张辉
人工智能正加快从数字世界走向物理世界,智能机器人迎来技术跃迁与产业发展的新机遇。国际机器人联合会数据显示,2025年,全球工厂新增工业机器人60.3万台,其中35.4万台落在中国,占全球近六成,同比增长20%,中国已成为全球机器人产业发展的重要推动力量。随着人工智能与机器人技术深度融合,机器人正从按照程序重复动作,走向在复杂环境中理解任务、自主完成作业,产业竞争也由单项性能比拼转向综合作业能力的较量。国家“十五五”规划纲要将机器人列入战略性新兴产业,将具身智能纳入未来产业布局,并通过实景实训专项行动,加快推动新技术走向真实作业和规模应用。
湖南2025年智能机器人产业规模已接近500亿元,集聚相关企业300余家,工程机械的重载焊接、轨道交通的精密装配,以及矿山、电力、农业的复杂作业,为机器人技术创新提供了丰富的应用空间。与此同时,与国内机器人产业发达地区相比,湖南在高端核心部件、复杂任务自主作业和产业生态方面仍有差距,部分创新成果尚未形成成熟产品,专业化配套与规模推广能力有待加强。湖南已有较好的产业家底,下一步的关键是把技术积累转化为成熟产品、把单点应用拓展为稳定市场。
让产业难题成为技术攻关的课题,让真实工况成为检验产品是否成熟的考场,是湖南走出特色发展道路的重要着力点。湖南应立足产业禀赋,以高价值专业任务牵引技术创新、以实景实训推动产品成熟、以市场应用带动产业协同,促进技术突破、产品开发和产业培育相互衔接,逐步形成具有湖南特色的智能机器人产业优势。
锚定主攻方向,走稳“先专后通”发展路径
“先专后通”,是湖南立足自身产业条件发展智能机器人的现实选择。湖南省《关于加快智能机器人产业发展的实施意见》明确将工业机器人、服务消费机器人和特种作业机器人作为重点发展方向,支持优势制造能力向机器人产业转化。当前,通用具身智能向开放环境、多任务自主作业持续演进,但复杂操作、环境适应和安全可靠运行等技术仍需突破。湖南工程机械、轨道交通和特种装备产业基础深厚,复杂制造、危险作业需求集中,具备率先发展专业机器人的条件。大型结构件焊接、非标零件装配和隧道危险作业,既是湖南优势产业亟待破解的难题,也是专业机器人最有价值的突破口。
立足优势产业,集中突破高价值专业任务。依托长沙工程机械、株洲轨道交通等优势产业集群,重点发展复杂制造自主作业和特殊环境智能作业机器人。发挥中联重科、三一集团等企业的生产场景优势,结合视比特机器人在钢板智能分拣等领域的实践,聚焦大型结构件焊接、非标零件柔性装配和复杂产品质量检测等任务,推动工业机器人向自主感知、智能决策和柔性操作升级。依托轨道交通装备制造和铁建重工特种施工装备基础,进一步拓展至精密检修、矿山和隧道自主作业等领域,培育一批特色鲜明、具有市场竞争力的机器人产品。
聚焦复杂工况,靶向攻克具身智能关键技术。面对规格各异的工件、频繁变化的生产任务,机器人既要准确感知作业对象,也要根据现场情况自主调整动作,这正是工业具身智能需要突破的关键问题。面向矿山、隧道等特殊环境,应着力提升机器人在粉尘、弱光、振动等条件下的感知、决策和异常处置能力。可发挥湖南大学等高校在视觉感知、智能控制和机器人系统方面的科研优势,推动高校、整机企业与核心零部件企业协同攻关,以真实作业效果和工程可靠性检验创新成果,促进关键算法向高可靠作业系统转化。
强化技能复用,推动专业能力向通用能力演进。专业任务既是技术突破的切入点,也是共性技术积累的重要来源。应围绕典型作业,推动空间感知、任务规划、运动控制等成熟技术模块化、标准化,逐步建立可复用的专业技能。从焊接到装配、从矿山巡检到电力巡检,成熟技能只有经过相近场景的反复验证,才能逐步积累跨任务应用的能力。先在专业任务中形成成熟可靠的作业能力,再将共性技术推广到更多领域,可实现近期产品产业化与长期通用智能技术积累相互促进。
强化场景牵引,贯通“训测用”闭环
实景实训是推动机器人从技术样机走向成熟产品的重要环节。国家人形机器人与具身智能实景实训专项行动,已对真实场景训练、技能攻关和应用验证作出部署。湖南布局了湘江实验室、岳麓山工业创新中心、湖南具身智能创新中心等科研与创新平台。在中联重科,百余个训练工位持续采集真机操作数据,机器人学习的场所已从实验室延伸到机加工、物流、装配等生产环节。湖南已拥有科研平台、实训基地和企业生产线,下一步要让这些平台上的数据、算法和验证成果有效衔接,真正发挥整体效能。应提高现有平台的协同效能,让训练、测试、中试和应用紧密衔接,加快培育成熟可靠的机器人产品。
