产业 | 国产协作机器人欲驰骋国际市场，任重而道远

导语 据《中国知识产权报》报道10月4日，美国协作机器人先驱RethinkRobotics宣布倒闭，而就在上个月，RethinkRobotics还宣布出售第2500个协作机器人产品。作为该领域的开山鼻祖之一，RethinkRobotics成立10年间，融资金额达1.5亿美元。可即便是先入局者，依然没能笑到最后，该公司已决定出售其专利组合和其他知识产权。然而巨头的陨落，并不会削弱协作机器人风头正劲的发展势头。 

　　《2018年协作机器人行业发展蓝皮书》显示，自2014年到2017年，全球协作机器人销量年均复合增速达到了69%，预计到2020年，全球协作机器人销量将达5万台，市场规模将突破84亿元。
 

　　大咖新秀竞相角逐
 

　　协作机器人的概念是由美国西北大学教授JamesE.Colgate和MichaelA.Peshkin于1996年首次提出，试图研究出让机器人变得足够安全的方法，以便机器人可以和工人协同作业。 
 

　　目前，全球积极推广协作机器人的厂商已有60余家。UniversalRobots作为行业领航者，全球装机量已经超过2.7万台，占据全球市场份额近60%，稳坐头把交椅。传统工业机器人“四大家族”也马不停蹄地推出代表作，KU⁃KA推出被喻为工人的“另一只手”的LBRiiwa；FANUC推出的CR-35iA是迄今为止世界上负载最大的协作机器人；ABB推出“明星花旦”YuMi；Yaskawa推出了第一款协作机器人MOTOMAN-HC10。像Bosch、EpsonRo⁃bots等巨头厂商也不甘缺席，争相抢滩国际市场。与此同时，新的合作伙伴关系也正在兴起，Kawasaki与竞争对手ABB的正式牵手，开启了全球范围内第一个专注于协作机器人领域合作的里程碑。 
 

　　相比较为成熟的国际市场，国内协作机器人市场尚处于早期阶段，但发展势头十分迅猛。较早进入该领域的新松、遨博等企业纷纷大展拳脚，如新松推出了自主研发的国内首款7自由度协作机器人，其新一代产品XCR20-1100也于前不久惊艳亮相；遨博的i系列是国内推出的第一款协作机器人产品，成功突破了多项关键技术瓶颈。为了抢占市场先机，填补业务短板，以节卡、镁伽、艾利特、扬天科技为代表的新兴初创企业也摩拳擦掌欲分羹，掀起了一轮又一轮的融资潮。
 

　　市场争夺专利护航
 

　　然而，协作机器人这块“蛋糕”好看不好吃，要想在资本市场上占有一席之地，还得在专利领域“跑马圈地”。 
 

　　通过检索发现，JamesE.Colgate和Mi⁃chaelA.Peshkin在提出协作机器人概念之初便提交了专利申请（公开号为US5952796A），请求保护一种人类和电脑控制的通用机器人之间的直接物理互动的设备及方法。作为国际标准ISO/TS15066起草成员之一的UniversalRobots，其专利申请不足10件，但其紧紧围绕标准框架于美国、中国、日本、欧盟等国家和地区广泛布局，如：基于安全等级监控制动（Safe⁃ty-ratedmonitoredstop）协作执行方式，公开号为WO2015131904A1的专利申请提出一种在机器人关节中设置位置传感器来实现所需安全功能的控制系统；基于牵引示教（HandGuiding）协作执行方式，公开号为WO2012066025A1的专利申请提出一种面向不擅长机器人编程用户的编程控制方法。RethinkRobotics已获得24件发明专利和4件外观设计专利，最近授权的专利（公告号为US10065316B2）同样是围绕安全等级监控制动协作执行方式提出的一种安全操作机器人的系统和方法。技术实力雄厚的传统工业机器人“四大家族”即便不处于市场竞争的第一梯队，但其在专利布局方面的表现同样抢眼。从专利申请来源国和技术流向国角度分析，素有“机器人王国”之称的日本专利申请量最大，占比约为35%，其次分别是中国、德国，而美国是最大的申请目标地，其次是日本、中国。
 

　　国产赶超道阻且长
 

　　在面对国外厂商牢筑专利壁垒以及缺乏核心技术引领的双重制约下，国内专利申请呈现良莠不齐的局面。虽然专利申请量比较可观，但专利申请类型以实用新型为主，申请人相对分散。技术构成上，发明专利申请多涉及本体结构和辅助设备，主被动的安全探测与保护等关键技术覆盖较少，而这正是国外厂商的研究热点，同时也是实现人机深度协作的关键所在和必备属性。以在国内市场份额占比较高的遨博为例，40余件专利申请中，发明专利申请占比为50%，其中7件发明专利申请获得授权，但围绕国际标准ISO/TS15066中4种协作执行方式的专利布局寥寥无几。随着市场需求趋于多样化，未来协作机器人将会融入更多高精尖技术，从而达到更高的安全性要求并适应复杂非结构化环境，如多传感器融合、远程人机交互、搭载3D视觉、赋予“AI大脑”等，柔性、复合、双臂等高性能协作机器人也是新的需求增长点，国内申请人可在此发力，实现自主创新。 
 

　　从专利产品技术参数角度来看，国产协作机器人在负载自重比、灵活性、易用性等方面，部分技术指标能够与国外产品媲美，但在安全性、可靠性和精度方面仍差强人意。一方面是由于上游核心零部件一直是制约我国机器人发展的一大掣肘，而高精密协作机器人对于核心零部件的依赖程度更高，特别是在个性化定制的趋势下，核心零部件的供应链压力远大于传统工业机器人。另一方面，国内尚未出台针对协作机器人的安全标准，国内厂商对于安全设计和风险评估重视程度不够，缺乏寻求诸如欧盟CE认证、北美NRTL认证的意识，国产协作机器人欲驰骋国际市场，任重而道远。