美國在機器人方面可能已經(jīng)落后…∣智庫觀察

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導(dǎo)讀

相比人工智能、量子計算、區(qū)塊鏈等流量潑天的熱門領(lǐng)域，機器人技術(shù)似乎仍未得到匹配其影響力的關(guān)注度。

當(dāng)然，趨勢總在變化。越來越多人預(yù)感，在多元技術(shù)融合的大背景下，它或許會是下一輪科技長波中那個關(guān)鍵的“通用技術(shù)”（general purpose technology）。

以中國為代表的多國/地區(qū)已制定并實施強有力的國家級機器人戰(zhàn)略，美國方面卻遲遲未有行動。政策端乏力也導(dǎo)致美國機器人應(yīng)用普及率極低，產(chǎn)業(yè)發(fā)展嚴重滯后。

本文選自美國信息技術(shù)與創(chuàng)新基金會（ITIF），借此視角一窺全球（特別是我國）機器人發(fā)展的態(tài)勢。

我們尚未對機器人技術(shù)作出嚴格定義，一般認為機器人就是能編程執(zhí)行多種任務(wù)、與環(huán)境發(fā)生一定程度交互、要求操作者有限輸入(甚至無輸入)的物理機器。有觀點認為自主系統(tǒng)，例如無人機或自動駕駛車輛，也可視作機器人。本文重點討論傳統(tǒng)定義的機器人技術(shù)。

它會成為未來半個世紀最重要的技術(shù)嗎？

諸多涉及實物的位移與形變的職能和行業(yè)，都要借助更先進又經(jīng)濟的機器人技術(shù)方可實現(xiàn)生產(chǎn)力提升。誠然，機器人已在驅(qū)動生產(chǎn)力發(fā)展，但限于功能和成本問題，我們遠未觸及其真正的潛能。

機器人完全有能力承擔(dān)撿拾垃圾、清掃街道公園、餐廳備餐送餐、酒店客房服務(wù)、清潔樓宇等工作。

此外，諸如在倉庫操作叉車、給商場貨架理貨、砌磚挖溝乃至修路這樣的工作，它們也可勝任。

談農(nóng)業(yè)，機器人能采摘蔬菜水果及其他要求人力的農(nóng)作物；論康養(yǎng)，家庭和養(yǎng)老機構(gòu)的老年人護理成本可借機器人大幅降低；采礦和制造領(lǐng)域的生產(chǎn)效率則將被有力推高，尤其在裝配和運輸環(huán)節(jié)。

很多時候，我們應(yīng)將機器人技術(shù)視作類似智能手機的平臺。受益于摩爾定律和4G通信的智能手機曾催生大量前所未見的應(yīng)用，其中多數(shù)在2006年前屬于非人想象可及的存在。機器人技術(shù)的平臺潛能無限，但人類在持續(xù)升級其硬件軟件(包括人工智能)的道路上，終究眺望不到超越自己想象力的遠景。

近年來，部分數(shù)字制造技術(shù)的應(yīng)用成本有所下降。美國密歇根制造技術(shù)中心的專家邁克·科斯特(Mike Coast)與鮑勃·利斯卡斯(Bob Lyscas)介紹稱：

“在以機器人和智能傳感器為代表的一些技術(shù)領(lǐng)域，過去3年間的成本降幅高達80%，3年前投入75萬美元能做出的東西，放現(xiàn)在可能只需花費10萬美元。物美價廉意味著投資回報周期縮短。根據(jù)我們的觀察，如今一家150~200人規(guī)模的企業(yè)，在1.2~2年內(nèi)即可實現(xiàn)投資回報；對于更大規(guī)模的公司，比如員工數(shù)量在200到500人的，回報周期約為2~5年?！?br/>

不過即便如此，成本還需進一步壓縮，技術(shù)的易用性、靈活性與質(zhì)量水準(zhǔn)也亟待提升。正如麻省理工學(xué)院機器人專家羅德尼·布魯克斯(Rodney Brooks)所言：“提出想法容易，把設(shè)想變成現(xiàn)實很難，做到大規(guī)模部署就更難了?！?/p>

因此，政府制定國家級機器人戰(zhàn)略的意義毋庸贅言。

美國的工業(yè)機器人應(yīng)用普及程度遠不及東亞三國

機器人的制造和應(yīng)用同等重要，而美國在這兩方面都落后了。

機器人開發(fā)與應(yīng)用是提高生產(chǎn)力和生活水平的關(guān)鍵，因其能顯著拉升企業(yè)效率。有研究顯示，制造業(yè)的機器人密度越高，產(chǎn)量就越高，隨之而來的還有更高的GDP和生活水平。

