不管我們是否做好準備，機器人時代都如期到來了，而且機器人就圍繞在我們身邊：我們走進銀行或者酒店，迎面服務的居然是機器人；我們會在淘寶網上挑選一款适合孩子的早教機器人，也會購買一台打理地面的家庭掃地機器人。
20年前的中國，如果誰擁有一台計算機，那麼，他要麼是從事計算機工作，要麼就是計算機狂熱者。而今，計算機已經成為許多人不可或缺的家用和工作必需品。
機器人将像計算機一樣改變我們未來的生活，其改變的力度和程度可能更甚。因為機器人是這個時代衆多科技的內建品和綜合體，它必将以一種更加廣泛和更加深入的方式影響着人類。
1、新工科教育
全球範圍内正在掀起新一輪科技革命和産業變革熱潮，無論是專家、學者的論文，還是媒體報道或政府文告，工業4.0、大資料、網際網路+、物聯網、智能化、雲計算、3D列印、人工智能等詞彙頻繁出現，已成為社會各界關注的焦點。機器人也伴随着新一輪科技革命成為我們生産生活中不可或缺的一部分。
2013年4月德國推出了《德國工業4.0戰略》，并在漢諾威工業博覽會上正式釋出了“工業4.0”，将工業發展分成了四個連續階段，從工業1.0到4.0其主要技術特征分别是機械化、自動化、資訊化和網絡化。
工業4.0強調通過資訊網絡與實體生産系統的融合來改變目前的工業生産與服務模式。德國希望在未來10～15年整體工業将逐漸從3.0向4.0轉變。
工業4.0的核心技術是資訊實體系統（CPS），其概念由美國國家自然基金委員會于2006年提出，CPS是實作了多個軟體對多個硬體控制的網絡，利用物聯網、傳感器的無線連接配接和感覺功能來實作對工廠和企業的控制和管理。CPS可将資源、資訊、物體以及人緊密聯系在一起，将生産工廠轉變為一個智能環境。
2018年5月8日，國務院印發《中國制造2025》，部署全面推進實施制造強國戰略，其戰略舉措之一——高端裝備創新工程以十大領域重點突破，其中就包括高檔數控機床和機器人。
大陸未來十年将重點圍繞汽車、機械、電子、危險品制造、國防軍工、化工、輕工等工業機器人、特種機器人，以及醫療健康、家庭服務、教育娛樂等服務機器人應用需求，積極研發新産品，促進機器人标準化、子產品化發展，擴大市場應用。突破機器人本體、減速器、伺服電機、控制器、傳感器與驅動器等關鍵零部件及系統內建設計制造等技術瓶頸。
在工業機器人領域，聚焦智能生産、智能物流，攻克工業機器人關鍵技術，提升可操作性和可維護性，重點發展弧焊機器人、真空（潔淨）機器人、全自主程式設計智能工業機器人、人機協作機器人、雙臂機器人、重載AGV 6種标志性工業機器人産品，引導大陸工業機器人向中高端發展。
在服務機器人領域，重點發展消防救援機器人、手術機器人、智能型公共服務機器人、智能護理機器人4種标志性産品，推進專業服務機器人實作系列化，個人/家庭服務機器人實作商品化。
在這一輪的技術變革中，以移動網際網路與大資料服務、醫療健康與物聯網、新能源與智能交通自動化、機器人與智能制造等為代表的科技創新正在改變世界的技術發展方向、産業競争格局與社會組織結構，這一交錯融合的科技浪潮引起了制造模式、生活方式、軍事作戰形态等的變化。
智能制造的關鍵環節就是機器人，它将替代人力最終實作“無人工廠”。
在基礎教育方面，美國從國小開始學習程式設計、撰寫程式和機器人控制，同時鍛煉孩子動手操作能力；到中學則加入機器人社團，每天花三四個小時在實驗室，準備競賽。
早在1980年，日本便将機器人産業定位為前沿技術産業，并面向專業技術人員，由企業、産業機器人工業協會或教育訓練機構等開展技術研修。20世紀80年代，日本大學及科研院所中鮮有機器人相關專業，多在機械工學等學科中開展相關的教研活動，比較具有代表性的是名古屋大學電子機械專業和早稻田大學機械工學專業。
随着技術的發展，資訊技術等學科也逐漸開始增設相關研究，如東京大學機械學院建立機械資訊工學專業、慶應義塾大學理工學院設立系統設計工學專業等。
1996年，日本首個機器人學科在立命館大學理工學部成立，代表着機器人正式作為獨立學科出現在高等教育中。而且，日本每所大學都有較高水準的機器人研究會，每年定期舉行機器人設計和制作大賽。
