机器人新时代：机器人社会的工作、生活和投资

这本书是对于下一代机器人世界的探索发现之旅。下一代机器人成员丰富，包括协同工作机器人、无人驾驶车辆、人形机器人、民用和军用无人机、手术机器人。协同工作机器人将成为人类的同事，和人类操作员一起工作；人形机器人在人类家里和办公室工作，利用物联网上传、下载信息；机器人做手术能够比任何人类医生更精准。此外，很多科幻世界中的幻想已成为今天的现实。

机器人将成为未来*球经济发展的关键因素。机器人领域正在快速壮大。*球现有几十家活跃的机器人公司，为数更多的创新型创业公司正在寻求政府项目的资助，还有来自三大州的风险投资人正在寻找投资机会。一场技术竞赛已在美国、欧洲和亚洲之间拉开帷幕。在机器人研发领域一旦落后，将意味着失去生产竞争和经济发展方面的优势，而且劳动力的技能也将在十年内变得非常落后。

机器人正吸引着那些认识到其潜在中期受益的投资者。本书作者作为一名金融市场分析师，兴趣不在于机器人所可能造成的文化和情感影响，而在于其市场分析和投资机会的考察。本书第三部分利用50份分析清单，考察了美国、欧洲和亚洲上市公司股权的基本特点和技术因素，对于机器人股权问题进行了深度分析。这一部分还收录了比较股权的表格，且附上Reuters.com的网址以供读者查看上市公司的新的信息和数据。

*后，技术分析爱好者可以在附录中找到本书作者*创的“六个气泡”方法的详细内容。这一方法在本书中*次公诸于世，书中所有技术分析均采用了这一方法。作者凭借这一方法成为2010年度意大利技术分析师协会（SIAT）较好技术分析师，“六个气泡”方法荣获“意大利技术分析师协会技术分析奖”。

机器人有望成为未来*球经济发展的关键因素，不断影响着我们的工作、生活和投资。本书既会涉及机器人的技术、经济、社会和道德问题，也会着重讲述这一领域上市公司的金融状况和投资机会。对于那些想要更深入了解现代机器人，对于金融市场感兴趣，且想要找到不同寻常的投资灵感的读者，本书是较好选择。因为它完美整合了机器人领域的各类信息，对于机器人的看法、案例分析和金融分析。

［意］安德里亚·福尼（Andrea Forni），

安德里亚·福尼是经济学和商学出身，现为专业的金融市场分析师，专攻技术证券的跨市场分析和行业分析。他在2012年创建了FRN交易策略公司，一家提供高质量金融建议和卖出信息服务的专业公司，该公司也做金融市场研究。

福尼博士具有国际技术分析联合会授予的注册金融市场分析师资格（IFTA CFTe）。他是意大利技术分析师协会的成员，并在此获得了金融市场技术分析的硕士学位。他的名字也出现在金融顾问的注册名单上。

2010年4月13日，福尼博士作为年度较好技术分析师，在意大利证券交易所被授予“意大利技术分析师协会技术分析奖”。这一奖项认可了他提出的“六个气泡”证券分析方法的价值。在本书中，“六个气泡”分析方法*次对外发布。

福尼博士着有几十篇关于信息技术和金融领域的文章，发表在纸质和电子刊物中。

本书是他的第二部著作。

“在机器人诞生的半个世纪里，已在工业生产、医疗服务等诸多领域取得重大突破。有很多不起眼但伟大的技术，出现在我们的生活当中并扮演重要角色。毫无疑问，机器人是推动新工业革命的关键。”

——美国卡内基梅隆大学机器人研究所所长 马修·梅森

“当机器人*开始出现的时候，是跟人一起工作，主要目的是代替人。但是伴随信息技术的发展，尤其是大数据、云计算等技术的发展，机器人可以扩展出人所没有的能力，可以替人类做一些做不了的工作。”

——美国密歇根州立大学电气及计算器工程系大学教授 席宁

“机器人和智能化是一场世界科技浪潮。我相信这股科技浪潮在未来的10年、20年就会汹涌澎湃地推动这个社会发生变革，企业家应该给予高度关注。”

