Jeremy Watson：英国机器人自动控制系统政策与研究

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Jeremy Watson：英国机器人自动控制系统政策与研究

2017.8.24

2017世界机器人大会23日在北京正式开幕。本次大会的主题是“创新创业创造，迎接智能社会”。大会为期5天，由论坛、博览会、机器人大赛三大板块组成。主论坛会议上，众多业界大咖为人们带来了对机器人产业的深入分析和前瞻观点，他们独特的见解让人们对于机器人产业发展有了新的认知。

23日进行的世界机器人大会主论坛会议上，英国工程技术学会主席JeremyWatson带来了“英国机器人和自动控制系统政策与研究”报告。JeremyWatson表示，英国政府早就认识到了机器人和自主系统的重要性，将投入47亿英镑推动研发的发展，重点关注十大支柱领域，其中包括在科技研究和创新方面进行投资，并且实现清洁增长，支持企业发展贸易，并且推动世界领先的服务业等等。目前整个工业领域都非常关注机器人的发展，尤其是不同场景下的应用。除了工业机器人以外，更受关注的机器人领域在于服务业。无论是护理老人的服务机器人，还是一些高危作业特种机器人，目前都是英国政府感兴趣的地方。

以下为演讲全文：

JeremyWatson：非常高兴能够参加这么重要的大会，作为英国工程技术学会的主席，我们是欧洲最大的工程技术学会。英国工程技术学会的全球影响力是很大的，我们在150个国家有超过168000名成员，也是一个跨学科的组织，拥有100多个本地网络和22个技术网络，与全球的工程师联系紧密，目前在中国、亚太、印度和美国设有国际办事处，特别感兴趣在这些地区参加活动，机器人是我们关注的重点话题之一。

我们和英国的机器人自动化网络也有非常好的合作，这里我想谈一些政策的背景。我曾经在英国政府工作过，包括英国的工程技术委员会等等，所以简单地介绍一下。英国政府早就认识到了机器人和自主系统的重要性，阿尔维是八十年代的计划，推动了现在所谓的数码技术的研究，之后推出了八大技术和战略产业，大卫伍德是大学部的部长，是他提出的八大技术和战略产业。最近由于英国脱欧了，目前我们又推出了一个产业战略白皮书，现在正在征求意见。正是因为我们有了这样的一些战略，英国工程和物理科学委员会提出了机器人自控系统的倡议，也推出了创新英国这样一个倡议，这样可以看出KTN机器人自控系统的小组，还有先进制造业的助力器计划。

我们认识到在学术界和企业界之间展开的联合研究非常重要，早在八十年代的阿尔维计划就提出了四个关键领域：软件工程、人机交互、高级微电子技术等等。阿尔维计划当中包括芯片设计、软件技术、数据库应用和人工智能。几年之后到了2012年，我们的科学部长意识到需要关注几个核心的技术，通过磋商提到了八大技术领域，这里我想强调其中的一个，也就是和今天主题相关的机器人系统。英国现在也在这几个领域进行了大力的投资，我本人是在重点研究物联网和量子技术。现在政府不仅应该是压住那些已经胜出的赢家，英国工业的战略最近也有所更新，政府准备制定的战略也在推动英国经济健康发展，重点关注十大支柱领域，其中包括在科技研究和创新方面进行投资，并且实现清洁增长，支持企业发展贸易，并且推动世界领先的服务业等等。

我们将投入47亿英镑推动研发的发展，EPSRC是工程物理科学研究理事会，他们也在和各个行业领域进行沟通，也将能够应对国家的挑战，并且推动人口和交通的发展，实现安全能源。这个理事会将会在自动系统和机器人方面做出自己的贡献，并且一些基础的研究将能够推动各个领域的发展。涉及到机器人设计、计算、测试、传感、控制系统工程等等领域，他们将能够大幅度推动人工智能、计算机视觉、人机互动、自然语言理解和实时通讯网络技术的发展，他们会做很多的基础性研究，然后也会在一些应用领域开展工作。目前EPSRC在机器人、自动化和人工智能领域所做的工作列在了这一页，现在他们做的工作当中可以看到，他们将会花大约1亿英镑的资金进行这种研究。大约有13个大学收到了相应资金的支持参与，明天会有来自帝国理工大学的同事来讲他们的研究。