大陸中國小機器人教育可追溯到2000年，北京景山學校以科研課題的形式将機器人納入資訊技術課中，率先開展中國小機器人教育。
中國小機器人教育正面臨着閱聽人面過于狹窄、區域分布呈現出顯著的差異性、在具體實施過程中還普遍存在着流于形式和不受重視的困境。
大陸高校機器人教育起步也較晚，開設機器人教學的高校數量和課程數量都較美日等機器人教育發達國家要少，而且大部分為工科院校。青海大學自2012年起，首先為機械設計制造及其自動化專業開設“機器人技術基礎”選修課程，而後拓展至機械電子工程專業。
随着機器人被廣泛應用，大學專業設定成為諸多國内高校的期待。2016年，東南大學自動化學院設立機器人工程四年制大學專業，随後，安徽工程大學機械工程學院也設定了機器人工程專業。2017年已增至60所，涵蓋“雙一流”建設高校及高職院校。2018年，機器人工程專業成為熱門專業。
為适應新一輪技術變革和國家制造業發展戰略，高等教育也适時地提出了“新工科”概念，尤其強調新工程業态下工科人才培養模式的探索。
新型學科專業的核心是工科專業的資訊化、數字化和智能化。在國家推進兩化融合的程序中，所有工科專業都躲避不開“轉型”而成為“新”專業。
2、機器人行業
在機器人産業鍊中，上遊核心價值最高，下遊市場空間最大。
日本占據上遊絕對優勢地位。控制器基本由本體企業自主生産，日本憑借本體環節優勢企業發那科、安川電機占全球份額近40%；減速器領域，日本納博特斯克和哈默納科早期占全球份額近80%，近年來中國國産優質企業崛起，日本企業份額降至50%左右，中國企業約占20%；伺服電機領域，日本企業占據全球近40%的份額。
日本占據絕對優勢地位。工業機器人技術起源于美國，在日本大規模産業化。至今，日本機器人本體占全球份額近40%，中國和德國各占15%左右。美國份額不高，但在仿生機器人等前沿領域保持引領地位。
中國下遊市場不容小觑。系統內建對企業的設計、服務、安裝能力要求較高，主要由當地的小內建商營運。中國對工業機器人的需求和系統內建環節均占全球份額約30%。日本占全球份額也約30%。
大國産業鍊變遷需求主導遷移，供給和政策需形成合力，機器人産業鍊經曆了三個發展階段。
萌芽期（1954—1973年），機器人最早誕生于美國，供給為主導因素。美國在程式設計能力、機械設計能力、視覺傳感能力等方面領先優勢突出，1954年，喬治·德沃爾申請了一個“可編輯關節式轉移物料裝置”的專利，設計并制造出世界上第一台可程式設計機器人，與約瑟夫·恩格爾伯格合作成立了世界上第一個機器人公司。1959年，研制出了第一台工業機器人。1961年，工業機器人在通用汽車公司首次亮相，它被用來運送熱的壓鑄金屬件，并将其焊接到汽車車身部件上。至今，在機器人前沿技術例如人工智能、仿生機器人等領域，美國依舊是全球引領者。
1946年第一台電子計算機在美國問世，工業生産開始向高速度、大容量、低價格方向發展，為機器人應用奠定基礎。但美國重科研輕應用、重軟體輕硬體，機器人應用需求發展緩慢。美國政府将重點放在國防軍事，對機器人産品重視程度不高。
斯坦福臂标志着關節型機器人革命的開始，它改變了制造業的裝配線，并推動了包括庫卡和ABB機器人在内的多家商業機器人公司的發展。
産業化落地期（1973—2010年），美國機器人産業鍊遷至日本，供給奠定基礎，需求主導結果。随着美國制造業外遷，汽車、電子等行業在日本、德國蓬勃發展，同時老齡化等因素進一步催生日本機器人需求。
伴随着技術的快速發展，這一時期的工業機器人還突出表現為商業化運用迅猛發展的特點，工業機器人的“四大家族”——庫卡、ABB、安川、發那科公司開始了全球專利的布局，目前占據全球工業機器人市場約60%的份額。
機器人最重要的技術在于材料及核心零部件，日本工業基礎相對較好，高度重視相關領域發展，通過引進美國技術和自主研發實作快速發展。
20世紀60年代末日本經濟繁榮，汽車、電子等産業鍊開始快速發展；同時，老齡化問題開始顯現，日本自動化改造需求提升。
