融萃特种机器人董事长梅涛：警用机器人研究现状与产业前景

2018年10月19日，在“BATi 智能制造·智能产品论坛”下午的嘉宾分享环节中，鹏城实验室研究员、苏州融萃特种机器人董事长兼首席科学家梅涛发表了“警用机器人研究现状与产业前景”的主题演讲。梅涛认为，现有警用机器人存在以下几大不足之处：

 

（1）以人工遥操作为主，智能化感知决策、自主作业等能力不能满足实战需求；

 

（2）仅在排爆、巡逻、安保领域小规模试用，应用的广度和深度十分有限；

 

（3）跟踪模仿国外产品较多，关键器件依赖进口、原创性成果不多；

 

（4）警用机器人技术标准体系尚未建立，规范化程度偏低；

 

（5）工程化、产品化程度不足，产品大都处于样机阶段，难以满足列装要求。

 

笔者总结了梅涛的精彩观点：

 

1、发达国家警察占人口0.3%，我国仅0.12%。从我们国家来看，我们的警力非常紧缺，警察数量的缺口为252万人。

 

2、对于军用、警用、特警这些部门，能够进行侦查、巡逻、爆炸物探测、排除、处置的机器人起来一直是有需要的。但是怎么能够开发出能真正进行实战，代替战士进行危险作业的机器人，是我们现在正面临的难点。

 

3、我们通过专利的变化能够看到一个产业是不是处于前期状态。目前警用机器人这个行业有很多的发明专利，意味着产业在酝酿期；到了实用新型专利比较多的时候，意味着这个产品比较成熟了；如果到了外观专利的阶段，这个产业就没有什么新的路子了，已经被几个大的企业垄断了。

 

4、国际上的警用机器人发展很快，中国在2015年论文的发表、专利的申请已经超过了美国，我们在这方面的起步不算太早，但是后发优势还是有一些的。

 

以下为笔者整理的梅涛演讲全文

 

谢谢主持人，我给大家带来的题目是“警用机器人研究现状与产业前景”，特种机器人范围太大，有很多很多种，因为近几年我聚焦在警用机器人，所以今天来跟大家分享。

 

鹏城实验室是一个很新的名字，是今年3月31号刚刚成立的一个新的单位，同时也是深圳市投入100亿为建设国家实验室筹建的。我也是今年5月份才刚刚过来。其实我之前是就职在中科院合肥智能机械研究所，后来在中国安防机器人研究院工作。

 

我们知道警察的工作很危险、很辛苦，那么能不能用警用机器人来代替？

 

我们很多武警战士、警察在处理爆炸物、对付恐怖分子等等执勤活动中都会遇到很多的危险。从我们国家来看，我们的警力也是非常紧缺的。发达国家的警察占人口总数的千分之三，香港是千分之四，我们国家只有千分之1.2，比国际标准少很多。所以我们的警察数量缺口有250多万。另外协助警察干活的保安之类的人员也有100多万的缺口，尤其是现在很多保安都是老弱病残，它的保卫能力是非常有限的。年轻力壮的觉得做保安太辛苦，或者说挣钱也不多，年纪大的人做保安，发挥的作用又不大。

 

因此怎么样用机器人来代替人做事，我们在这方面有很大的需求。

 

在军用机器人方面，我们国家在2017年的机器人产业发展报告里面有这样一个统计。军用机器人能够统计到的市场规模非常少，也就40来亿人民币的销售量，警用机器人基本上就看不到，都是一些样机的采购。从已有的市场来看，它是非常少的，但是确实又有很大的需要，如果有合适的产品，肯定会带动一个新的产业的发展。

 

按照警力和安保人员缺口的25%用机器人来代替进行测算，市场容量就可以达到百万台。如果一台专业的机器人需要10万元，就有上千亿人民币的市场，这个需求量在特种机器人里面还是相当大的。

 

我们知道特种机器人的特点就是小批量、多品种。对于警用来讲，如果有一个大的空间，这样一个规模也还是很值得我们去关注的。

 

我们国家机器人的发展最早就是从特种机器人开始，这跟日本从工业机器人开始的发展是不一样的。中国有一个863计划，就是1986年3月份启动的计划。那时候中国以廉价劳动力进行改革开放做代加工，所以一个普遍的论调是，中国不需要服务机器人，我们的人工多得是。所以我们研究机器人的人都是做特种机器人，因为在危险的环境，人到不了的环境需要机器人。生命还是可贵的。

 

经过这几十年的发展，我们已经把公共安全机器人作为“十三五”规划的重大标志之一，去年科技部也启动了“主动防控型警用机器人关键技术研究与应用示范”项目，从国家推动多种机器人的发展。

 

国外国内都有一些典型的警用机器人，像前段时间比较热门的K5。据说美国还给它一个警察编号，它在路上采集信息，它所采集的信息具有法律效力。它里面有很多的摄像头，可以作为一个移动安全保卫的装置，但是它没有操作能力，就是一个信息采集器。其它的还有S5、排爆、侦查，尤其是irobot。这是一个比较知名的机器人公司做的，他们的很多机器人已经用到了阿富汗的战场上，具有军事的用途。

 

中国也有很多企业和研究机构在做。比方说国防科大他们仿制了K5，四轮的这个机器人是三年前做出来的，灵蜥是中国自动化所做的，还有一个QDF是排爆机器人，这是我这两年和武警特警学院合作开发的。类似的产品有很多，我就不一一介绍了。

 

给大家普及一个概念。对于军用、警用、特警这些部门，能够进行侦查、巡逻、爆炸物探测、排除、处置的机器人起来一直是有需要的，但是怎么能够开发出真正进行实战，能够代替战士进行危险作业的，是我们现在正面临的难点。