关于机器人和人工智能未来的愿景，其实这也是一个社会的发展趋势。随着新的知识不断出现，我们也将不断推动这个行业的发展，重点推动的领域包括医疗、自动驾驶、自动交通，现在自动驾驶发展的速度比我预想的还要快好几倍，包括解决极端环境的问题，还有下一代的自动制造也是这些技术往前发展的主要驱动力，可以更好地满足消费者的需求。英国的工业战略挑战基金也是在推动这个行业的发展，并且包括EPSRC和其它的创新机构共同成立的这个基金。我们在英国让大学和业界之间的合作开展得比较好，并且学界可以看到研究成果在行业当中得到应用也感到非常兴奋。2017年4月我们宣布了9300万元英镑的计划支持各家大学和业界之间进行联合研究，并且也会有一些示范性的项目，涵盖了很多公司参与。

目前这项工作涵盖了机器人人工智能领域的研究，投入将达到4200万英镑，这种联合研究项目也会用来解决一些极端环境的应用问题。EPSRC还参与对人员培训的工作，并且提升他们的能力，他们也会提供一些奖学金的机会支持博士生的学习，包括相应的联系人的联系方式，还可以了解他们在机器人领域所做的具体工作，并且在网上找到相应的英国大学在这个领域的研究进展。关于机器人和自动系统他们也在写一些咨询的报告，我们觉得这些报告之后也将会是非常有用的，比如涉及到基础设施、极端环境，包括社会护理这些领域机器人是如何进行应用的，还有手术机器人，明天杨教授将会讲到医疗机器人的使用，也是来自帝国理工大学的一位教授。

目前EPSRC网络的目标如下：首先是要研发下一代创新和颠覆式的技术，涵盖医疗技术，并且也通过数字转型推动商业创新，包括数字工厂等技术的发展。他们也认为机器人可能是未来自动系统当中最为重要的一环，另外一个目标就是实现能源安全和提高能源效率，使得整个生产在耗能方面效率更高。其它的目标是公路铁路当中，机器人也可以做一些预测性的工作，使得交通变得更为顺畅。诊断和治疗也是机器人能够做的一些事情，就是对人的治疗变得更好。最后他们会研究机器人在做人体康复领域的一些工作，或者是看护陪伴等等。他们收到的资金支持是1亿英镑，涵盖了13个英国的大学，重点关注的人机交互、图像识别、软件控制、辅助技术、医疗技术、电子电机、电磁技术等等。

InnovativeUK是英国的创新机构，也是和市场贴得非常近的一家机构，很多做的事情其实都是已经可以到市场进行应用了。他们在机器人领域关注的包括自动系统，这些主题和之前都有一些很好的补充，涉及到系统以及系统中的系统，也涉及到系统一体化的相关工作。机器人就是各个学科交融的产物，所以需要相互了解才能让机器人正常运转。我们对机器人系统的设计和制造也非常感兴趣，涉及到多传感器融合、数据融合和机器人感官等等相关的技术。当然对人机交互也是非常感兴趣的，以及机器学习的技术，并且针对人和机器如何能够安全地进行合作进行相关的研究。

当然，我们对机器人的行动规划和任务规划也会做一些研究，机器人自动系统这个领域还有一些子小组研究，包括KTN，这是一个知识传输网络，其实是由英国创新机构来运营的。这里做的主要工作就是将一些创新的想法以一种更为务实的方式推动下去，或者是将一些创新的想法进行更好的解释，他们会举办一些会议或者主办一些活动提高公众对这些技术的认知，比如涉及到制造、农业、医疗、消费、交通、城市、能源、公共设施和环境等等。具体的应用领域实际上很多都涉及到第四次工业革命当中的关键点，包括工业物联网、系统一体化、数字组装、机器人自动化、数字流程模拟、网络安全等等。这些子小组也关注不同的领域，比如这是他们在制造业领域关注的内容，显示的是制造的流程，比如工业4.0的状况下会有什么变化，工人需要一些全新的技术在工厂里面更好地工作，他们现在做的工作也是在试图满足市场不断增加的需求。当然，很多的事情是和制造以及机器人相关联的，并且这些工作可以很好地满足市场的需求。

