1、 2018 機器人 研究報告 AMiner 研究報告第二期 清華大學(計算機系)中國工程科技知識中心 知識智能聯合研究中心（K&I） 2018 年 3 月 ROBOTICS_BETA.PDF Robotics Research Report 摘要 在物聯網的時代， RT （Robotics technology）將取代 IT 成為全球經濟增長的新引擎。洞察機器人的發展， 不僅需要了解機器人學的知識圖譜、學科起源與主要研究學者，更需要把控機器人學未來的發展趨勢， 掌握國家對于機器人產業的政策動態。本報告將從上述內容出發， 向讀者展示一個全面的機器人學， 占據機器人產業的先機與主動權。 2018

2、AMiner.org 報告（電子版）實時更新，獲取請前往： 目錄目錄 機器人現狀及市場 . 1 Robotics 的知識圖譜 . 4 L0 Artificial Intelligence . 4 L0 Computer Systems Organization . 6 Robotics 的技術源起 . 8 中國 Robotics 的發展 . 9 Robotics 的學者分布 . 10 全球 Robotics 的學者分布 . 10 中國 Robotics 的學者分布 . 13 Robotics 的研究學者 . 14 代表研究學者 . 15 Rising Star . 20 Robotics 發展

3、趨勢 . 21 全局熱度 . 21 Mobile Robot . 21 Mobile Robot 的基本發展與分類 . 21 Mobile Robot 國內研究 . 22 Mobile Robot 的關鍵技術發展現狀 . 23 Humanoid Robot . 23 Humanoid Robot 的發展 . 24 Humanoid Robot 的關鍵技術 . 26 Humanoid Robot 的應用 . 28 Human Robot Interaction . 40 基本交互 . 41 圖形交互 . 42 語音交互 . 44 體感交互 . 45 Real Time . 46 Neural N

4、etwork . 47 1)谷歌的處理器 TPUTensor Processing Unit . 48 2)Nvidia Tesla P100 芯片 . 49 3)IBM True North 芯片 . 49 4)IBM 隨機相變神經元芯片 . 50 5)英特爾 Knights Mill 芯片 . 51 6)嵌入式神經網絡處理器(NPU)芯片“星光智能一號” . 52 7)寒武紀“Dian Nao”芯片 . 52 近期熱度 . 54 Path Planning . 54 中國相關政策 . 56 結語 . 58 參考文獻參考文獻 . 2 1 機器人現狀及市場機器人現狀及市場 作為集機械、電子、控

5、制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術于一體的現代制造業重要的自動化裝備， 機器人的誕生對未來的生產生活產生了變革性的影響。機器人不僅廣泛運用于工廠作業中，而且近兩年來開始向家庭生活的運用滲透。就工業運用而言，隨著人工運營成本的不斷提升，可以 24 小時不間斷工作的機器人越來越成為各個產業投資的寵兒。 除了帶來機械勞動效率的提升之外，機器人的廣泛運用還能夠在生產作業中勞動者的人身安全，降低生產成本。 而在機器人在家庭生活中的運用則是進一步減輕了家庭成員們家務勞作的負擔，給人們留下了更多的時間陪伴各自的家人。情感機器人的出現則是解決了老人與兒童的看護問題，幫助青年人在家庭與工作之間尋得平衡

6、?？偟膩碚f，從早期的從事簡單的搬運等生產活動，到目前的陪護功能的發展，機器人的結構與功能發生日新月異的變化，性能與功能得到了不斷的拓展與完善。近二十年來，互聯網的發展帶動了一系列網絡延展科技的發展， 給人們的生活帶來了翻天覆地的變化，未來，互聯網將向物聯網發展，而機器人作為物聯網的重要一環，正不斷改變人們的生產生活方式。 目前機器人主要分為：工業機器人和服務機器人兩大類。工業機器人細分為焊接機器人、搬運機器人、裝配機器人、處理機器人、噴涂機器人五大類，服務機器人細分為個人、家用機器人、專業服務機器人。 2 圖 1 機器人分類 我們的生活正向著智能化的方向不斷發展，智能手機、智能電視、智能冰箱機

