不管我们是否做好准备，机器人时代都如期到来了，而且机器人就围绕在我们身边：我们走进银行或者酒店，迎面服务的居然是机器人；我们会在淘宝网上挑选一款适合孩子的早教机器人，也会购买一台打理地面的家庭扫地机器人。
20年前的中国，如果谁拥有一台计算机，那么，他要么是从事计算机工作，要么就是计算机狂热者。而今，计算机已经成为许多人不可或缺的家用和工作必需品。
机器人将像计算机一样改变我们未来的生活，其改变的力度和程度可能更甚。因为机器人是这个时代众多科技的集成品和综合体，它必将以一种更加广泛和更加深入的方式影响着人类。
1、新工科教育
全球范围内正在掀起新一轮科技革命和产业变革热潮，无论是专家、学者的论文，还是媒体报道或政府文告，工业4.0、大数据、互联网+、物联网、智能化、云计算、3D打印、人工智能等词汇频繁出现，已成为社会各界关注的焦点。机器人也伴随着新一轮科技革命成为我们生产生活中不可或缺的一部分。
2013年4月德国推出了《德国工业4.0战略》，并在汉诺威工业博览会上正式发布了“工业4.0”，将工业发展分成了四个连续阶段，从工业1.0到4.0其主要技术特征分别是机械化、自动化、信息化和网络化。
工业4.0强调通过信息网络与物理生产系统的融合来改变当前的工业生产与服务模式。德国希望在未来10～15年整体工业将逐渐从3.0向4.0转变。
工业4.0的核心技术是信息物理系统（CPS），其概念由美国国家自然基金委员会于2006年提出，CPS是实现了多个软件对多个硬件控制的网络，利用物联网、传感器的无线连接和感知功能来实现对工厂和企业的控制和管理。CPS可将资源、信息、物体以及人紧密联系在一起，将生产工厂转变为一个智能环境。
2018年5月8日，国务院印发《中国制造2025》，部署全面推进实施制造强国战略，其战略举措之一——高端装备创新工程以十大领域重点突破，其中就包括高档数控机床和机器人。
大陆未来十年将重点围绕汽车、机械、电子、危险品制造、国防军工、化工、轻工等工业机器人、特种机器人，以及医疗健康、家庭服务、教育娱乐等服务机器人应用需求，积极研发新产品，促进机器人标准化、模块化发展，扩大市场应用。突破机器人本体、减速器、伺服电机、控制器、传感器与驱动器等关键零部件及系统集成设计制造等技术瓶颈。
在工业机器人领域，聚焦智能生产、智能物流，攻克工业机器人关键技术，提升可操作性和可维护性，重点发展弧焊机器人、真空（洁净）机器人、全自主编程智能工业机器人、人机协作机器人、双臂机器人、重载AGV 6种标志性工业机器人产品，引导大陆工业机器人向中高端发展。
在服务机器人领域，重点发展消防救援机器人、手术机器人、智能型公共服务机器人、智能护理机器人4种标志性产品，推进专业服务机器人实现系列化，个人/家庭服务机器人实现商品化。
在这一轮的技术变革中，以移动互联网与大数据服务、医疗健康与物联网、新能源与智能交通自动化、机器人与智能制造等为代表的科技创新正在改变世界的技术发展方向、产业竞争格局与社会组织结构，这一交错融合的科技浪潮引起了制造模式、生活方式、军事作战形态等的变化。
智能制造的关键环节就是机器人，它将替代人力最终实现“无人工厂”。
在基础教育方面，美国从小学开始学习编程、撰写程序和机器人控制，同时锻炼孩子动手操作能力；到中学则加入机器人社团，每天花三四个小时在实验室，准备竞赛。
早在1980年，日本便将机器人产业定位为前沿技术产业，并面向专业技术人员，由企业、产业机器人工业协会或培训机构等开展技术研修。20世纪80年代，日本大学及科研院所中鲜有机器人相关专业，多在机械工学等学科中开展相关的教研活动，比较具有代表性的是名古屋大学电子机械专业和早稻田大学机械工学专业。
随着技术的发展，信息技术等学科也逐渐开始增设相关研究，如东京大学机械学院新建机械信息工学专业、庆应义塾大学理工学院设立系统设计工学专业等。
1996年，日本首个机器人学科在立命馆大学理工学部成立，代表着机器人正式作为独立学科出现在高等教育中。而且，日本每所大学都有较高水准的机器人研究会，每年定期举行机器人设计和制作大赛。
