机器人技术是生机电一体化的高复杂技术，将对人类的经济生活产生深远影响，并带动相关产业的升级发展。随着新一轮科技革命和产业变革的兴起，机器人作为重要的新兴产业受到各界的高度关注。
机器人按照应用领域和技术特点分为工业机器人和服务机器人，两者具有不同的产业特征和规律。服务机器人是指除从事工业生产以外的一大类半自主或全自主工作的机器人，分为专用和家用两种。专用服务机器人包括军事、公共安全、勘探、航空、医疗机器人等，通常也称为特种机器人，已经成为维护国家安全和进行特种作业的重要工具。而家用服务机器人主要指家政及娱乐机器人，主要包括养老助残、教育培训、智能玩具等，是人类未来生活的重要伙伴。微软创始人比尔·盖茨指出，机器人将与30年前的个人电脑一样迈入家家户户，彻底改变人类的生活方式。
让我们来谈谈服务机器人吧。
从哆啦A梦到钢铁侠，从WALL-E到“终结者”。得益于各种各样的文学、影视作品，大众对机器人出现在日常生活中的场景早已习以为常，远远领先了科技和产业的现实能力。细分起来，这些在未来世界里具有服务、扶助、娱乐甚至战争功能的机器人，都可归入于服务机器人一类。一个巨大的反差是，真实社会中，在幻想世界已经极大普及的服务机器人的发展只能算是刚刚起步，远远落后于工业机器人。后者的商业化应用已经超过五十年，年产值更是服务机器人的七倍以上。
单纯从起步时间来看，服务机器人的发展并不比工业机器人晚。冷战时期，面向军用、科研等特种应用领域的专业服务机器人一直是美国政府的科研重点之一。经过持续不断的发展，此类产品在20世纪90年代后逐渐成熟，并孕育出了一个颇具规模的产业，目前已占据了整个服务机器人市场的约2/3。与此同时，具有巨大潜在市场的家庭、个人服务机器人产业也逐渐发展壮大起来。尤其是去年下半年以来，谷歌公司密集收购了9家机器人公司，更是引发了无数人的遐想：服务机器人产业是真的要爆发了吗？
日本长期坚持的发展路线：仿生、拟人
家用服务机器人的概念由来已久。甚至在“机器人（Robot）”一词的原始来源、1920年的科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》中，Robot指的就是能够在日常环境中为人类提供帮助的服务机器人。或许是出于对工业机器人巨大成功的爱屋及乌，机器人王国日本对此类概念尤为热衷，长期投入大量的精力进行拟人及仿生机器人的研发，甚至80年代就明确将“能够在生活中与人共处的机器人”作为具有重大社会意义的研发目标写入国家层面的路线图计划中。然而一直到1999年Sony公司推出电子宠物狗AIBO，才标志着家用机器人首次大规模的在商业市场中亮相。
AIBO上市后以机器人的概念迅速吸引了来自全球的目光。在其鼓舞下，本田、丰田等公司迅速跟进。这些产品集合了各种先进科技，会走、会跳舞、会判断环境、会与人交流。最新的实验室产品甚至具有以假乱真的人类外形以及察言观色的沟通能力。然而这些尖端科技的结晶的用途却非常单一：娱乐，基本就是处于“昂贵的玩具”的状态，仅能初步对环境和用户做出简单的互动反应，谈不上实际服务。AIBO作为先行者，在明星效应的支持下累计赢得了35万台的销量。在2006年，由于索尼公司的业务调整，机器人部门被裁，AIBO也宣告停产。之后的相似产品再也没能取得这一水平的业绩。
日本之后在仿生拟人方面的努力一直没有间断。在肌肉、皮肤、表情、对话、感情等方面的机器人研究一直在进行当中，但是其产业化始终没能真正开展。
发端于美国的市场突破：廉价、专用