7、器的智能化給人們的生活帶來了極大的便利， 機器人也不可避免地向著智能化發展，智能機器人將是大勢所趨。智能機器人得以實現主要依賴于兩項技術的突破： （1）人機互動方式的改善； （2）數據獲取與處理能力的提升。追溯到這兩項技術的學術之源，Robotics 的發展為智能機器人產業的爆發提供了智力支持。Robotics 的研究不斷地研究如何進一步改善人際互動的方式與優化數據的獲取與處理。而隨著這一學科的不斷發展，隨著聲音識別、圖像分析等技術的全方位突破，在大數據的時代下，智能機器人將成為既智能手機之后又一個行業的獨角獸產業，并將帶動其他相關鏈條產業的快速爆發。 作為智能機器人產業核心推動力，Robot

8、ics 的發展直接決定了智能機器人的人機交互能力和數據的獲取與處理能力。 以智能機器人為代表的智能硬件產業隨時可能爆發，Robotics 將扮演決定性作用。 從全球機器人市場規模來看， 在全球整體機器人市場規模不斷擴大的背景之下，亞洲市場是全球機器人消費的最大市場。根據國際機器人聯合會(IFR)2017 3 年 9 月 27 日發表的“World Robotics 2017 - Industrial Robots”與 2017 年 10 月11 日發表的“World Robotics 2017 - Service Robots”兩篇報告，預計 2017 年全球機器人市場國將達到 232 億美元

9、，2012 年至 2017 年平均增長率近 17%。在 2017 年, 亞洲-澳大利亞地區的機器人安裝量估計增加了 21%。美洲的機器人供應量預計激增達 16%,在歐洲將增加 8%。據估計,到 2020 年,全球操作工業機器人的存量將從 2016 年底的大約 182.8 萬臺增加到 305.3 萬臺， 這表示 2018至 2020 的年均增長率為 14%。 自 2016 年以來,中國一直是工業機器人的最大使用國。 到 2020 年,這個數據將增長到 950300 臺,大大超過在歐洲的 611700 臺。 日本機器人的庫存將在 2018和 2020 之間略有增加。大約 190 萬機器人將在 20

10、20 年在亞洲各地運作。這幾乎等同于 2016 年全球的機器人股票。日本機器人的存量將在 2018 和 2020 之間略有增加。2020 年大約有 190 萬機器人將在亞洲各地運作著，這幾乎等同于2016 年全球的機器人存量。 IFR 表示，中國已經成為了世界上最大的機器人消費國，全球機器人市場價值大約 300 億美元。 目前中國排在工業機器人銷量市場的第一位， 而美國僅僅排在第四位。排在第二、三位的分別是韓國和日本。數據顯示，珠三角地區機器人相關企業數量為 747 家，總產值達 750 億元，平均銷售利潤率為 17%，處于全國領先水平。此外，根據中國制造 2025的規劃，2020、2025

11、和 2030 年工業機器人銷量的目標，分別是 15 萬臺、26 萬臺和 40 萬臺，預計未來 10 年中國機器人市場將達 6000 億元人民幣，增長前景誘人。 圖 2 2000-2015 年全球工業機器人銷量及增速 4 RoboticsRobotics 的的知識圖譜知識圖譜 Robotics 的研究涵蓋了多項內容，從機器人的結構建造，到智能化處理，Robotics 的發展以多項學科的發展為基礎，這些學科的發展支撐了 Robotics 爆發式的成長。提到與 Robotics 相關的學科，我們第一時間想到的是同樣是熱點的 Artificial Intelligence。 確實， Artificia

12、l Intelligence 之下的機器人規劃與控制等內容都是與 Robotics 息息相關的。事實上，除了 Artificial Intelligence 之外，Robotics 的發展還與 Computer Systems Organization 有關。 詳細來說，我們常說的 Robotics 有三種學科起源，分別屬于 Artificial Intelligence 與 Computer Systems Organization 下的學科。其中兩種分別屬于Artificial Intelligence 之下一級學科 Planning and Scheduling 下的二級學科Roboti

13、c Planning 與一級學科 Control Methods 下的二級學科 Robotic Planning，另一種則屬于 Computer Systems Organization 下的一級學科 Embedded and Cyber-physical Systems。 L0 Artificial Intelligence Robotics 是專門研究機器人工程的學科，其最基礎的研究內容便是機器人的路徑規劃控制與人機交互。Artificial Intelligence 是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門系統科學。Robotics 的研圖 3 Robo

