上海交通大学通识教育核心课程 环球科学 《科学美国人》 30 Resear tute of Robotics oLab 机器人与脑（2-2 JIAO TONG UNIVERS 曹其新、栾楠、张蕾 http://robolab.sjtu.edu.cn/ 上海交通大学机器人研究所
Research Institute of Robotics RoboLab 机器人与脑（2-2 ） 上海交通大学通识教育核心课程 曹其新、栾楠、张蕾 http://robolab.sjtu.edu.cn/ 上海交通大学机器人研究所
0N8 2机器人历史与发展 http://robolab.sjtu.edu.cn 1.机器人发展史上的标志性人物和事 2.工业机器人发展现状 3.服务机器人需求市场 4.国内外服务机器人发展状况 5.家用服务机器人
http://robolab.sjtu.edu.cn 2 机器人历史与发展 1. 机器人发展史上的标志性人物和事 2. 工业机器人发展现状 3. 服务机器人需求市场 4. 国内外服务机器人发展状况 5. 家用服务机器人
2.4国内外服务机器人发展状况 (美国) http://robolab.sjtu.edu.cn 美国研究机器人的基本动机是源于国防部的兴趣，许多应用 于军事、安全的服务机器人发展比较迅速。 目前，只有圣何塞的Adept公司生产工业机器人。有一些小 公司致力于服务机器人的研发。位于新英格兰的i Robot和 Mobile Robotics是这种新技术的先行者。 冬美国的软件产业发展具有很强的优势，以微软公司为代表如 Robotics Studio开发平台，意图像以前的Basic语言促进PC 软件产业一样来推动机器人软件的发展，并在机器人软件体 系和平台上占据先机。 图， -目图
3 RIR.SJTU http://robolab.sjtu.edu.cn 2.4 国内外服务机器人发展状况（美国） 美国研究机器人的基本动机是源于国防部的兴趣，许多应用 于军事、安全的服务机器人发展比较迅速。 目前，只有圣何塞的Adept公司生产工业机器人。有一些小 公司致力于服务机器人的研发。位于新英格兰的iRobot和 Mobile Robotics是这种新技术的先行者。 美国的软件产业发展具有很强的优势，以微软公司为代表如 Robotics Studio开发平台，意图像以前的Basic语言促进PC 软件产业一样来推动机器人软件的发展，并在机器人软件体 系和平台上占据先机
0N8 2。q 国内外服务机器人发展状况《美国》 http://robolab.sjtu.edu.cn 美国机器人发展战略 美国处于领先地位的领域包括：室外环境的机器人导航、 机器人结构体系（控制、组织和计算的整合），空间探索 国防、水下机器人系统的应用，以及服务机器人和个人机器 人的某些方面。但是在将机器人运载器技术用于技术创新、 商业、工业以及民用基础应用方面美国已经落后。 Strategic Planning Navigation and Planning Supervisory Vy3IH Control BEHAVIORAL Motor Control RIR.SJTU
4 RIR.SJTU http://robolab.sjtu.edu.cn 2.4 国内外服务机器人发展状况（美国） 美国机器人发展战略 美国处于领先地位的领域包括：室外环境的机器人导航、 机器人结构体系（控制、组织和计算的整合），空间探索、 国防、水下机器人系统的应用，以及服务机器人和个人机器 人的某些方面。但是在将机器人运载器技术用于技术创新、 商业、工业以及民用基础应用方面美国已经落后
0N8 2.4国内外服务机器人发展状况 (区欢洲) http://robolab.sjtu.edu.cn (表二)服务机器人专业用途各领域价值份额 表1)服务机器人专业用途使用情况 300 15000 250 4和10000 200 5000 口到06年止 泗 ☐到06年底 150 0 ■预计07年到10年间 仁如趣据田 100 长职运出幽试 ☐预计07年到10 州 年间 50 以 0 用途 建筑清洁检查其他 领域