在機器人應(yīng)用與發(fā)展方面，美國相較其他領(lǐng)先國家/地區(qū)的差距有多大呢？

根據(jù)國際機器人聯(lián)合會的數(shù)據(jù)，2022年美國以每萬名制造業(yè)工人配285臺工業(yè)機器人的密度排名全球第9，較2017年的第七位有所下滑(圖1)。

每萬名工人配1012臺工業(yè)機器人的韓國位居密度榜頭名，機器人密度高達美國的3.5倍。德國、日本和中國大陸(內(nèi)地)的數(shù)據(jù)分別為415臺、397臺及392臺。

圖1 2022年不同國家/地區(qū)制造業(yè)每萬名工人配有的工業(yè)機器人數(shù)量

若再考慮工資水平，美國2022年的工業(yè)機器人普及情況就更顯遜色。

ITIF依據(jù)美國制造業(yè)工資水平對比了實際應(yīng)用率與預(yù)期值的落差，發(fā)現(xiàn)前者僅達預(yù)期的70%，在全球排名第13位(圖2)。

與此同時，東亞國家/地區(qū)領(lǐng)銜行業(yè)：中國大陸(內(nèi)地)的工業(yè)機器人應(yīng)用普及程度高達預(yù)期的12.5倍，韓國與新加坡的表現(xiàn)分別為8.5倍和5.3倍。

圖2 2022年不同國家/地區(qū)工業(yè)機器人實際應(yīng)用率與預(yù)期應(yīng)用率的比值

目前美國的制造業(yè)，也就是最能從機器人技術(shù)中獲益的領(lǐng)域，僅有8.3%的企業(yè)在真正應(yīng)用機器人。

政策支持顯得吝嗇而乏力

美國在機器人應(yīng)用發(fā)展方面的落后并不令人意外。當(dāng)其他國家/地區(qū)制定支持機器人技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用的國家/地區(qū)戰(zhàn)略時，美國卻似乎用政策阻礙著進步。

這里援引ITIF的報告內(nèi)容：一些國家/地區(qū)通過積極的稅收政策激勵機器人應(yīng)用，美國在這方面則頗為吝嗇，因此相關(guān)投資受到抑制。政策差異部分源于美國民眾對機器人取代就業(yè)的過度擔(dān)憂(盡管多項研究表明事實恰恰相反)。

此前有學(xué)者得出這樣一種結(jié)論：文化態(tài)度影響一個國家/地區(qū)的機器人應(yīng)用普及程度。信息技術(shù)與創(chuàng)新基金會的研究結(jié)果呼應(yīng)此觀點——各國/地區(qū)經(jīng)工資水平調(diào)整后的工業(yè)機器人應(yīng)用率，一定程度上與各國/地區(qū)居民認為機器人技術(shù)未來應(yīng)更受重視的程度正相關(guān)。

由此而言，美國對機器人技術(shù)的支持不足導(dǎo)致各行業(yè)的相關(guān)應(yīng)用率低迷。美國國家科學(xué)基金會年度商業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，所有行業(yè)中僅1.3%的企業(yè)將機器人技術(shù)納入其商品和服務(wù)的生產(chǎn)流程或方法。

圖3 將機器人技術(shù)納入生產(chǎn)流程或方法的企業(yè)的比例

美國的機器人制造業(yè)總體弱勢

美國曾為機器人技術(shù)的前沿開拓貢獻卓著，但向來重“學(xué)研”而輕“產(chǎn)用”的他們未能在相關(guān)制造領(lǐng)域保持領(lǐng)先。其實驗室仍持續(xù)做出尖端突破，但工業(yè)機器人的實際生產(chǎn)已由他國/地區(qū)主導(dǎo)。例如，2022年日本占據(jù)全球機器人產(chǎn)量和出口量的份額分別為46%和36%。

產(chǎn)和用的弱勢，源于美國缺少足以支撐機器人規(guī)模化生產(chǎn)的工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。要知道，全美無一家從事工業(yè)機器人大規(guī)模量產(chǎn)的主流企業(yè)。

此外，美國持續(xù)依賴他國/地區(qū)機器人供應(yīng)。2024年數(shù)據(jù)顯示，全美工業(yè)機器人出口額僅1.69億美元，進口額卻高達7.07億美元。

圖4 2024年美國從不同國家/地區(qū)進口工業(yè)機器人的數(shù)量

當(dāng)然，美國本土也有部分企業(yè)保持著頂尖競爭力。例如，總部位于馬薩諸塞州的泰瑞達機器人公司(Teradyne Robotics)麾下的兩家企業(yè)，即優(yōu)傲機器人(Universal Robots)與名傲機器人(Mobile Industrial Robots)，分別在協(xié)作機器人和自主移動機器人領(lǐng)域引領(lǐng)行業(yè)、開拓前沿。

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