——北京航空航天大学教授、智慧制造研究院院长 王田苗

“未来推动新工业革命的将是机器人、3D打印、大数据、云计算、物联网、智能材料等众多先进技术的融合。未来的产业将会是平台产业，未来的经济将会是平台经济。而机器人和3D打印技术将仅仅是众多智能化应用服务平台中的一个重要部分。”

——国际机器人及智能装备产业联盟执行主席兼秘书长、亚洲制造业协会*席执行官 罗军

本书堪称是一本机器人投资学入门宝典。作者从一位专业金融分析师的视角出发，综述囊括*球机器人前沿技术表现形态，就业市场影响，持有核心技术特有国家、机构和企业目录，应用领域，行业领军公司，投资基础数据，以及投资分析所需的*面信息。可以说，作者为投资者和分析者提供了一个*面的综合信息入口。本书给出的综述信息，对于读者如何判断机器人行业的发展水平与技术能力，起到了指南针的作用。

——三星中国研究院院长 张代君

推荐序一 社会生活的机器人化？

推荐序二 机器人的梦想

推荐序三 科技创新时代的机器人发展

推荐序四 与机器人时代同行，为未来理性投资

序言

第一部 机器人简史和机器人对我们未来生活的影响

机器人和机器人学

机器人的定义

莫拉维克悖论

电子时代的成就

机器人的功能

机械电子学和机器人

当前机器人的局限

生物机器人学——新前沿

机器人学如何改变我们的生活

社会因素

技术因素

经济因素

文化/道德因素

机器人的风险因素

职业因素

机器人时代的新职业

世界机器人领域的主要参与者

美国机器人虚拟组织

美国国家机器人计划

美国国防部高级研究计划局——美国机构计划

美国国家航空航天局——美国机构计划

欧盟委员会计划

日本政府计划

研究中心：意大利理工学院

研究中心：奇点大学

研究中心：瑞士国家机器人研究中心

私营企业：谷歌

私营企业：亚马逊

私营企业：柳树车库

私营企业：格里辛机器人

第二部 机器人应用领域

应用领域：制造业

货物装卸

装配

焊接

物料搬运

包装

新一代协作机器人

应用领域：医药

手术机器人

远程医疗

医院自动化

机器人药房

用机器人进行训练和教学

机器人护士和保姆

实验室自动化

应用领域：帮扶和康复

行动帮扶机器人

帮扶病人的机器人

机器人假体

帮扶脑损伤和交流障碍患者的机器人

用于人类学习能力研究的机器人

应用领域：安全与防卫

军用自动驾驶车辆

自动驾驶的水上、水下舰艇

军队支持机器人

无人航天器

军用自动驾驶运输机

小型无人侦察机

大型无人侦察机和战斗机

军用外骨骼

民用安全和反恐机器人

排雷机器人

应用领域：其他

危险环境的检查和维修

搜寻与救援机器人

人形服务机器人

其他服务机器人

远程呈现和视频合作机器人

民用自动驾驶车辆

其他自动驾驶车辆：采矿领域

农业服务机器人

民用无人飞行器

第三部 投资于机器人

机器人市场

工业机器人市场

新一代机器人市场

股票市场中的机器人股票

北美机器人公司列表

欧洲机器人公司列表

亚洲机器人公司列表

机器人公司股票收益情况表

ROBO STOXTM 指数——机器人行业的基准指数

供投资者参考的信息源

股票市场极具代表性的机器人领域

机器人股票的选择标准

选好机器人股票的先决条件

结论

附录A 重要会议

附录B 学习和体验机器人

学校里的学习机器人

乐高头脑风暴（LEGO Mindstorm）

慧鱼创新模型（Fishertechnik）

Arduino开源电子原型平台

伐克斯（VEX）机器人

附录C “六个气泡”分析法

自上而下情境分析

“六个气泡”分析法

结构化的分析流程

库卡机器人股票分析实例

附录D 上市机器人公司股票分析表

北美机器人公司股票分析表

欧洲机器人企业股票分析表

亚洲机器人公司股票分析表

参考文献

机器人产业相关文本

会议记录、欧洲项目、国际项目、论文等

技术和基础分析

其他文本

莫拉维克悖论

汉斯·莫拉维克（Hans Moravec）在1998年出版了《机器人：超越人类思维的机器》一书，这本书迅速成为机器人领域的重要作品。莫拉维克的结论是：只需几十年的时间，机器就可以拥有和人类一样的思维能力，等到大概2040年就会超越人类。