大陆中小学机器人教育可追溯到2000年，北京景山学校以科研课题的形式将机器人纳入信息技术课中，率先开展中小学机器人教育。
中小学机器人教育正面临着受众面过于狭窄、区域分布呈现出显著的差异性、在具体实施过程中还普遍存在着流于形式和不受重视的困境。
大陆高校机器人教育起步也较晚，开设机器人教学的高校数量和课程数量都较美日等机器人教育发达国家要少，而且大部分为工科院校。青海大学自2012年起，首先为机械设计制造及其自动化专业开设“机器人技术基础”选修课程，而后拓展至机械电子工程专业。
随着机器人被广泛应用，本科专业设置成为诸多国内高校的期待。2016年，东南大学自动化学院设立机器人工程四年制本科专业，随后，安徽工程大学机械工程学院也设置了机器人工程专业。2017年已增至60所，涵盖“双一流”建设高校及高职院校。2018年，机器人工程专业成为热门专业。
为适应新一轮技术变革和国家制造业发展战略，高等教育也适时地提出了“新工科”概念，尤其强调新工程业态下工科人才培养模式的探索。
新型学科专业的核心是工科专业的信息化、数字化和智能化。在国家推进两化融合的进程中，所有工科专业都躲避不开“转型”而成为“新”专业。
2、机器人行业
在机器人产业链中，上游核心价值最高，下游市场空间最大。
日本占据上游绝对优势地位。控制器基本由本体企业自主生产，日本凭借本体环节优势企业发那科、安川电机占全球份额近40%；减速器领域，日本纳博特斯克和哈默纳科早期占全球份额近80%，近年来中国国产优质企业崛起，日本企业份额降至50%左右，中国企业约占20%；伺服电机领域，日本企业占据全球近40%的份额。
日本占据绝对优势地位。工业机器人技术起源于美国，在日本大规模产业化。至今，日本机器人本体占全球份额近40%，中国和德国各占15%左右。美国份额不高，但在仿生机器人等前沿领域保持引领地位。
中国下游市场不容小觑。系统集成对企业的设计、服务、安装能力要求较高，主要由当地的小集成商运营。中国对工业机器人的需求和系统集成环节均占全球份额约30%。日本占全球份额也约30%。
大国产业链变迁需求主导迁移，供给和政策需形成合力，机器人产业链经历了三个发展阶段。
萌芽期（1954—1973年），机器人最早诞生于美国，供给为主导因素。美国在编程能力、机械设计能力、视觉传感能力等方面领先优势突出，1954年，乔治·德沃尔申请了一个“可编辑关节式转移物料装置”的专利，设计并制造出世界上第一台可编程机器人，与约瑟夫·恩格尔伯格合作成立了世界上第一个机器人公司。1959年，研制出了第一台工业机器人。1961年，工业机器人在通用汽车公司首次亮相，它被用来运送热的压铸金属件，并将其焊接到汽车车身部件上。至今，在机器人前沿技术例如人工智能、仿生机器人等领域，美国依旧是全球引领者。
1946年第一台电子计算机在美国问世，工业生产开始向高速度、大容量、低价格方向发展，为机器人应用奠定基础。但美国重科研轻应用、重软件轻硬件，机器人应用需求发展缓慢。美国政府将重点放在国防军事，对机器人产品重视程度不高。
斯坦福臂标志着关节型机器人革命的开始，它改变了制造业的装配线，并推动了包括库卡和ABB机器人在内的多家商业机器人公司的发展。
产业化落地期（1973—2010年），美国机器人产业链迁至日本，供给奠定基础，需求主导结果。随着美国制造业外迁，汽车、电子等行业在日本、德国蓬勃发展，同时老龄化等因素进一步催生日本机器人需求。
伴随着技术的快速发展，这一时期的工业机器人还突出表现为商业化运用迅猛发展的特点，工业机器人的“四大家族”——库卡、ABB、安川、发那科公司开始了全球专利的布局，目前占据全球工业机器人市场约60%的份额。
机器人最重要的技术在于材料及核心零部件，日本工业基础相对较好，高度重视相关领域发展，通过引进美国技术和自主研发实现快速发展。
20世纪60年代末日本经济繁荣，汽车、电子等产业链开始快速发展；同时，老龄化问题开始显现，日本自动化改造需求提升。
