纳米蜘蛛机器人：未来医疗与战斗的利器

（1）美国研制出纳米机器人可清理动脉血管垃圾 《每日邮报》曾报道，美国哥伦比亚大学科学家成功研制出一种由DNA分子构成的“纳米蜘蛛”微型机器人，它们能够跟随DNA的运行轨迹自由地行走、移动、转向以及停止，它们还能够自由地在二维物体的表面行走，如图1.4.7所示。

据悉，这种“纳米蜘蛛”机器人的大小仅有4nm，比人类头发直径的十万分之一还小。该“纳米蜘蛛”机器人的发明是对几年前“蜘蛛分子”机器人的改进与升级，其功能更加强大，这种纳米机器人不仅能够自由地在二维物体的表面行走，而且还能吞食面包碎屑。虽然以前研制出的DNA分子机器人也具有行走功能，但不会超过3步，而“纳米蜘蛛”机器人却能行走100nm的距离，相当于行走50步。纳米蜘蛛”机器人复制出了另一个机器人而被染成绿色，并朝红色目标移动，如图1.4.8所示。

“纳米”机器人可以用于医疗事业，以帮助人类识别并杀死癌细胞以达到治疗癌症的目的，还可以帮助人们完成外科手术、清理动脉血管垃圾及组成计算机新硬件等。科学家们已经研发出这种机器人的生产线。

图1.4.7 在二维物体表面行走的“纳米蜘蛛”机器人

图1.4.8 “纳米蜘蛛”机器人复制出了另一个机器人而被染成绿色

图1.4.9 日本类人机器人

（2）成功实现市场化的服务型机器人是美国的自动吸尘机器人Roomba 它能够自主驱动，在无人指挥的情况下主动清扫房间。自2002年上市以来，Roomba销量已经超过250万个。生产Roomba的iRobot公司总裁海伦·格德纳（Helen Gardner）就曾对媒体说：“我们能生产什么不重要，重要的是要知道顾客想买什么。我们首先会考虑消费者。”

（3）世界的服务业机器人时代 日本机器人时代从1980年开始。由于工业机器人下游主要集中在电子和汽车领域，日本这两大领域市场均已成熟，而且竞争加剧，因此工业机器人市场发展空间已有限，日本则更加看好未来服务型机器人市场的增长，日本类人机器人，高度仿真让人难辨真假，如图1.4.9所示。现在，日本的机器人生产商也开始学习美国人的经营之道，从便宜、简单的机器人入手打开市场。塚本弘说：“日本开发的廉价清洁工机器人已经投入市场，和美国公司研发的同类产品展开了非常激烈的竞争。”而日本最新开发的能听懂人说话的玩具机器人i-Sobot，售价被定为300美元。索尼公司也及时吸取教训，调整了商业策略，推出了售价350美元的会说话的机器人。

（4）机器人士兵时代 机器人开始走上战场执行特殊的作战任务。目前，美军中有100多项战斗任务可由军用机器人承担。2002年，美军首次将名为“赫尔姆斯”“教授”“小东西”的军用机器人士兵应用于阿富汗反恐战场。而在伊拉克战场，美军先后投入了5000多个机器人，它能完成包括战场侦察与监视、目标捕获与指示、搜索与扫雷、通信中继、输送物资、直接攻击目标等战斗任务。

2013年7月12日美军新闻处说，美国武器合约商波士顿动力公司为美军研制的世界最先进人形机器人“阿特拉斯”（希腊神话中的大力神，见图1.4.10）。图1.4.11所示为战场救护机器人。

可以预见不久的将来“机器人战争”的时代就将到来。美国国会规定，到2015年，1/3的地面战斗将使用机器人士兵。2014年，美国在非洲的埃博拉病毒肆虐危害人类之际，已派出机器人前往疫区。

图1.4.10 “阿特拉斯”机器人

图1.4.11 战场救护机器人

（5）日本服务机器人行业未来发展趋势分析 日本机器人以工业机器人为主，但仿人型机器人、个人/家用机器人等服务型机器人也是日本具有绝对竞争优势的领域（表1.4.1），但在医疗以及军用机器人上，日本则逊于美国。根据日本机器人协会的数据，2011年日本服务机器人总出货额约为12亿美元。

