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1、服务机器人研究报告摘要：机器人技术的研究已从传统的工业领域扩展到医疗服务、教育娱乐、勘探勘测、生物工程、救灾救援等新领域，并快速发展。而服务机器人技术经过近30年的发展，在机械、信息、材料、控制、医学等多学科交叉方面取得了重要的成果，同时机器人技术代表一个国家的高科技水平和自动化程度，了解和分析国内外的研究现状和最新进展有助于加快我国服务机器人行业的发展。本学习研究报告在分析服务机器人国内外研究现状和最新进展的基础上，介绍了服务机器人的当前运用的一些关键性技术及其发展过程中的一些重要问题，探讨服务机器人的发展趋势，希望在学习机器人技术这们课程的同时，把握国际服务机器人前沿技术发展动态，对我国服
2、务机器人产业的发展有所了解，对未来服务机器人的发展趋势作出展望。关键词：服务机器人；研究现状；发展趋势；关键技术Abstract：The researches of robot technology are moving from the traditional industry to medical service, education and entertainment, exploration and exploitation, bio-engineering, rescue, etc., and the related technology develops rapidly. But
3、after thirty years development, the service robots have achieved important results in the interdisciplinary aspect involving mechanical engineering, information, material, control as well as medicine. The technology of the robot represents a national high-tech level and the degree of automation. It
4、is helpful to develop the industry of service robots in China if we know the current situation and development trend of service robots research clearly. This study report on the analysis of service robot, on the basis of domestic and foreign research present situation and the latest progress of serv
5、ice robot is presented in the paper the current use of some key technology and its development, some important problems in the process of discuss the development trend of service robots, hope in the course of studying robot technology that are at the same time, to grasp the international forefront o
6、f service robot technology development dynamics, the development of service robot industry in China, looking to the future trend of the development of service robots.Keywords: service robot; The research status; The development trend; The key technology1 绪论1.1服务机器人定义/内涵及分类国际机器人联合会 (International Fed
7、eration of Robotics, IFR) 给了服务机器人一个初步的定义:服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人，它能完成有益于人类的服务工作，但不包括从事生产的设备。在我国国家中长期科学和技术发展规划纲要 (20062020 年) 中对智能服务机器人给予了明确定义“智能服务机器人是在非结构环境下为人类提供必要服务的多种高技术集成的智能化装备”国际机器人联合会对服务机器人按照用途进行分类，分为专业服务机器人和家用服务机器人两类，如专业服务机器人可分为水下作业机器人、空间探测机器人、抢险救援机器人、反恐防爆机器人、军用机器人、农业机器人、医疗机器人以及其他特殊用途机器人；个人/家庭用
8、服务机器人可分为家政服务机器人、助老助残机器人、教育娱乐机器人等。1.2世界各国服务机器人发展计划机器人技术集机械、信息、材料、智能控制、生物医学等多学科于一体，不但自身技术附加值高，产品应用范围广，而且已经成为重要的技术辐射平台，对增强军事国防实力、提高处理突发事件水平、带动整体经济发展、改善人民群众生活水平都具有十分重要的意义。世界各国纷纷将突破机器人技术、发展机器人产业摆在本国科技发展的重要战略地位。美、日、韩、欧等国家和地区都非常重视机器人技术与产业的发展，将机器人产业作为战略产业，纷纷制定各自的机器人国家发展战略规划。(1)美国相关机器人研究计划。美国机器人发展起步早，其发展思路是立