统筹训练资源,推动具身智能数据标准化建设。依托湖南具身智能创新中心及龙头企业训练场,围绕复杂装配、精细操作、设备巡检等典型任务,完善数据采集规范和质量标准,提高不同平台、不同设备的数据兼容性。加强真实作业过程和异常工况的数据积累,建立兼顾数据安全与协同利用的管理机制,让分散的生产数据有效服务机器人训练。发挥湘江实验室、岳麓山工业创新中心等平台的科研优势,促进真实数据与模型研发紧密结合,将工业现场积累的操作经验逐步沉淀为可复用的专业技能。场景的价值,最终要体现在高质量的数据、成熟的作业技能和能够推广的产品上。
完善实景测试与中试验证,推动机器人产品工程化、成熟化。围绕工程机械、轨道交通、矿山等优势领域,推动仿真训练、真机测试与生产现场验证相互衔接。发挥湖南装备制造领域长期积累的工程经验和质量控制优势,建立贴近实际作业的测试评价方法,重点检验机器人能否完成任务、能否稳定运行、能否满足生产要求。推动经过验证的技术尽快进入中试和小批量应用,让一个工位上练成的本领能够推广到更多同类工序,减少重复开发和现场调试成本。
以实际应用反馈促进作业能力持续迭代。推动机器人在工程机械、轨道交通装备等领域的复杂装配、质量检测和设备维护环节常态化应用,依托湖南电力智能巡检的既有基础,拓展复杂环境下的自主检测与作业。结合岳麓山实验室等科研平台,培育智能育种表型采集、实验操作自动化等新兴应用。让训练中发现的问题进入测试、让生产现场的反馈回到研发,才能把一次次作业经验积累成可靠的机器人技能。
拓展市场应用,培育产业协同新生态
机器人产业发展既需要技术突破,更需要稳定的市场、专业化配套和持续的人才供给。湖南省已部署“智能机器人+应用”、优势制造能力转化和人才引进培养等重点工程,形成了一定的整机、核心零部件和系统集成基础,一批产品开始进入产业应用,但首用成本较高、上下游协同不足和复合型工程人才短缺,仍制约着示范成果的规模化推广。应发挥湖南优势产业集聚和科教资源丰富的条件,让应用需求带动市场成长、让制造基础支撑产业配套、让人才培养适应产业发展,推动智能机器人产业加快集聚。
深化“智能机器人+应用”,培育持续稳定的市场需求。依托工程机械、轨道交通、能源电力等优势产业,鼓励龙头企业率先应用经过验证的机器人产品,将成熟方案从单个工位向同类工序、上下游企业推广。加强应用需求发布与创新产品供需对接,衔接设备更新、首台套保险补偿等政策,降低企业首次采用新产品的风险。探索设备租赁、按服务付费等商业模式,减轻中小企业初期投入压力。推动示范应用逐步转化为常态化采购和持续服务需求,使市场成为机器人产品改进和企业成长的重要动力。
推动优势制造能力转化,提升机器人产业专业化配套水平。湖南依托工程机械、轨道交通装备、汽车零部件和电子信息等产业,积累了精密加工、传动控制和系统集成等制造能力,为机器人产业发展提供了良好基础。比如,美湖智造从汽车机油泵拓展至机器人关节模组,已形成年产5万台套的产能,展现了湖南传统制造技术向机器人产业链延伸的现实路径。应推动长沙的整机研发与株洲、湘潭、衡阳等地的零部件制造深度协作,让市州间的产业分工真正落实到共同开发、批量供货和稳定订单上。让机器人进入湖南的优势产业,也让湖南的优势产业进入机器人产业链。通过应用与制造双向带动,拓展湖南智能机器人产业的发展空间。
深化产教融合,培养适应具身智能发展的复合型人才。智能机器人融合人工智能、机器人工程、自动化、机械工程等多个学科,对人才的系统设计和工程实践能力提出了更高要求。应充分发挥中南大学、湖南大学等高校的科研和学科优势,把企业的真实课题带进高校课堂、毕业设计和科研训练,让学生在解决工程问题的过程中成长为懂算法、懂装备、懂现场的复合型人才。支持高校与链主企业共建产业学院、联合实验室和工程实践基地,探索校企双导师培养模式,培育兼具理论基础与工程创新能力的卓越工程师。发挥职业院校的技术技能教育优势,加强机器人集成调试、应用维护等人才培养,构建科研人才、工程人才与高技能人才相互衔接的培养体系。让产业一线成为技术创新的试验场,也成为青年人才成长的实践课堂。
从工程机械车间到轨道交通检修现场,从矿山电力作业到现代农业生产,丰富的产业场景是湖南发展智能机器人的独特优势。湖南应以真实任务牵引技术突破、以实景实训锤炼可靠产品、以产业协同拓展应用市场,重点培育复杂工况自主作业、高可靠专业机器人等特色竞争力,让更多机器人在湖南练出本领、形成产品、走向全国。
(作者系湖南大学人工智能与机器人学院院长、湖南大学未来技术学院院长,机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心副主任,智能系统多模态控制技术与应用教育部工程研究中心主任,教育部“长江学者”特聘教授)