1970年日本工業機器人産量為1350台，到1987年已增至45100台。為鼓勵機器人研發和創新，日本政府針對性地出台相關政策，以“傾斜減稅”的方式加速技術進步。
成熟期（2010年至今），日本機器人産業鍊遷至中國，需求端主導，供給端和政策端尚未形成合力。随着市場擴容和外資産品供給彈性不足，機器人開始本土化，但至今中國産業鍊發展程度仍相對有限。
日本機器人産業已發展40餘年，後發國家與日本的技術差距較大。中國在材料和工業基礎件方面，人才供給和基礎研究不足，産業鍊發展仍需要一定時間。
中國是制造業大國，對工業機器人的需求日益增加。2020年以來新冠肺炎疫情進一步影響外資企業的供應能力和服務能力，國内機器人産業得到進一步發展。
國家曾專門立項自然科學基金項目、863項目等，形成了一些成果和樣機，但由于“政、産、學、研、用”體系尚未搭建完整，引導和保護國内企業發展的專項政策尚未出台，行業技術進步速度有限。
全國最大的機器人生産基地位于遼中南工業基地，該基地位于大陸中部地區，與京津唐工業基地、滬甯杭工業基地和珠江三角洲工業基地一起構成了中國四大機器人生産基地。
從美國到日本、日本到中國的這兩輪産業轉移中，需求增長是觸發産業轉移的重要因素。差異之處在于日本承接産業轉移後孕育出完整産業鍊，且産業競争力延續到了今天。中國在大市場培育下形成了較大規模的下遊供給，但核心器件配套和高端産品供應能力與早年間日本所經曆的情形有較大差距。
3、機器人應用
老齡化嚴重的日本，機器人産業處于世界領先地位，其機器人産品極為豐富，特别是在醫療護理業中的應用極其廣泛。
日本于2015年釋出了《日本機器人戰略：願景、戰略、行動計劃》，提出機器人革命的“三大實施舉措”和“五年計劃”，努力推動日本機器人技術、産業走向國際社會。
例如，松下公司研發了自動運輸機器人（醫院藥品及樣本運輸）和可輔助老年人下床及步行的“看護機器人”，豐田公司緻力于量産照顧老弱病殘的智能服務機器人，三星公司研發了健康管理服務機器人（提供健康監測、用藥跟蹤、音樂治療、睡眠管理等智能服務），歐姆龍公司聯合南韓通信營運商SK共同推出5G防疫機器人（消毒作業、體溫監測、健康管理服務），日本ZMP公司、Doog公司改裝了防疫消毒機器人。
日本還出現了一種針對阿爾茲海默症預防和症狀緩解的治療機器人——海豹型機器人PARO，在養老機構作為“神經邏輯治療機器人”，在2018年全世界就有5000隻PARO投入使用。
大陸是全球擁有人口最多也是擁有老年人口最多的國家，龐大的人口基數對醫療資源提出了嚴峻的考驗。
大陸在20世紀80年代末才開始遠端醫療的研究性探索，90年代中期逐漸有了實用性的系統建設與市場應用。
大陸智能醫療機器人産業起步晚，2018年大陸智能醫療機器人市場規模達到34億元，預計到2025年，大陸智能醫療機器人市場規模将突破百億元，技術研發與試驗不斷加速、市場規模不斷增加、新的應用場景不斷出現、産業鍊布局不斷延伸，潛力巨大。
近年來，國内直接以“醫養智能機器人”“智慧醫養機器人”等命名的機器人醫養主題産品開始出現，主要是将老年人陪伴、心理關懷、生活支援、健康體檢、預約挂号、私人醫生等醫養功能進行內建。
在2019年世界機器人大會上，哈工大機器人集團（HRG）自主設計的國内首款帕金森症人工智能輔助診斷儀受到廣泛關注，該裝置以醫療機器人為分布式輔助診斷終端，具有聲紋識别技術，并廣泛應用于醫院、體檢及養老機構。
遠端醫療通過網際網路技術将醫療資源整合利用，打破醫療資源分布的地域限制，有利于統籌解決醫療資源不均衡、醫療服務供給不充分、醫療人才短缺、醫療成本過高、醫患關系緊張等問題。在“醫養結合”的理念之下，在以居家養老為基礎的現實國情之下，利用科技手段建立完善的遠端醫療系統，成為“醫養結合”模式的關鍵一環。
2018年，中日友好醫院與中國移動攜手打造的國家遠端醫療協同平台正式啟動。2016年，大陸遠端醫療（包括遠端患者監測、視訊會議、線上咨詢、個人醫療護理裝置、無線通路電子病例和處方等）的市場規模達到61.5億元，到2018年，市場規模增長到132.1億元，2023年遠端醫療市場可能達到3000億元。