1970年日本工业机器人产量为1350台，到1987年已增至45100台。为鼓励机器人研发和创新，日本政府针对性地出台相关政策，以“倾斜减税”的方式加速技术进步。
成熟期（2010年至今），日本机器人产业链迁至中国，需求端主导，供给端和政策端尚未形成合力。随着市场扩容和外资产品供给弹性不足，机器人开始本土化，但至今中国产业链发展程度仍相对有限。
日本机器人产业已发展40余年，后发国家与日本的技术差距较大。中国在材料和工业基础件方面，人才供给和基础研究不足，产业链发展仍需要一定时间。
中国是制造业大国，对工业机器人的需求日益增加。2020年以来新冠肺炎疫情进一步影响外资企业的供应能力和服务能力，国内机器人产业得到进一步发展。
国家曾专门立项自然科学基金项目、863项目等，形成了一些成果和样机，但由于“政、产、学、研、用”体系尚未搭建完整，引导和保护国内企业发展的专项政策尚未出台，行业技术进步速度有限。
全国最大的机器人生产基地位于辽中南工业基地，该基地位于大陆中部地区，与京津唐工业基地、沪宁杭工业基地和珠江三角洲工业基地一起构成了中国四大机器人生产基地。
从美国到日本、日本到中国的这两轮产业转移中，需求增长是触发产业转移的重要因素。差异之处在于日本承接产业转移后孕育出完整产业链，且产业竞争力延续到了今天。中国在大市场培育下形成了较大规模的下游供给，但核心器件配套和高端产品供应能力与早年间日本所经历的情形有较大差距。
3、机器人应用
老龄化严重的日本，机器人产业处于世界领先地位，其机器人产品极为丰富，特别是在医疗护理业中的应用极其广泛。
日本于2015年发布了《日本机器人战略：愿景、战略、行动计划》，提出机器人革命的“三大实施举措”和“五年计划”，努力推动日本机器人技术、产业走向国际社会。
例如，松下公司研发了自动运输机器人（医院药品及样本运输）和可辅助老年人下床及步行的“看护机器人”，丰田公司致力于量产照顾老弱病残的智能服务机器人，三星公司研发了健康管理服务机器人（提供健康监测、用药跟踪、音乐治疗、睡眠管理等智能服务），欧姆龙公司联合韩国通信运营商SK共同推出5G防疫机器人（消毒作业、体温监测、健康管理服务），日本ZMP公司、Doog公司改装了防疫消毒机器人。
日本还出现了一种针对阿尔兹海默症预防和症状缓解的治疗机器人——海豹型机器人PARO，在养老机构作为“神经逻辑治疗机器人”，在2018年全世界就有5000只PARO投入使用。
大陆是全球拥有人口最多也是拥有老年人口最多的国家，庞大的人口基数对医疗资源提出了严峻的考验。
大陆在20世纪80年代末才开始远程医疗的研究性探索，90年代中期逐步有了实用性的系统建设与市场应用。
大陆智能医疗机器人产业起步晚，2018年大陆智能医疗机器人市场规模达到34亿元，预计到2025年，大陆智能医疗机器人市场规模将突破百亿元，技术研发与试验不断加速、市场规模不断增加、新的应用场景不断出现、产业链布局不断延伸，潜力巨大。
近年来，国内直接以“医养智能机器人”“智慧医养机器人”等命名的机器人医养主题产品开始出现，主要是将老年人陪伴、心理关怀、生活支援、健康体检、预约挂号、私人医生等医养功能进行集成。
在2019年世界机器人大会上，哈工大机器人集团（HRG）自主设计的国内首款帕金森症人工智能辅助诊断仪受到广泛关注，该设备以医疗机器人为分布式辅助诊断终端，具有声纹识别技术，并广泛应用于医院、体检及养老机构。
远程医疗通过互联网技术将医疗资源整合利用，打破医疗资源分布的地域限制，有利于统筹解决医疗资源不均衡、医疗服务供给不充分、医疗人才短缺、医疗成本过高、医患关系紧张等问题。在“医养结合”的理念之下，在以居家养老为基础的现实国情之下，利用科技手段建立完善的远程医疗系统，成为“医养结合”模式的关键一环。
2018年，中日友好医院与中国移动携手打造的国家远程医疗协同平台正式启动。2016年，大陆远程医疗（包括远程患者监测、视频会议、在线咨询、个人医疗护理装置、无线访问电子病例和处方等）的市场规模达到61.5亿元，到2018年，市场规模增长到132.1亿元，2023年远程医疗市场可能达到3000亿元。
