美國在機器人方面可能已經落后…∣智庫觀察

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導讀

相比人工智能、量子計算、區塊鏈等流量潑天的熱門領域，機器人技術似乎仍未得到匹配其影響力的關注度。

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

以中國為代表的多國/地區已制定并實施強有力的國家級機器人戰略，美國方面卻遲遲未有行動。政策端乏力也導致美國機器人應用普及率極低，產業發展嚴重滯后。

本文選自美國信息技術與創新基金會（ITIF），借此視角一窺全球（特別是我國）機器人發展的態勢。

我們尚未對機器人技術作出嚴格定義，一般認為機器人就是能編程執行多種任務、與環境發生一定程度交互、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，例如無人機或自動駕駛車輛，也可視作機器人。本文重點討論傳統定義的機器人技術。

它會成為未來半個世紀最重要的技術嗎？

諸多涉及實物的位移與形變的職能和行業，都要借助更先進又經濟的機器人技術方可實現生產力提升。誠然，機器人已在驅動生產力發展，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撿拾垃圾、清掃街道公園、餐廳備餐送餐、酒店客房服務、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。

談農業，機器人能采摘蔬菜水果及其他要求人力的農作物；論康養，家庭和養老機構的老年人護理成本可借機器人大幅降低；采礦和制造領域的生產效率則將被有力推高，尤其在裝配和運輸環節。

很多時候，我們應將機器人技術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用，其中多數在2006年前屬于非人想象可及的存在。機器人技術的平臺潛能無限，但人類在持續升級其硬件軟件(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，部分數字制造技術的應用成本有所下降。美國密歇根制造技術中心的專家邁克·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領域，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。根據我們的觀察，如今一家150~200人規模的企業，在1.2~2年內即可實現投資回報；對于更大規模的公司，比如員工數量在200到500人的，回報周期約為2~5年。”

不過即便如此，成本還需進一步壓縮，技術的易用性、靈活性與質量水準也亟待提升。正如麻省理工學院機器人專家羅德尼·布魯克斯(Rodney Brooks)所言：“提出想法容易，把設想變成現實很難，做到大規模部署就更難了。”

因此，政府制定國家級機器人戰略的意義毋庸贅言。

美國的工業機器人應用普及程度遠不及東亞三國

機器人的制造和應用同等重要，而美國在這兩方面都落后了。

機器人開發與應用是提高生產力和生活水平的關鍵，因其能顯著拉升企業效率。有研究顯示，制造業的機器人密度越高，產量就越高，隨之而來的還有更高的GDP和生活水平。

在機器人應用與發展方面，美國相較其他領先國家/地區的差距有多大呢？

根據國際機器人聯合會的數據，2022年美國以每萬名制造業工人配285臺工業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(內地)的數據分別為415臺、397臺及392臺。

圖1 2022年不同國家/地區制造業每萬名工人配有的工業機器人數量

若再考慮工資水平，美國2022年的工業機器人普及情況就更顯遜色。

ITIF依據美國制造業工資水平對比了實際應用率與預期值的落差，發現前者僅達預期的70%，在全球排名第13位(圖2)。

與此同時，東亞國家/地區領銜行業：中國大陸(內地)的工業機器人應用普及程度高達預期的12.5倍，韓國與新加坡的表現分別為8.5倍和5.3倍。

圖2 2022年不同國家/地區工業機器人實際應用率與預期應用率的比值

目前美國的制造業，也就是最能從機器人技術中獲益的領域，僅有8.3%的企業在真正應用機器人。

政策支持顯得吝嗇而乏力

美國在機器人應用發展方面的落后并不令人意外。當其他國家/地區制定支持機器人技術創新與應用的國家/地區戰略時，美國卻似乎用政策阻礙著進步。

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

此前有學者得出這樣一種結論：文化態度影響一個國家/地區的機器人應用普及程度。信息技術與創新基金會的研究結果呼應此觀點——各國/地區經工資水平調整后的工業機器人應用率，一定程度上與各國/地區居民認為機器人技術未來應更受重視的程度正相關。

由此而言，美國對機器人技術的支持不足導致各行業的相關應用率低迷。美國國家科學基金會年度商業調查數據顯示，所有行業中僅1.3%的企業將機器人技術納入其商品和服務的生產流程或方法。

圖3 將機器人技術納入生產流程或方法的企業的比例

美國的機器人制造業總體弱勢

美國曾為機器人技術的前沿開拓貢獻卓著，但向來重“學研”而輕“產用”的他們未能在相關制造領域保持領先。其實驗室仍持續做出尖端突破，但工業機器人的實際生產已由他國/地區主導。例如，2022年日本占據全球機器人產量和出口量的份額分別為46%和36%。

產和用的弱勢，源于美國缺少足以支撐機器人規模化生產的工業生態系統。要知道，全美無一家從事工業機器人大規模量產的主流企業。

此外，美國持續依賴他國/地區機器人供應。2024年數據顯示，全美工業機器人出口額僅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/地區進口工業機器人的數量

當然，美國本土也有部分企業保持著頂尖競爭力。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，即優傲機器人(Universal Robots)與名傲機器人(Mobile Industrial Robots)，分別在協作機器人和自主移動機器人領域引領行業、開拓前沿。

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