1、机器人一词的来源和机器人三原则

机器人这个词最早来源于科幻小说。1920年捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中，根据Robota(捷克文，原意为“劳役、苦工”)和Robotnik(波兰文，原意为“工人”)，创造出“机器人”这个词。

1942年，科幻作家阿西莫夫在作品《我，机器人》中第一次明确提出了“机器人三原则”：
第一条：机器人不得伤害人类，或看到人类受到伤害而袖手旁观；
第二条：机器人必须服从人类的命令，除非这条命令与第一条相矛盾；
第三条：机器人必须保护自己，除非这种保护与以上两条相矛盾。

2、机器人的定义

机器人是指自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动，来协助或取代人类的工作。

联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高级灵活性的自动化机器”。

机器人技术涉及机械学、电子工程学、计算机科学、控制论、生物学、人类学、社会学等多个领域的技术。对于人类很简单的上下楼梯、取放物品等活动，机器人却并不容易实现，需要在高精度、高可靠性感知、规划和控制性等关键技术方面有所突破。

应用在不同领域的机器人所需的关键技术也有所不同。制造业机器人涉及的技术能力包括：

1）机器人的学习和适应能力，特别是在不确定环境(非结构化环境)中，机器人通过“迭代学习”技术或者不断观察人类执行任务的示范学习，调整参数以优化性能，适应不断变化的环境，从而使机器人能够像工人一样在加工制造环境中进行灵活性操作；

2）建模、分析、仿真和控制技术，实现生产制造的模拟与控制；

3）控制和规划技术，未来的机器人将需要能够处理具有更大不确定性的系统，这就需要其具备更先进的控制和规划算法、更广泛的冗余度、比当前系统可以控制更多的自由度。

4）感知技术，机器人必须能够通过高保真的传感器或操作来减少不确定性。我们需要更好的触觉、力量传感器和更好的图像解释方法。重大的技术挑战包括非侵入式生物传感器以及能够表达人类行为和情绪的模型。

5）新型机械装置和制动装置，提高机器人的精度、可重复性、分辨率、安全性等机械性能指标。

6）人机交互，人和机器人交互操作的设计包括自然语言、手势、视觉和触觉技术，这些交互方式也是未来需要考虑的问题。

另外，还包括与“云机器人”有关的技术，如“大数据”技术、网络技术等。

1、 应用领域

从工厂到日常生活，机器人的应用领域不断得到扩展。目前，机器人已经被应用在制造业、服务业、医疗保健、国防以及空间探索等各个领域。按照这些应用领域，机器人可以分为工业机器人、医疗和保健机器人、服务机器人、空间机器人、国防机器人等。每种机器人又可以细分。例如，根据国际机器人联合会的分类，医疗机器人归属于专业服务机器人，其自身可以分为诊断机器人、外科手术辅助机器人、康复机器人及其他。 

三个重要因素推动着机器人的应用方向不断地发生变化：
1)国际环境中日益激烈的生产力竞争；
2)人们需要在老龄化社会中提高生活质量；
3)使人类(现场急救人员和士兵等)远离危险。

2、 产业发展现状

在过去的40年里，由于机器人的重要性，美国、日本、韩国、德国、英国、中国等国家都投入了大量的经费进行研究。在机器人技术和制造的相关领域，投资的比例非常明显。

韩国将机器人研究和教育作为21世纪前沿项目的一部分，从2002年到2012年，韩国每年投资1亿美金。欧盟已经向机器人技术和认知系统投资了6亿美元，并将其视为第七个框架计划。地平线2020项目将再投资9亿美元在制造业和机器人技术上。在接下来的10年里，日本将在人形机器人、服务机器人及智能环境上投资3.5亿美元。

2011年，美国工业机器人销售增长了44%。在一些公司，已经将机器人生产系统作为生产制造的促进者，如苹果、联想、特斯拉、富士康等。机器人的应用正从一些大公司如通用、福特、波音、洛克希德·马丁公司等过渡到中小型企业，使得一次性产品的制造呈现爆发状态。

2015年，中国工业机器人产量为32996台(包括外资品牌),同比增长21.7%,自主品牌工业机器人共销售22257台,同比增长313.3%。2012年以来，美的公司累计投入约50亿元进行的自动化改造，现在美的各类工厂内正在使用的工业机器人已达800多台，预计2015-2017年该集团将新增机器人1700台，后期每年以30%左右的增幅投入机器人。赛迪研究院的研究显示,到2020年中国工业机器人保有量将增至50-60万台。

麦肯锡预测机器人市场将达到万亿元规模，其中工业机器人占三分之一，服务机器人占三分之二。IFR预计未来五年我国服务机器人市场将超过工业机器人，市场空间巨大。据中国机器人产业联盟(CRIA)统计，预计到2020年，我国服务机器人年销售收入有望超过300亿元。