14、tics 知識圖譜 5 究推動了許多人工智能思想的發展，在 Artificial Intelligence 構建世界狀態的模型和描述世界狀態變化的過程中起到了至關重要的作用。舉例來說，關于機器人動作規劃生成和規劃監督執行等問題的研究，推動了 Artificial Intelligence 這一學科中有關 Robot Planning 規劃方法的發展。機器人的智能化的發展更是Artificial Intelligence 的研究成果運用的一個重要方面。 雖然說 Robotics 與 Artificial Intelligence 的結合大大推動了 Artificial Intelligence

15、的學科發展， 二者的發展存在著千絲萬縷的關系， 甚至可以說， 二者的發展是休戚與共的。但是，總體來說，Robotics 只是 Artificial Intelligence 領域的一個重要的組成部分。 Artificial Intelligence 的主要研究方向有語言識別、 圖像識別、 自然語言處理和專家系統等，這些研究方向對于機器人智能化的實踐有著重要的意義。其中，尤其是機器翻譯，智能控制，專家系統，語言和圖像理解不僅是人工智能需要研究的重點，同時也是智能機器人得以實現必須攻破的科技難點。人工智能實際上是將人的智能賦予給其他工具， 而機器人則是為這樣的智能化提供了一個很好的容器與載體。 R

16、obotics 作為 Artificial Intelligence 領域一個重要的組成部分，其發展在人工智能領域是有兩條主要脈絡的發展的。 其中，一級學科 Planning and Scheduling 二級學科 Robotic Planning 下的Robotics 的代表學者有 Sebastian Thrun、 Wolfram Burgard、 Hirsoshi shiguro、Atsuo Takanishi 等。 圖 4 L0 artificial intelligence L1 planning and scheduling L2 robotic planning L3 Roboti

17、cs 代表學者 6 這一領域的代表論文主要有 Probabilistic robotics、Robot vision、The complexity of robot motion planning 等。 而屬于一級學科 Planning and Scheduling 二級學科 Robotic Planning 下的Robotics 與屬于一級學科 Control Methods 二級學科 Robotic Planning 下的Robotics 的代表學者和代表論文類似， 均以 Sebastian Thrun、 Wolfram Burgard、Hirsoshi shiguro、 Atsuo Ta

18、kanishi 等學者與 Probabilistic robotics、 Robot vision、The complexity of robot motion planning 等論文為代表。 L0 Computer Systems Organization 人工智能的發展為機器人提供了人的智能， 極大推動了機器人的智能化的發展， 而 Computer Systems Organization 則是為機器人提供了一套科學的行為行動規劃系統。 圖 5 L0 artificial intelligence L1 planning and scheduling L2 robotic plannin

19、g L3 Robotics 代表論文 7 屬于 Computer Systems Organization 下的一級學科 Embedded and Cyber-physical Systems 下的 Robotics 以 Jian Huang （黃?。?與 Shankar Sastry兩位學者為代表。 圖 6 L0 computer systems organization L1 embedded and cyber-physical systems L2 robotic planning L3 Robotics 代表學者 圖 7 L0 computer systems organizatio

20、n L1 embedded and cyber-physical systems L2 robotic planning L3 Robotics 代表論文 8 相關的代表性論文有 optimal adaptive system health monitoring and diagnosis for resource constrained cyber-physical systems、toward a science of cyber-physical system integration、GPS Grader：synthesizing temporal logic testers for a

21、uto-grading an embedded systems laboratory 等。 RoboticsRobotics 的技術源起的技術源起 早在 20 世紀 20 年代前后，人們便已經產生了關于機器人的想象，在早期的人們的想象中，機器人實際上是一種無所不能的超人式的存在。這些作品主要產生于捷克與美國，相關的國家傳創作的科幻作品與動漫作品，都有大量的有關于人們對機器人的功能的想象。 從產業的發展來看，最早在 1954 年，美國的戴沃爾制造了世界第一臺機器人實驗裝置，發表了適用于重復作業的通用性工業機器人一文，并獲得美國專利；1960 年，美國 Unimation 公司根據戴沃爾德技術專利

22、研制出第一臺機器人樣機，并定型生產 Unimate（意為“萬能自動” ）機器人。同時，美國“機床與鑄造公司” （AMF） 設計制造了另一種圓柱坐標形式的可編程機器人 Versatran（意為“多才多藝用途搬運機器人”)；1967 年日本川崎重工公司從美國購買了機器人的生產許可證，日本從此開始了對機器人的制造和開發熱潮。 到了 20 世紀 80 年代，隨著計算機技術的不斷發展，人們關于機器人的想象逐漸成為現實，機器人技術的發展達到了一個新的水平。 圖 6 technology sources 9 從技術源起上講，Robotics 的發展是以 mobile robot、three dimensio