机器人的发明国美国也一直在积极探索自己的发展模式。真正的突破出现在2002年。以军用机器人起家的iRobot公司推出了划时代的家用清洁机器人产品Roomba。尽管功能非常单一，但Roomba的突破性在于其完美实现了低廉成本同有效功能之间的统一。此类产品在技术上称不上高端，但是以数百美元的价格购买一个清扫功能过得去而且科技感十足的“机器人”产品，对很多家庭来说是完全可以接受的。Roomba的问世同AIBO一样赢得了社会的高度关注，同时也赢得了实际的市场业绩：至今Roomba系列产品已经销售了超过一千万台；在2011年其销售额为1亿美元，相当于美国传统吸尘器市场的1/10。由于技术壁垒并不够高，跟随者迅速出现。目前美国本土就能找到近十个家庭清洁机器人品牌，生产商包括了新兴创业企业、老牌吸尘器厂、电子设备厂。这一创意也传播到了中国。类似产品也迅速风靡。最典型的是位于苏州的科沃斯公司。该公司占据了大陆地区2/3的家庭清洁机器人市场，在2013年取得了10亿元的销售额，是三年前的10倍。
家庭清洁机器人市场迅速走向激烈竞争。各厂商都遵循廉价、专用的法则，试图寻找到新的创意点。iRobot就先后推出了擦地机器人、擦窗机器人、泳池清洁机器人、管道清洁机器人；科沃斯也结合中国国情，推出了能自动追寻污染源的空气清洁机器人等新产品。然而这些都难以同Roomba刚问世时的巨大成功相媲美。
新的趋势：IT巨头的关注和介入
Roomba的诞生只是揭开了家庭服务机器人巨大潜在市场的一角。按照2009年美国机器人路线图计划的定位，家庭服务机器人应当成为解决老龄化、医保等重大社会问题的突破口。未来家庭服务机器人有可能如同互联网、手机一样深度介入我们的生活，发展出一个庞大复杂的产业系统，甚至会深刻改变人类社会的形态。
尽管如今的技术水平同日本做出类似决定的80年代相比已经有了长足进步，但Roomba本身只是一个不成熟的技术同简单的功能相妥协的产品，根本性的技术障碍依然存在。而这一技术障碍，按照谷歌的早期构架师、开发出开源机器人系统ROS的Willow Garage公司创始人Scott Hassan的说法，“在根本上是个软件问题而非硬件问题。”于是，当抢先试水的诸多RT厂商在“妥协性产品”的层面浴血厮杀的同时，一些反应敏锐的IT巨头开始凭借自己在IT技术上的雄厚实力，试图在核心软件这一更高层次占据先机，通过制定标准、统一平台、开展基础研发等战略行为来抢占未来市场空间。其中最典型的就是我们之前提到的谷歌公司。
作为全球首屈一指的IT技术企业，谷歌很早就在其搜索引擎的智能化方面积累了大量经验。其最早的将软件状态的人工智能技术同硬件功能相结合的尝试是在“无人驾驶汽车”项目上。项目领导人Sebastian Thrun是谷歌街景服务的创造者，同时也是斯坦福大学人工智能实验室的主任。他在2005年曾率领校内团队凭借机器人汽车赢得DARPA的Grand Challenge大赛冠军。谷歌在2007年秘密资助了这一项目，直到2010年才突然公开。截止2012年，谷歌的无人驾驶试验汽车已经安全驾驶了30万英里的实测路程。2013年8月的消息称计算机巨头IBM和德国的零部件厂商大陆集团（Continental）也将投身这一项目。尽管丰田、奔驰、沃尔沃、奥迪等众多汽车制造商和世界各地的多所高校早就开展了各自的自动报警乃至无人驾驶设备的研发工作，但毫无疑问目前谷歌的进展是最块的，甚至已经在美国的若干个州取得了上路许可。
除了资助无人驾驶汽车项目，谷歌近期对机器人企业的一系列高调收购行为更是引人关注。2013年12月谷歌宣布收购机器人公司Boston Dynamics。这已经是谷歌收购的第八家机器人公司。Boston Dynamics长期以来在美国军方的支持下进行着各种尖端仿生机器人的研发，包括模拟人类跑跳的机器人、模拟猎豹快速奔跑的机器人、模拟牛能够维持平衡并负重前进的机器人等等一系列科幻色彩浓郁的产品，是尖端机器人技术研究的标志性企业。随即被收购的第九家公司Micromagic Systems则是为电影和电视产业提供电子动物、戏剧机器人和电动零件产品的公司，其典型产品是六足全地形机器人Mantis。负责领导谷歌整个机器人项目的则是之前曾领导Android项目的安迪·鲁宾（Andy Rubin），可见谷歌对机器人项目的重视。