随着大陆5G网络正式实现商用，软件服务和云计算、大数据等产业快速发展，自动化、智能化远程医疗技术将进入蓬勃发展的“黄金时期”。
近年来，随着互联网公司布局健康医疗领域，平安好医生、恒大健康、阿里健康、微医、好大夫等移动远程医疗及相关的App产品不断涌现，远程医疗更加走近普通百姓，一个智能终端平台和设备就能实现与医疗资源的近距离接触。
随着大陆人口老龄化加速及疾病慢性化，需要接受短期康复治疗或长期照护的失能老年人口持续增加。在中国，生活存在困难的老龄群体仍以家庭照护为基本形式。
依托家庭照护的智能化远程照护，基于互联网、物联网，集合运用现代通信与信息技术、计算机网络技术，为老龄群体提供远程照护的一种养老模式。
结语
机器人已经深入各个行业领域，正在改变着我们的生活和价值观。
比尔·盖茨曾预言，机器人将像个人电脑一样无处不在。今天，我们已经可以清晰地感觉到他的预言的准确性。
回顾计算机技术发展的历史，就会发现计算机、机器人等人类手中的昔日工具，正在成为某种程度上具有一定自主性的能动体，开始替代人类进行决策或者从事任务。
当前，新一轮科技革命蓄势待发，机器人技术与新一代信息技术、生物技术、新材料技术、传感器技术的融合不断加快，为工业智能机器人、仿生机器人以及新一代机器人的诞生与发展打开了大门。
中国、日本、美国、韩国和德国是全球五大工业机器人市场。2022年中国市场工业机器人销量30.3万台，同比增长15.96%，增长率较上一年明显下降，预计2023年销量有望超过36.5万台，同比增速在20%以上。
随着机器人易用性、稳定性及智能水平的不断提升，机器人的应用领域逐渐由搬运、焊接、装配等操作型任务向加工型任务拓展，人机协作也成为工业机器人研发的重要方向。协作机器人可在碰到人体后自动停止运行，大幅增强了工业机器人的安全性，使人机协作变为可能。
日本SMC致力于为机器人研制高品质的末端执行器，研发的新型汽缸体积缩小了40%以上，质量减轻了69%。德国费斯托（Festo）的新型全气动驱动机械臂，将刚性的“抓取”转变为柔性的“围取”，能完成灵活抓取不同大小部件的任务。
中国的工业机器人关键技术在世界上还比较落后，很多关键部件还需要依赖进口。减速器、伺服器、控制器是工业机器人的三大核心零部件，成本占总体比例超过70%，其中减速器系统占36%，伺服器系统占24%，控制器系统占12%。
ABB推出ABB Ability工业云平台，同时与华为展开合作，联合研发机器人端到端的数字解决方案，实现机器人远程监控、配置和大数据应用，进一步提升生产效率和节约成本。
全球减速器市场上，日本纳博特斯克及哈默纳科两大巨头占据了70%以上的市场份额。大陆减速器研究起步较晚，技术落后于日本，严重依赖进口。目前国产减速器厂家中，南通振康、绿地谐波、秦川机床已进入大批量生产阶段并拥有稳定的订单来源。
伺服系统市场外资企业占据绝对优势，日系品牌占据大部分市场份额，主要有安川电机、松下、三菱电机、三洋。大陆伺服电机与国外产品相比，自主配套能力已现雏形，产品功率范围多在22千瓦以内，技术路线上与日系产品接近。较大规模的伺服电机品牌有20余家，主要有南京埃斯顿自动化股份有限公司、广州数控设备有限公司、深圳市汇川技术股份有限公司等。
控制器是机器人的大脑，负责发布和传递动作指令。主要厂商有贝加莱、倍福、安川电机、三菱、西门子等。由于控制器的技术门槛较低，目前国内外企业技术差距较小，大陆大部分具有大批量生产控制器能力的厂家均具有自主开发控制器的能力。
国产的机器人控制器在硬件方面与国外产品差距不大，但在软件算法和兼容性领域还存在差距。国内的机器人控制器厂家主要包括新松机器人、新时达、广州数控、华中数控、汇川科技、固高科技。
近年来，国际机器人四大家族纷纷抢滩中国工业机器人市场，在中国扩建生产基地，中国机器人企业面临极大的竞争压力。大国竞争的前沿，机器人的金字塔顶端，中国何时才能追赶上日美呢？
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