 

目前的机器人的存在着不足不处。

 

第一，目前机器人主要还是用遥控方式来操作，智能化的感知决策、自主作业能力还不能满足实战要求。这种通过远程操作进行作业跟直接的自主能力还是不够的。

 

第二，在排爆、巡逻、安保领域，机器人有小规模的试用，但是应用的深度和广度还是不够的。这也是我们目前在努力推进的一件事情，怎么样把产品做到可以应用到公安分局、派出所，让他们随时可以出动机器人去做前期的探测。

 

第三，我们的国外采购比较多，关键器件还是进口，原创度还不够。警用机器人技术标准体系尚未建立，规范化程度偏低。目前产品的工程化和产品化的程度不足，按照列装的要求来研制还是一个比较大的问题。

 

警用机器人目前的研究状态是怎样的？

 

我们做了一个科技情报的文献分析。一个是通过论文的检索、关键词的分析，从1985年到2017年这32年的时间，我们对国内外的论文进行了检索分析，用的词是“机器人”，包括这上面列的词中的任何一个，检索警用机器人的相关论文，搜索出来发现有1300多篇中文论文。其中，有5800多篇外文论文，这里面包括期刊论文、会议论文、学位论文。

 

从1996年开始，国际上的论文有大量的增加，中文论文从2001年开始有比较明显的增长。随着时间往后推移，越往后面大家的关注度越来越大。

 

融萃特种机器人董事长梅涛：警用机器人研究现状与产业前景

 

从论文的产出地按国家和地区来分，美国总数最多，占37%，中国排在第二，占23%。这两个是超级大国，其它的就只占百分之几。我们可以看到中国的科技界对于危险作业、警用这一类的机器人的研究还是非常关注的。这个数据出来跟我们作为机器人行业研究的人员的理解是一致的。我们一开始就说了，863项目专家组首先支持的就是特种机器人。

 

从研究的单位来看，美国国防部支持的研究最多，然后是能源部、NASA、美国陆军、美国国防部太平洋中心，排在第五的是中国科学院，然后是法国的国家空军、美国陆军、美国德州大学等等。这就是各个大学研究的情况。

 

从研究热点来看，通过关键词分析，我们看到红色的是中文文献和英文文献都有的，这是排在前15位的关键词，说明中外研究的热点是一致的。

 

在不同方面，外文文献里面更多的是在智能方面，像传感、无人系统、导航定位、人机交互、避障这些智能的行为、高水平的行为上比较多。在中文的文献里面，更多的是在底层，机械臂、嵌入式系统、通信和动力学分析等等。所以我们看到在研究方面还是有一定的差距。

 

融萃特种机器人董事长梅涛：警用机器人研究现状与产业前景

 

在专利方面，我们也做了分析。我们检索到目前一共有7200多个专利跟警用机器人相关。其中，美国排在第一，中国排第二，美国有2000多个相关专利，中国是1800多个相关专利，其它的国家就比较少了。

 

我们来看一个很有意思的图，这个图中发明专利占到专利总数的86.8%，实用新型只占11%，外观专利只有百分之一点几。这说明原创性的研究成果是占主导的，这同时代表着一个新的技术在快速产生。

 

融萃特种机器人董事长梅涛：警用机器人研究现状与产业前景

 

我们可以想像，像洗衣机这样的传统产品，现在很难有发明专利，实用新型也很少，都是外观方面的。所以我们通过专利的变化能够看到一个产业是不是处于前期状态。目前这个行业有很多的发明专利，意味着产业在酝酿期，到了实用新型专利比较多的时候，就意味着这个产品比较成熟了，如果到了外观专利的阶段，这个产业就没有什么新的路子了，就已经被几个大的企业垄断了，这是我们做产业分析的时候，通过专利的变化来进行预测。

 

这是近8年国内申请专利的变化情况，我们看到在2000年之前过国内申请的专利很少，在2001—2014年开始增长，到了近5年发展得非常快，这跟世界的反恐形势是联系在一起的。

 

融萃特种机器人董事长梅涛：警用机器人研究现状与产业前景

 

可以看出近几年国内的专利申请呈指数级的上涨。

 

结论就是国际上的警用机器人发展很快，中国在2015年论文的发表、专利的申请已经超过了美国，我们在这方面的起步不算太早，但是后发优势还是有一些的。

 

下面简单介绍一下我们的警用巡逻机器人项目。

 

它是科技部警用机器人项目其中的一部分，主要是构建一个可以在动态的场景下进行巡逻的机器人，能跟后台及时通讯，并实时地进行警务的处理。

 

这个场景是在华为的坂田基地做实验。这是我们研究的相关内容，时间关系我就不讲得太细了。这里面涉及无人车的技术、无线通讯技术以及导航定位的技术，尤其是后台要跟警务知识和一些特殊情况的预警结合起来。

 

这是另外一个我们正在做成果转化的项目。在武警特警学院在做排爆训练和教学的过程中，我们发现排爆的作业需要士兵非常近的靠近目标，在1米之内进行操作，这样非常危险，士兵们需要穿着厚厚的防护衣。

 

我想很多人都看过一部电影叫《拆弹部队》。这个工作非常危险，我们希望通过机器人完成拆弹任务。人对机器人进行远程控制，用激光指示目标，指引机器人扛着探测器过去，找到目标之后自动采取措施进行处理。目前这方面已经进入到试用阶段。

 

最后我想说的是，用机器人技术提升警力，发展我们的警用装备是值得我们去做的事情。