表1.4.1 日本、韩国、欧盟和美国机器人各个领域的国际竞争力比较

日本国内服务机器人市场规模从2002年的70亿日元增长至2010年的550亿日元，复合年均增长率（CAGR）为29.39%，尤其是近几年呈现出爆发性增长的趋势。图1.4.12所示为日本服务机器人市场规模呈现爆发性增长趋势。(www.xing528.com)

图1.4.12 日本服务机器人市场规模呈现爆发性增长趋势

日本经济产业省2010年4月发表机器人产业未来市场预测称：日本国内机器人市场将在2015年将达到1.599万亿日元，2025年达到5.258万亿日元，2035年达到9.708万亿日元。其中服务机器人是增长的原动力，市场规模预计将从2015年的3700亿日元扩大至2035年的4.96万亿日元，服务机器人年均增速远超过工业机器人，2020年以后日本国内服务机器人规模将超越工业机器人，达到100亿美元左右，远期（2035年）市场规模约为500亿美元，如图1.4.13所示。

图1.4.13 2015～2035年日本各类机器人市场规模预测

由于服务机器人的制造者和使用者的积极推动，尤其是下游使用者的积极利用态度，使得2013年日本服务机器人研发全面展开，2013年也因此被称为“服务机器人元年”，索尼、松下、丰田等知名企业均大力投入服务机器人的开发与新产品的推出。

2015～2035年日本生活相关的服务机器人市场规模预测见表1.4.2。

表1.4.2 2015～2035年日本生活相关的服务机器人市场规模预测

（续）

（6）我国迅猛发展进入机器人时代 2014年7月9日～11日，中国国际机器人展览会（CiRO2014）在上海市召开，我国制造业的发展，受到人力费用高涨和工厂年轻技工不足的干扰，用工荒漫延，作为解决问题的对策，机器人和自动化近年来有了突飞猛进的成长。参加展览会的除了以高性能、多机能和可靠性著称于世的日本川崎重工业汽车装配线、不二越的小型机器人“MZ07”、安川电机的“MH12”和相关控制、零部件厂商等外，中国区的各国机器人厂商、团体有216家参展，3天里观众达38572人，远超2013年的水平。我国的上海新时达（图1.4.14）、沈阳新松机器人自动化（图1.4.15）、浙江瓿达科技、广州数控设备和广州瑞松科技等机器人厂商也展出了最新产品，并受到好评。

图1.4.14 上海新时达机器人焊接

图1.4.15 沈阳新松机器人自动化搬运

2014年7月8日在上海市召开了由世界各国主要机器人公司的首脑参加的“机器人CEO圆桌会议”。据我国机器人产业联盟（CRIA）发表的数据，2013年在我国销售的机器人台数达37000台，已成为世界最大的机器人市场，其中在我国国内生产的占26%，比2012年增长约40%，国际机器人联合会（IFR）首次发表了我国的数据。

在我国国内工作的国产机器人以手臂式居多，占60%；而焊接用机器人的94%为进口，72%与汽车有关。国产机器人一般停留在简单的工程作业上，还不是进口机器人的竞争者。

2010年11月19日作为第十二届高交会的主办方之一，中科院在深圳会展中心5号馆国家高新技术成果专馆开辟了机器人专区，吸引了大量厂商和游客前来参观，与其他展馆不同，许多老年人和残障人士也慕名而来。机器人专区共有73个项目参展，这些项目以服务生活，走进千家万户为目标。图1.4.16所示为中国科学院研发的服务型机器人。

2012年4月1日，中华人民共和国科学技术部以国科发计[2012]194号印发《服务机器人科技发展“十二五”专项规划》。该规划分形势与需求、发展思路与原则、发展目标、重点任务、保障措施5部分。这是为进一步贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020）》和《国家“十二五”科学和技术发展规划》，建设创新型工业强国的规划。