然而其目的却不甚明晰：一些观点认为收购这些公司只是为了满足谷歌对特定数据服务的采集需求，例如拍摄火山口照片等；也有人认为这纯粹是谷歌出于对机器人行业发展走势的判断而进行的战略投资。但同时也有报导称谷歌最初的市场视角放在了制造业和物流业。《纽约时报》曾有文章如此评论谷歌对Boston Dynamics的收购案：“这项交易明确无误地表明，谷歌意在构建一个新型的自动化系统，旨在其所从事的工作能够包罗万象，从仓库保管到货物配送，甚至包括老人看护。”
在知名度上和谷歌并驾齐驱、并且在许多领域存在直接竞争关系的苹果公司也不甘落后。他们在机器人和自动化设备供应链上投资了105亿美元，用于自身产品的生产需求；最近还确认以3.5亿美元的价格收购了一家以色列的3D传感器技术公司PrimeSense。这家公司开发的三维传感技术最初曾用于微软的体感控制器上。
在物流领域，谷歌可能的对手也是一家IT公司。早在2012年，电商巨头亚马逊便斥资7.75亿美元收购自动化订单执行系统厂商kiva系统公司。该公司的产品能够指挥机器人在仓库中四处移动，抓取和移动装满产品的货架和货箱，并将应用于亚马逊自身的仓储发货部门。这能直接提高亚马逊仓储系统的效率并降低成本，当然也不排除亚马逊由此进军仓储系统集成领域的可能。近期亚马逊又展示了一款利用八爪直升机完成快递业务的新概念机器人，效果更加引人眼球。
几大巨头中，微软对机器人产业的重视也是明显和直接的。2007年，盖茨在《科学美国人》上发表了一篇长达5页的文章《让机器人进入千家万户》(A Robot in Every Home)。他在文章中预言机器人将成为下一个信息时代的热点。在此之前的2006年，微软的机器人部门就推出了第一代机器人模型产品，更具意义的是配套推出的机器人系统Robotics Studio。微软选择的切入点显然与众不同，似乎是试图重复其在PC平台上的视窗操作系统的成功经验，即，通过早期布局确立Robotics Studio的垄断性、标准化的战略地位。从战略上讲，在工业机器人领域，通过多年的竞争和发展已经产生了若干占据引领地位的控制系统；然而新兴的服务机器人领域，商业竞争和技术交流仍然处在低级阶段，缺乏统一的控制标准。所以微软选择的路线是极具前景的。
从谷歌分蘖出的Willow Garage公司也推出了自己的ROS操作系统。相比于更接近Windows风格，封闭、垄断的Robotics Studio，ROS系统的风格更接近安卓――开源、自由。几年时间，Robotics Studio已经极少出现，ROS反而成为了最流行的机器人操作平台。去年8月，Willow Garage将部份员工转移至另一家公司Suitable Technologies，因此一度也传出了Willow Garage关门大吉的消息。但其实Willow Garage的创始人Scott Hassan已经担任了Suitable Technologies的CEO三年之久，而且Willow Garage仍然会继续机器人开发的业务。
ROS虽然成功，但毕竟距离一统服务机器人操作系统还为时尚早。同样，前面所述的谷歌、苹果、亚马逊的介入目前看来也都只是牛刀小试。服务机器人这个市场现在还是处于初步的开拓阶段，未经开垦的蓝海市场广阔无边。或许有朝一日，服务机器人真的能同各种作品中所幻想的那样，成为我们日常生活中习以为常的一部分。而到那时，服务机器人这个产业的规模，也将是现如今我们所不能估量的。
本文作者系上海市科学学研究所助理研究员
责任编辑 李 辉