5 RIR.SJTU http://robolab.sjtu.edu.cn （表1）服务机器人专业用途使用情况 0 5000 10000 15000 水 下 清 洁 安全防御 建 筑 医 用 其 他 用途 单 位 （ 台 ） 到06年底 预计07年到10 年间 （表二）服务机器人专业用途各领域价值份额 0 50 100 150 200 250 300 建筑 清洁 检查 其他 领域 百万美元到06年止 预计07年到10年间 2.4 国内外服务机器人发展状况（欧洲）
0N8 2.4 国内外服务机器人发展状况 (欢洲) http://robolab.sjtu.edu.cn 欧洲国家的典型产品介绍() 斯图加特市弗劳恩霍夫制造这款学 习能力很快的家庭助手机器人是由德国 工程与自动化研究所(IPA)研制而成的。 众多传感器可以实现机器人如何知道在 什么地方进行服务工作以及怎样做才能 使它不会用手臂意外地对人体构成伤害。 立体视觉色彩摄像仪、激光扫描仪、3D 摄像仪能够确保家政机器人能够实时地 将周围环境以三维视觉形式呈现。如果 某个人进入它的手臂半径范围内，它将 会停止下来，避免与某人发生碰撞。此 外，它还能进行任何方位的移动。 6 RIR.SJTU
6 RIR.SJTU http://robolab.sjtu.edu.cn 2.4 国内外服务机器人发展状况（欧洲） 欧洲国家的典型产品介绍(1) 斯图加特市弗劳恩霍夫制造这款学 习能力很快的家庭助手机器人是由德国 工程与自动化研究所(IPA)研制而成的。 众多传感器可以实现机器人如何知道在 什么地方进行服务工作以及怎样做才能 使它不会用手臂意外地对人体构成伤害。 立体视觉色彩摄像仪、激光扫描仪、3D 摄像仪能够确保家政机器人能够实时地 将周围环境以三维视觉形式呈现。如果 某个人进入它的手臂半径范围内，它将 会停止下来，避免与某人发生碰撞。此 外，它还能进行任何方位的移动
0N8 2.4 国内外服务机器人发展状况 (欧洲) http://robolab.sjtu.edu.cn 欧洲机器人发展战略 欧洲机器人技术平台(EUROP)是一项由学术界和工业界共同提出的新的研 究项目一被称为“先进机器人学”的计划最近被欧洲委员会批准，大约获得了1亿 美元的资助，资助时间为三年。欧洲关键领域的联合计划(K1)是站在全球长期 战略的高度，覆盖全欧盟范围的长期(2002一2022)研发计划。它规划了欧洲机 器人研究与应用的路线图，描述了未来机器人生产系统的任务和应用领域，介绍 了在未来的10-20年内欧洲应当如何联合起来从事机器人研究，并共享成果。 deployment locomotion in the gut RIR.SJTU
7 RIR.SJTU http://robolab.sjtu.edu.cn 欧洲机器人发展战略 欧洲机器人技术平台（EUROP）是一项由学术界和工业界共同提出的新的研 究项目－被称为“先进机器人学”的计划最近被欧洲委员会批准，大约获得了1亿 美元的资助，资助时间为三年。欧洲关键领域的联合计划（KA1）是站在全球长期 战略的高度，覆盖全欧盟范围的长期（2002－2022）研发计划。它规划了欧洲机 器人研究与应用的路线图，描述了未来机器人生产系统的任务和应用领域，介绍 了在未来的10-20年内欧洲应当如何联合起来从事机器人研究，并共享成果。 2.4 国内外服务机器人发展状况（欧洲）
2.A国内外服务机器人发展状况 (日本) http://robolab.sjtu.edu.cn 日本机器人工业协会预测：到2020年，日本服务型机器人的市场需求额将达到 100亿美元，而全球市场需求额可高达1500亿美元以上。 在日本，国家的新工业政策把机器人划入重点发展的七个产业之一。2001年， 日本提出“创建21世纪机器人社会的技术发展战略”，对从事机器人技术研发和生 产的政府部门、产业、大学和国家研究机构提出改革建议，即“官、产、学、研” 联合研发新一代机器人技术。2002年开始实施了“21世纪机器人挑战计划”。其目 的是将制造业中培育的机器人技术开发扩展到医疗、福利、防灾等领域。另外，农 林水产省、国土交通省、文化科学省等提出了安全、保安和救援、排雷机器人、医 疗外科机器人技术研发计划。日本的人形机器人计划，是由许多公司、政府和科学 研究实验室进行合作开发的。 ROBOUS 8 RIR.SJTU