随着大陸5G網絡正式實作商用，軟體服務和雲計算、大資料等産業快速發展，自動化、智能化遠端醫療技術将進入蓬勃發展的“黃金時期”。
近年來，随着網際網路公司布局健康醫療領域，平安好醫生、恒大健康、阿裡健康、微醫、好大夫等移動遠端醫療及相關的App産品不斷湧現，遠端醫療更加走近普通百姓，一個智能終端平台和裝置就能實作與醫療資源的近距離接觸。
随着大陸人口老齡化加速及疾病慢性化，需要接受短期康複治療或長期照護的失能老年人口持續增加。在中國，生活存在困難的老齡群體仍以家庭照護為基本形式。
依托家庭照護的智能化遠端照護，基于網際網路、物聯網，集合運用現代通信與資訊技術、計算機網絡技術，為老齡群體提供遠端照護的一種養老模式。
結語
機器人已經深入各個行業領域，正在改變着我們的生活和價值觀。
比爾·蓋茨曾預言，機器人将像個人電腦一樣無處不在。今天，我們已經可以清晰地感覺到他的預言的準确性。
回顧計算機技術發展的曆史，就會發現計算機、機器人等人類手中的昔日工具，正在成為某種程度上具有一定自主性的能動體，開始替代人類進行決策或者從事任務。
目前，新一輪科技革命蓄勢待發，機器人技術與新一代資訊技術、生物技術、新材料技術、傳感器技術的融合不斷加快，為工業智能機器人、仿生機器人以及新一代機器人的誕生與發展打開了大門。
中國、日本、美國、南韓和德國是全球五大工業機器人市場。2022年中國市場工業機器人銷量30.3萬台，同比增長15.96%，增長率較上一年明顯下降，預計2023年銷量有望超過36.5萬台，同比增速在20%以上。
随着機器人易用性、穩定性及智能水準的不斷提升，機器人的應用領域逐漸由搬運、焊接、裝配等操作型任務向加工型任務拓展，人機協作也成為工業機器人研發的重要方向。協作機器人可在碰到人體後自動停止運作，大幅增強了工業機器人的安全性，使人機協作變為可能。
日本SMC緻力于為機器人研制高品質的末端執行器，研發的新型汽缸體積縮小了40%以上，品質減輕了69%。德國費斯托（Festo）的新型全氣動驅動機械臂，将剛性的“抓取”轉變為柔性的“圍取”，能完成靈活抓取不同大小部件的任務。
中國的工業機器人關鍵技術在世界上還比較落後，很多關鍵部件還需要依賴進口。減速器、伺服器、控制器是工業機器人的三大核心零部件，成本占總體比例超過70%，其中減速器系統占36%，伺服器系統占24%，控制器系統占12%。
ABB推出ABB Ability工業雲平台，同時與華為展開合作，聯合研發機器人端到端的數字解決方案，實作機器人遠端監控、配置和大資料應用，進一步提升生産效率和節約成本。
全球減速器市場上，日本納博特斯克及哈默納科兩大巨頭占據了70%以上的市場佔有率。大陸減速器研究起步較晚，技術落後于日本，嚴重依賴進口。目前國産減速器廠家中，南通振康、綠地諧波、秦川機床已進入大批量生産階段并擁有穩定的訂單來源。
伺服系統市場外資企業占據絕對優勢，日系品牌占據大部分市場佔有率，主要有安川電機、松下、三菱電機、三洋。大陸伺服電機與國外産品相比，自主配套能力已現雛形，産品功率範圍多在22千瓦以内，技術路線上與日系産品接近。較大規模的伺服電機品牌有20餘家，主要有南京埃斯頓自動化股份有限公司、廣州數控裝置有限公司、深圳市彙川技術股份有限公司等。
控制器是機器人的大腦，負責釋出和傳遞動作指令。主要廠商有貝加萊、倍福、安川電機、三菱、西門子等。由于控制器的技術門檻較低，目前國内外企業技術差距較小，大陸大部分具有大批量生産控制器能力的廠家均具有自主開發控制器的能力。
國産的機器人控制器在硬體方面與國外産品差距不大，但在軟體算法和相容性領域還存在差距。國内的機器人控制器廠家主要包括新松機器人、新時達、廣州數控、華中數控、彙川科技、固高科技。
近年來，國際機器人四大家族紛紛搶灘中國工業機器人市場，在中國擴建生産基地，中國機器人企業面臨極大的競争壓力。大國競争的前沿，機器人的金字塔頂端，中國何時才能追趕上日美呢？
（圖檔來源網絡，侵删）