和组装相关的是需要将很多技术转化到一起才能实现，很多公司现在也是走在了一起进行研究，包括计算机视觉也需要进一步提升才能让机器人更好地看到和理解所做的过程。展开来讲就是智能家居和辅助生活，这个领域机器人也可以做一些事情，但现在只是设定一些预设的功能帮助人们实现这样的操作。未来如果有人形的机器人的话可以和我们共同生活，包括在我们的身边帮助老人来做日常工作，也能够帮助他们生活得更好。过去这些年在英国照顾老人的成本越来越高，所以基本上在人活的最后两年医疗领域的支出占到一生支出的80%。机器人和辅助功能有些清洁干洗工作，或者通过他们的存在可以二十四小时每周七天监控老人的状况，让他们的寿命更长，也能够避免老人在家中摔倒出现骨折的现象。

通过人工智能和对情绪的感知，机器人甚至能够提供一些情感上的支持，其它的功能机器人也可以帮助我们降低很多的成本。至于机器人能够给我们带来什么样的价值，比如消费和零售的领域，还有物流、交通、制造和建筑，现在建筑也是能够做更多事情的一个领域，未来机器人在建筑领域做的工作会越来越多，可以帮助我们减少人工的伤亡率。创新的情况下Capsule系统就像一个弹弓一样，可以加速很多事情的发展，并且推动英国在新技术上的使用，现在我们重点关注的是机器人在这个领域有什么样的应用。InnovativeUK也是通过协作的方式获得了很多资金的支持，有些资金来自于私营领域，可能会支持具体项目的发展，他们在考文垂也有一个很大的工厂进行各种各样的实验。

目前整个工业领域都非常关注机器人的发展，尤其是不同场景下的应用。我们想比较一下工业机器人和更加类人机器人之间的区别。下面还有一些应用的实例，这个介绍非常简单，就像前面提到的那样，在社会的医保方面至少在英国和西欧都是非常有用的，因为在英国已经有1540万人至少受到了一种长期疾病的困扰，这个数字还在增加，老年人的医护费用占到全国医疗总预算的70%，现在我们需要尽量让这些老年人居家养老。这里有一个项目是由西英格兰地区的20所大学联合推动的，就是帮助人穿衣服和脱衣服，也就是智能穿戴机器人，必须要能够适应人类不同类型的衣服，也需要联合运用习得的技能适应新的环境。可以开展危害的分析，实现安全的机器人操作，需要相应的数据确定这个机器人是否适合人类使用。此外还需要进行评估、整合和测试，这些都是应该在商业平台上进行的。

这个我们称之为“核机器人”，因为可以进入核反应堆这些地方。我们可以看到在欧洲联合环反应堆的应用，牛津附近的核聚变反应堆已经有机器人进去了，机器人是不惧怕危险环境的。目前这种推动发展方面英国政府是非常有兴趣的，因为可以降低生产的成本，而且可以提高安全性，因为现在一共有12个新的核反应堆正在建立，整个投资达到了600亿英镑，希望将核电所占能源的发电比例达到20%左右，到了2020年和核能或者核电相关的机器人市场将会达到每年5000万英镑。一些高风险、高危险的工作环境下，机器人的使用也是必不可少的，这些机器人在核聚变反应堆的工作已经非常有经验了。

这里可以看到JET欧洲联合环反应堆的外景，里面是控制室，开始看到的是一个模拟，最下面的这些物质是核废料和高温材料，需要被移除，所以需要远程控制。这个机器人的系统可以非常精细地进行导航操作，也可以看到一些具体操作的程序。RITZ机器人已经在非常恶劣的环境当中得到了商用，可以想像在这样的核聚变反应堆内部是非常危险的，并且是高温的环境，人是无法在这种环境工作的，要人去做的话要等到好几个月系统安全以后才能进去。