3、相关公司与产品

当今世界，机器人公司众多，推出了各种机器人。例如，日本本田公司推出的三代仿人机器人产品——P2、P3、ASIMO，索尼公司的SDR-3X人形娱乐型机器人，英国Essex大学的机器鱼，德国的可下楼梯的机器人，美国的机器狗，国防科大的机器蛇，NASA研发可远程控制的太空机器人R2，海尔的“Ubot”等都是性能不错的机器人。麻省理工学院人工智能实验室制作的机器人Kismet，能识别人类的肢体语言和说话的音调，并做出相应的反应。重新行走机器人公司(Rewalk Robotics)生产的机器人是第一个通过美国食品和药品管理局(FDA)认证的外骨骼机器人，2015年营业收入为374.6万美元。Facebook、腾讯、百度和小米等企业也致力于人工智能聊天机器人和家庭服务类机器人。2016年7月25日，曾生产了火爆春晚和元宵晚会现场的阿尔法机器人的公司——优必选科技推出一款可编程的Jimu机器人。“直觉外科公司”生产的“达芬奇(daVinci®)手术系统”是医疗机器人的代表，能够提供远程操作解决方案，可以缩短手术时间、确保更可靠的手术结果。

谷歌公司为了抓住机器人的未来发展，成立了波士顿动力公司，生产了Atlas机器人，又收购了日本的Schaft公司，生产了HRP-2机器人。这两款机器人在两年一办的DARPA机器人挑战赛(2013年)中获得第一、第二的好成绩。该赛事设计了攀爬梯子、开门、清除门前垃圾、崎岖道路行走、破拆墙面、连接消防栓、关闭漏水阀门以及驾驶汽车等八项比赛任务。

2012年，亚马逊意识到机器人技术的重要性，耗资7亿美元收购Kiva系统公司，从而能够将最好的技术用于数据库自动化。2016年，阿里巴巴、鸿海集团(台湾富士康集团)与日本软银集团合作，推出了服务型机器人Pepper，获得台湾地区第一银行、家乐福、国泰人寿、台新银行、亚太电信等公司的聘用(租借)。机器人月薪(租金)26888元新台币(5400人民币)，服务期限为2年，比大学毕业生的工资22000还多(4400人民币)。

机器人的发展有可能对每个行业造成前所未有的冲击。机器人正在走向人们的日常生活，并将影响经济的发展模式，促进产业结构变化。

1、 引发社会变革的技术

机器人现已成为一些公司开展工作的一项关键技术，如苹果、联想、特斯拉、富士康等等。目前，不得不依赖家人或护士来完成如剃须、做饭、个人卫生等基本日常行为的人，未来都可以用机器人来完成这些工作。

2、极大提高生产率，有利于应对老年化危机

我国正在逐步进入老龄化社会，劳动力总数开始减少。机器人的出现正是解决这一问题的最佳方案。不但可以解决劳动力短缺问题，还可以提高劳动生产率。目前珠江三角洲地区出现的“机器换人” 体现了这一趋势。

3、 改变制造业竞争力的技术

在生产制造领域采用机器人可能形成比外包给低工资国家更具经济竞争力的生产系统。美国正雄心勃勃的想通过把机器人应用到制造业，提高生产效率，抵消美国高昂的人工成本，让制造业回流。2012年8月，瑞森可机器人公司(Rethink)宣布他们生产的“巴克斯特”号(Baxter)机器人能够在几乎没有经过训练的情况下直接进行编程。

4、 机器人使在家医疗、居家养老成为可能

医疗机器人的使用能够拓宽获取医疗保健的渠道和优化疾病预防和患者恢复成果，甚至改变传统的到医院看病的方式。病人在家接受远程医疗将会在未来成为现实。有一种假设，手术和介入性放射学将会在计算机与机器人整合的过程中转型，一如几十年前自动化技术在制造业中的革命性改革。

5、 造成技术垄断，使强者更强

2010年，“云机器人”将数据处理和管理转变到云端。“机器人不是一座孤岛”，这一观点受到像谷歌、思科一样的主流公司的广泛关注。机器人需要基于大数据、云计算才能发挥其最大功能。结果就是，未来的人工智能将由两到三家寡头公司主导，并以基于云端的多用途商业产品为主。谷歌将在已经领先的高度加速发展，扩大与追赶者之间的优势。

6、 迫使传统行业、人才结构发生改变

随着机器人技术的成熟，传统行业将进一步遭到挤压。机器人在各个领域的应用，将促进产业的全面转型升级，并将带动新一轮创新驱动型产业布局和投资。机器人技术的发展改变了人与机器之间的分工。更多的人将转向设计领域和管理领域。这将促进设计开发行业的发展，更多的高科技人才有了用武之地。

7、 激发新产业的形成

机器人产业的发展将对原材料、大数据、集成电路、高端计算、高端机械制造、通信等形成新的需求，有利于培育新的高技术产业。未来，机器人的核心技术不断突破，以前不敢奢望的众多用户需求将因为得到技术支撑而得以实现。一大批与机器人相关的新消费需求也将被有效激发，有数据显示，这将是一个以万亿元计的庞大市场。

人类一直在追求更快、更高、更强。机器人帮我们实现了梦想。但是，如果将来的奥运会允许机器人参加，还会有人类胜出吗? 既然机器人可以成为优秀的国际象棋选手，那么合理地推测，它也可以成为优秀的飞行员、驾驶员、医生、会计、法官、教师……。终有一天，人类能做的，机器人都能做。机器人与人，我们之间的差别在哪里？机器人会不会产生高级智能？机器人是否最终会取代人类？