不过在那之前，机器人还无法摆脱莫拉维克悖论。这一悖论由莫拉维克同两位人工智能的鼻祖马文·闵斯基（Marvin Minsky）和罗德尼·布鲁克斯（Rodney Brooks）\[再思考机器人公司（Rethink RoboticsTM）的创始者\]一起于20世纪80年代提出。

人们本以为复制人类的高级思维模式复杂，而复制人类简单的物理运动能力容易。但事实上，前者只需要较少的计算能力，而后者则需要庞大的计算能力和几百万条编码。这也是为什么几十年来低成本的计算机能够打败中等水平的棋手，而能够双足行走的机器人却还很罕见。人类三岁小孩的运动技能仍然高于用最先进的伺服传动系统和操控软件制作出来的机器。

幼童还具有基本的感觉功能和认知能力，能够辨认人脸、分辨不同的香味和臭味、抓住皮球以及在一堆类似的东西中找到想要的那一样（如小孩在玩具箱中找出玩偶）。所以，正如认知科学家史蒂文·平克（Steven Pinker）所说，机器在诸如金融交易工具、法律建议、医疗记录分析、从海量结构数据中查找数据以及金融分析等领域是非常好用的\[福布斯杂志就用叙述科学公司（Narrative Science）提供的系统来自动收集公司收益的新闻，如此例中所示\]。与之相反，园艺、烹饪、护理之类的较低端的、需要手工劳动的工作，以及绘画、作诗之类的艺术类活动，机器则很难完成，至少几十年内都是如此。

换言之，机器仍然不具有人类才有的“灵活性”。工业机器人经过编程，可以将两块金属薄片组装起来，而且只要这两块金属薄片形状一致并且置于机器人能拿到的特定地方，机器人就可以完成任务。之所以有莫拉维克悖论，是因为掌控运动功能和感觉的大脑区域是历经数百万年的进化而形成的。我们的大脑是客观物理世界的表现形式之一，我们生活在这个物理世界中，并与其融为一体。运动功能在我们的大脑里根深蒂固，已成为我们的本能。大脑的运动功能和思维的灵活性使我们能够在具有潜在危险的环境中生存下来（想想看，小鹿刚出生就能走路，狗第一次进入深水就能游泳）。

人类大脑或动物大脑还有一个特点，即我们身处客观物理环境之中，完全不需要使用复杂的数学函数或百万条的编码，就可以辨认物体、发现路的尽头、理解什么是逃脱路线和如何逃脱。我们很本能地从墙上的缺口或门走入或走出一幢房子，同时本能地知道不去翻窗户——除非是紧急情况。这些甚至对于幼童来说都是轻而易举的事，但对于机器人来说却很难。与此相反，抽象思维对于人类来说就困难得多了。很多人都觉得自然学科很难，可是编有程序的计算机却可以轻松掌握自然学科。

莫拉维克悖论使机器人产业的发展滞后了几十年，这期间的机器人只应用于工业生产，直到今天，科学家才开始逐步破解这一悖论。这主要归功于罗德尼·布鲁克斯（Rodney Brooks），他和麻省理工学院（MTI）的研究人员自20世纪80年代末以来一直在研究一种新的人工智能范式。

这一范式一般被称为“新人工智能”(Nouvelle AI)。它基于以下假设：智能这一复杂行为是因有限的简单行为的相互作用而产生。例如，昆虫并没有复杂的地图来识别自身所处的物理环境，但是它们接近障碍物时却能够避免碰撞。换言之，行为受信息收集驱动，而信息收集是靠对物理世界的“感知”，而不是靠程序员预先制作的代表地图系统的程序。我们基于“新人工智能”建造出的机器人正在探测火星表面，因此可见这一范式极大地推动了新一代自动机器的发展。

“新人工智能”依赖于从外部世界获取感觉数据，所以那些能够让机器观察、感受、触摸和觉察环境变化的传感器技术尤为重要，可是直到几年前才出现利用模拟技术做出的这类传感器。但模拟技术装置有一些缺点，包括其庞大的体积和重量、校准错误和功能紊乱以及读取信号不精确。