8 RIR.SJTU http://robolab.sjtu.edu.cn 2.4 国内外服务机器人发展状况（日本） 日本机器人工业协会预测：到2020年，日本服务型机器人的市场需求额将达到 100亿美元，而全球市场需求额可高达1500亿美元以上。 在日本，国家的新工业政策把机器人划入重点发展的七个产业之一。2001年， 日本提出“创建21世纪机器人社会的技术发展战略”，对从事机器人技术研发和生 产的政府部门、产业、大学和国家研究机构提出改革建议，即“官、产、学、研” 联合研发新一代机器人技术。2002年开始实施了“21世纪机器人挑战计划”。其目 的是将制造业中培育的机器人技术开发扩展到医疗、福利、防灾等领域。另外，农 林水产省、国土交通省、文化科学省等提出了安全、保安和救援、排雷机器人、医 疗外科机器人技术研发计划。日本的人形机器人计划，是由许多公司、政府和科学 研究实验室进行合作开发的
2.0 国内外服务机器人发展状况（日本） http://robolab.sjtu.edu.cn 日本服务机器人研究开发机构介绍（1) 早稻田大学的机器人研究项目有四个主题：“从工厂到家庭”，“从超人到 人类”，“从GUI到后GUI”，和“从虚拟到现实”。对于第一个主题，早稻田大 学认为仿人机器人应该是一个人类友好的机器人，在一个人类生活的环境中适合 和人类工作。对于第二个，仿人机器人应该成为具有复杂传感器的人类仿真器， 能为老人和残疾人评估生活的环境。对于第三个，仿人机器人应该成为一个多情 态的通信终端，并能连入计算机网络。对于第四个，仿人机器人应该成为虚拟空 间和现实世界的媒介。早稻田大学最新研究项目包括主要技术研究的第三阶段， 以及研发了20种机器人用于个案研究。 甲■用大学离无 RIR.SJTU
9 RIR.SJTU http://robolab.sjtu.edu.cn 2.4 国内外服务机器人发展状况（日本） 早稻田大学的机器人研究项目有四个主题：“从工厂到家庭”，“从超人到 人类”，“从GUI到后GUI”，和“从虚拟到现实”。对于第一个主题，早稻田大 学认为仿人机器人应该是一个人类友好的机器人，在一个人类生活的环境中适合 和人类工作。对于第二个，仿人机器人应该成为具有复杂传感器的人类仿真器， 能为老人和残疾人评估生活的环境。对于第三个，仿人机器人应该成为一个多情 态的通信终端，并能连入计算机网络。对于第四个，仿人机器人应该成为虚拟空 间和现实世界的媒介。早稻田大学最新研究项目包括主要技术研究的第三阶段， 以及研发了20种机器人用于个案研究。 日本服务机器人研究开发机构介绍（1）
08 2.0 国内外服务机器人发展状况( 日$) http://robolab.sjtu.edu.cn AIST-Intelligent Systems Research Institute (2) AIST雇用了2400名研究者，其中55人来自国外。仅仅在机器人领域，A1ST 政府资助的津贴就有5亿7千3百万日元，包含了工资和其他费用。另外的1亿4千 3百万日元来自部门机构的拨款（如：经济部，贸易和工业部(METI),文部省 (MEXT))，这些拨款根据竞争性提议来确定。另外的3千9百万来自于公司。 RT口术-木卜IE李石上 HRP2腕制御 產案用口术)卜毛 3术一来卜 毛一)车个7子年师5方 上1一又)不ドD腕老 同心ソ)卜飞助办世石。 共通)夕一工一又 7二e1L-9 时制若 - 岁3亻又宁亻ッ夕 口术一木)卜 PA10腕制御 术一衤卜 RT口术一木)卜D相互利用可能 新礼L1口求少卜之又テ么①開绝水容易引二存石。 10 RIR.SJTU
10 RIR.SJTU http://robolab.sjtu.edu.cn 2.4 国内外服务机器人发展状况（日本） AIST雇用了2400名研究者，其中55人来自国外。仅仅在机器人领域，AIST 政府资助的津贴就有5亿7千3百万日元，包含了工资和其他费用。另外的1亿4千 3百万日元来自部门机构的拨款（如：经济部，贸易和工业部（METI），文部省 （MEXT）），这些拨款根据竞争性提议来确定。另外的3千9百万来自于公司。 AIST – Intelligent Systems Research Institute （2）