名的Paro——各种颜色的“精神寄托机器人”出现在国立先进科技研究所的展位上。
Manoi仿真运动员
Kyosho展出了他们的仿真运动员机器人。
（来源：今日头条、电商之窗）
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