目前已经有方法能将这些传感装置数字化了，而且智能设备的功能可以整合在一起，并连入刚出现不久的物联网中。物联网可以将所有能够传输数据的设备链接在一起。霍利鲁（Holyrood）网站上的一篇文章提到，到2030年，物联网将具有15~25万亿美元的价值，将对全球经济产生巨大影响。物联网能够在广泛的领域创造新的服务，优化物流、交通系统和消费环境，从而减少垃圾的产生。英特尔发表的一份研究报告描述了物联网的商业概念。如想关注这一领域的进展，可以查看2014世界物联网论坛的报告。

由于传感装置数据化和计算能力的指数式增长，机器人已步入大步发展阶段（如图15所示）。

工业领域已经使用非传统机器人（人机协作机器人，简称协作机器人），使用这种机器人上手快、成本低、操作灵活性强，即便小公司使用也可以短期赚回成本并实现盈利。协作机器人由人类操作员指挥其行动，它们在工作站与操作员并肩工作——重复性高、附加值低的工作由它们来完成。

在其他领域使用的机器人有服务机器人和帮扶机器人，从简单的除草、吸尘清洁到帮扶老人、动手术、修理高压线路故障等复杂工作，它们都能完成，这在过去是难以想象的。

信息技术诞生后的短短几十年内，我们在机器人领域就取得如此迅速的发展，究其原因，我们便要谈到摩尔定律。

……

推荐序一 社会生活的机器人化？

《机器人新时代》一书源于一名技术市场分析师对机器人产业实际和现状的观察和描述，并试图找到评价和获利方法，是一本内容丰富的机器人手册。如果你想对这个新时代有一定的感知与把握，对机器人产业与研究的动态与趋势有所了解，那么建议阅读本书。

对于希望了解现代机器人产业的技术及应用，特别是投资或希望从此产业中获利的人士，本书非常合适。针对协同机器人、医疗机器人、拟人机器人、无人车、无人机、航天军事机器人无人系统等，作者全方位地进行了介绍，并且还描述和分析了核心研发人员、相关组织、主要会议、上市企业及其信息与评估方法，可谓包罗万象。在附录中，作者还详细地介绍了其提出的“六个气泡”的广义三重滤网分析方法，用于分析机器人公司，为投资获利做决策支持。特别是作者对北美和欧亚数十家家上市机器人公司的股票分析，可做为对自己感兴趣的相关公司和产业群体进行分析的实际案例，也是进一步创建智能技术产业公司分析方法的可能基础材料。

本书描述了社会生活机器人化的可能前景，以及我们在机器人社会中的工作、生活和投资的方式与途径。作者的视角明显与许多同类著作的写作角度不同，对于希望了解和投资机器人产业的读者很有帮助。

百年之前，英国医生、作家和社会改革者Havelock Ellis曾声称：“文明当前所面临的最大任务是使机器成为它们本应的角色——做人的仆人，而不是主人(The greatest task before civilization at present is to make machines what they ought to be，the slaves，instead of the masters of men）。”希望更多的人能阅读这本书，实实在在地了解机器人行业，智慧地投资智能产业，使Havelock Ellis的担心和“任务”毫无存在的必要。

或许，Havelock Ellis当年应该这样讲：文明当前面临的最大任务是使机器成为它们本应成为的角色——做人类的朋友，而不是敌人。

中科院科学家、复杂系统智能控制与管理国家重点科学重点实验室主任 王飞跃

推荐序二 机器人的梦想

从木牛流马到各种现代化的工业机器人，人们一直在朝着制造出像人一样工作，又能听命于人的机器人这个梦想前进。自20世纪以来，科学技术在不断发展，机器人也在迅速更新换代。1961年，美国Unimation公司制出了第一台往复式工业机器人，后于20世纪70年代得到了很大发展。在科学家手中，它们像是记忆力非凡的乖孩子，只要手把手地教一遍，就能自动完成搬运、点焊、弧焊、喷漆和装配等各种操作。20世纪90年代，各种用于非制造业的先进机器人系统也有了长足进展，如水下机器人、医用机器人、建筑机器人等。