9、足于相关机器人技术实现产业化，包括医疗外科机器人da Vinci及家用智能吸尘器机器人已经实现产业化发展。其机器人研究计划主要包括: 1989年开始执行联合机器人研究计划 (Joint Robotics Program)；美国国防部无人系统路线图 (20092034年) ；2010年2月美国训练与条令司令部与坦克车辆研究、发展与工程中心发布的机器人战略白皮书；2009年7月美国国防部向外公布其美国陆军未来战斗系统(FCS)；美国海军 2004年9月无人水下航行器 UUV 总体规划；以及 2011年6月美国总统Obama在CMU讲话看，提出了 NRI 国家机器人发展计划 (NASA, NSF,
10、NIH)，希望振兴美国制造业。(2)日本相关机器人研究计划。日本一贯将机器人技术列入国家的研究计划和重大项目，以工业机器人、仿人娱乐机器人为突破口，采用模块化和标准化道路，近两年开始正在积极开展 RT (机器人技术) 的研究，推进服务机器人的产业化；另外经济产业省发布新产业发展战略和机器人技术战略，其中日本能源及产业技术综合开发机构(NEDO)资助项目包括: 服务机器人安全技术和验证项目(20092013)2009年预算约1.2 亿人民币；智能机器人技术软件计划 (20072011) 2009 年资助约 9700万人民币；基本机器人技术开放式创新改进传统技术 (20082010) 2009 年
11、资助约 1000 万人民币；先进机器人单元技术战略开发计划 (20062010) 2009 年预算约 5447 万人民币。(3)欧洲相关机器人研究计划。2006 年欧盟制定了欧洲第七框架计划 (FP7)，执行期从2007年至2013年，总预算达532亿欧元，加强机器人模块化功能部件和危险作业机器人研发；另外欧洲机器人技术研究网络提出了 20022022 年欧洲机器人研究与应用的路线图 (Euron Research Roadmaps)。(4)韩国相关机器人研究计划。韩国机器人发展强调智能机器人与现代网络相结合，制定了韩国“839”战略计划: 智能服务机器人是9种核心技术之一；将智能服务机器人作
12、为21世纪推动国家经济增长的 10 大发动机产业之一，2013 年成为世界三大机器人生产国之一。具体为: 2003 年韩国政府提出的“十大未来发展动力产业”政策，2004 年信息通信部 (MIC) 提出的“IT839”计划，及其 “无所不在的机器人伙伴”项目，2008 后每年 4000亿韩元 (约合22亿人民币); 2008年的智能机器人开发与普及促进法，共计8章、49条以及3条附则；2009 年韩国政府发布了“第一次智能型机器人基本计划”，目标是到2018年使韩国成为全球机器人主导国家，计划在2013年以前投入1万亿韩元(约合55亿人民币)。1.3服务机器人的意义及未来空间国家中长期科学和技
13、术发展规划纲要 (20062020年) 明确指出将服务机器人作为未来优先发展的战略高技术，并提出“以服务机器人应用需求为重点，研究设计方法、制造工艺、智能控制和应用系统集成等共性基础技术”。服务机器人技术作为战略性高技术，未来产业链长并带动性强，在世界范围内还处在分散发展阶段。通过服务机器人核心技术与产品的攻关，对国家重大需求与安全具有重要意义；通过前沿技术、核心部件与相关标准的研发，对于国家民生科技与战略性新兴产业发展具有重要推动作用；通过感知、决策与执行等探索，对于传统产业升级与服务有重要促进作用。一方面，随着我国逐步进入老龄化社会，我国助老服务机器人需求量将面临井喷式增长；助老服务机器人
14、产品市场前景广阔，发展潜力巨大，为我国提供了难得的服务机器人产业发展机遇。另一方面，公共安全事件如地震、洪涝灾害和极端天气以及矿难、火灾、社会安防等频发；另外，医疗与教育对服务机器人的需求旺盛。这些都表明我国服务机器人潜在巨大市场急待开发。服务机器人技术具有综合性、渗透性的特点，着眼于利用机器人技术完成有益于人类的服务工作，在老人/残疾人和特种领域具有广阔应用前景，同时具有技术辐射性强和经济效益明显的特点。服务机器人技术不仅是国家未来空间、水下与地下资源勘探、武器装备制高点的技术较量，而且将成为国家之间高技术激烈竞争的战略性新兴产业, 包括助老助残、危险作业、教育娱乐等，它是未来先进制造业与现
15、代服务业的重要组成部分，也是世界高科技产业发展的一次重大机遇。2 服务机器人最新研究现状2.1 国外服务机器人的最新发展与研究现状（1）家用服务机器人家庭机器人，也叫家政机器人，也称为家庭服务机器人，家政服务机器人，是指能够完成一些家庭杂务的机器人。家庭服务机器人是目前最有可能进入千家万户的服务机器人。根据国际机器人联合会(IFR)的分类，家务机器人包括机器人管家、伴侣、助理、类人型机器人、吸尘器机器人、地板清洁机器人、修剪草坪机器人，水池清理机器人、窗户清洁机器人等。近年来，个人、家用服务机器人研究和应用在一些发达国家得到快速的发展。在日本，推动家用机器人产业已成为日本政府既定国策。日本经济
16、产业省为10年到30年后的科技发展做了规划，并制作了“技术战略蓝图”。根据这个预想，家庭生活中将出现的最大变化，就是机器人的普及，机器人将成为家中的“保姆”，照顾孩子学习玩乐，协助老人更衣洗澡，提醒病人按时吃药。家中的洗衣、吸尘等麻烦工作，当然更要交给它们。韩国知识经济部发布了韩国实现成为世界三大机器人强国目标的方案服务型机器人产业发展战略。希望通过开创新市场来缩小与发达国家2.5年的差距，提出到2018年加强机器人产业全球竞争力的方案。计划通过该战略让2009年仅为10%的世界机器人市场占有率到2018年提升至20%。在美国和欧洲，机器人研究人员致力于改进机器人的智能，赋予它们学习的能力。从经验中学习就是一个名为RobotClub的国际协作项目的中心课题。该项目得到欧盟资助，包括来自欧洲、日本和美国的16个实验室参与此项目。其设想是：在未来5年，制造出像儿童一样大小的类人机器人。这种机器人会变得更聪明，它能像孩子一样，通过与环境的交