近年来，随着信息科学、智能制造和人工智能等相关技术的迅猛发展，机器人已经进入了智能时代，即研制具有人类智能的自主机器人。在21世纪，各种先进的机器人系统将会逐渐进入人类生活的各个领域。机器人到底会给我们的生活带来哪些机遇和挑战呢？为了防止机器人对人类的伤害，科幻作家阿西莫夫在1940年提出了“机器人三原则”。但随着机器人智能程度的不断提高，机器人是否会在不久的将来超越人类，甚至突破三原则威胁人类呢？围绕这一问题，许多学者撰写著作表达了自己的思考。意大利学者安德里亚·福尼博士在2015年主编出版了《Robots.The New Era》一书，分为“机器人简史和机器人对我们未来生活的影响”“机器人应用领域”和“投资于机器人”三个部分，以一个金融市场分析师的视角介绍了机器人的发展和应用情况，还对机器人带来的投资机会进行了金融分析。该书的附录部分还列出了有关公约、会议表、上市公司名录和“六个气泡”分析实例等内容。这一著作在机器人对人们生活的影响方面的思考虽还可以更加深刻和完整，但对于应用领域的讨论，也难免挂一漏万。但相信该书对于希望了解现代机器人，并找到投资灵感的读者，将大有裨益。欣闻机械工业出版社拟将该书翻译为中文出版（译名《机器人新时代》），愿以此文为序，以飨读者。

清华大学计算机科学与技术系智能技术与系统国家重点实验室常务副主任 孙富春

推荐序三 科技创新时代的机器人发展

近年来，无论是国家战略计划、产业咨询报告、金融投资趋势，还是大量的企业发展动态、学术会议与期刊、高校院所创新成果等，都反映出在信息与互联网、新材料与新能源、传感器与信号处理、自动化与人工智能等技术的推动下，全球正在迎来一个新的科技创新时代，以移动互联网与大数据服务、医疗健康与物联网、新能源与智能交通自动化、机器人与智能制造等为代表的科技创新正在改变世界的技术发展方向、产业竞争格局与社会组织结构。这一交错融合的科技浪潮进一步引起了全球制造模式、生活方式、军事作战形态等的变化，从而牵引并加速了智能机器和智能机器人的发展。一方面，多学科前沿交叉理论与技术进一步推动了智能机器的新概念、新理论及新方法的发展；另一方面，金融投资又进一步加强和催生了这些研究成果转化的价值方向、市场化速度与产品服务质量。

我常常思考这样的问题：机器人技术是不是未来的颠覆性技术？机器人技术与产品是不是未来长期的刚性需求？机器人是不是一个多学科交叉综合性技术与产品？而且也依赖于社会经济的发展？

很高兴有机会能够看到机械工业出版社出版的《机器人新时代：机器人社会的工作、生活和投资》一书（作者是安德里亚·福尼），这本书具有简单易懂的技术概念、经济观点及实用的突出特色。

作为一名机器人研究开发的学者，我们看到的专著主要是来自先进机器人理论与技术学者编著的，偶尔也可以看到科普或是文学作家撰写的有关机器人未来的科幻小说等，但是很少看到从一名金融市场行业分析师视角出发，从机器人学到机器人前沿研究发展，从机器人社会、经济、技术、职业因素到机器人改变我们的生活，从机器人工业、医疗、康复、安全、科教到投资机器人领域，较为系统地介绍当前机器人技术发展动态与未来应用趋势。虽然从先进机器人理论与技术角度来看这本书专业深度不足，但是作者始终从社会经济学角度来看待机器人产品、应用与企业。全书贯串了大量机器人技术的发展、产品应用、公司并购与股市数据、图片与图表，特别是作者身为金融行业较好技术分析师，详细介绍了他提出的“六个气泡”证券分析法，并且以国际机器人领域的工业机器人四大家族之一的德国库卡公司（KUKA）为例，从两个角度，即从一个公司所处的地区战略、国家政治、社会经济与人口等因素的角度，从一个公司短期、中期、长期发展分析判断数据的角度，介绍了其分析方法，这值得我们学习、分享与参考。

这本书值得从事战略咨询、机器人创业、机器人领域投资等方面的技术学者、企业家及行业分析师等研究者参考，也希望我们不仅能够学习、分享，还应该以批判的眼光审视该书的内容、观点、方法与结论，为的是更好地面向全球技术发展趋势、市场需求与金融投资，结合中国具体国情，发展中国机器人技术与产业，为我们的“中国制造2025”发展做出一点贡献。

北京航空航天大学机器人研究所新主楼 王田苗教授