23、nal、genetic algorithm、adaptive control、image analysis 等學科的發展為基礎的。 其中，mobile robot、genetic algorithm、adaptive control 在今天仍是研究的熱點，而 three dimensional、image analysis 的熱度則開始消退。 中國 Robotics 的發展 從產業的角度而言， 我國對于機器人有著極大的產業需求， 據 IFR 的產業報告，中國是全球機器人需求量最大的國家。但是就技術的發展而言，我國對于機器人學的研究起步比較晚。在 20 世紀 70 年代開始，機器人學才開始在我國

24、萌芽。隨后的二十年里，機器人學在我國蓬勃發展，隨著一批批中國學者前赴后繼地投入機器人學地研究，我國在相關領域的學術發展在全球嶄露頭角。其中，我國機器人學發展的主要的歷史事件有：1972 年，中國科學院沈陽自動化研究所開始了機器人的研究工作；1985 年 12 月，我國第一臺水下機器人“海人一號”首航成功，開創了機器人研制的新紀元；1997 年，南開大學機器人與信息自動化研究所研制出我國第一臺用于生物實驗的微操作機器人系統。2015 年，國內版工業 4.0 規劃中國制造 2025行動綱領出臺，其中提到，我國要大力推動優勢和戰略產業快速發展機器人，包括醫療健康、家庭服務、教育娛樂等服務圖 7 19

25、80-2016 three dimensional 發展圖 圖 8 1985-2016 image analysis 發展圖 10 機器人應用需求。 經過近四十年的發展，我國機器人的研究有了很大的發展，有的方面已達到世界先進水平，但與先進的國家相比還是有較大差距，從總體上看，我國機器人研究仍然任重道遠。 RoboticsRobotics 的學者分布的學者分布 早期機器人的運用主要是在工廠結構化的環境中，而到了 20 世紀 80 年代中期開始，機器人的力量開始向日常生活中滲透。家庭清潔、辦公助理、醫院輔助，機器人給人們的生活帶來了天翻地覆的變化。作為一門與人類福祉息息相關的學科，Robotics

26、 在全球掀起了研究的熱潮。 全球 Robotics 的學者分布 機器人學的全球學者分布與相應國家對于機器人的產業需求是類似的， 全球Robotics 研究學者集中分布在美中日德等少數國家，美國在 Robotics 方面的研究在全球遙遙領先。 圖 9 全球 Robotics 學者分布 11 機器人最早是在美國研發而成的，早在 1962 年，美國便研發出了世界上的第一臺工業機器人，即使比起號稱是“機器人王國”的日本，起步也是早了五六年。從機器人學的產業化運用來看，美國是絕對的機器人強國，相關技術的發展遠遠領先于其他國家。 盡管美國的技術在全球遙遙領先， 但是在機器人研究這一領域美國的發展并不是一帆

27、風順的。在機器人學發展的早期階段，政府并不支持相關產業的發展，因此，機器人的研究僅限于部分的實驗室與少數企業。對于大多數企業來說，他們看不到短期能夠盈利的增長點，再加上沒有政府的資金支持，投資機器人產業是一項非常冒險的事情。而政府出于維護勞動力的考慮，防止機器人的產生會帶來失業率下降的風險，對于機器人的產業保持不支持的態度。在當時美國失業率高達 6.65%的背景之下，美國政府的態度雖然對于機器人的發展來說是一種戰略性的錯誤， 但事實上確實在早期保護了部分勞動者的利益。 到了 20 世紀 70 年代后期，美國政府改變了對機器人產業的態度，重點投資了部分軍用機器人、海洋探索機器人、太空探索機器人等

28、高端機器人，對于用于實際生產運用的工業機器人投入較少。而在這一階段，日本對于工業機器人的研究后來居上，在工業機圖 10 全球 Robotics 學者分布 12 器人的產業研究與運用上大展拳腳， 成為世界上非常有競爭力的工業機器人生產國家。到了 80 年代以后，美國政府才開始重視工業機器人的研究，在政策上對于機器人的研究給予了相當程度的支持，加大了對于機器人研究的資金投入，并制定了完善的發展計劃。政府的支持給予了學界與產業界極大的激勵，機器人產業的發展成為了美國再次工業化的特征。政府的政策成為了研究的方向標，美國機器人的產業在這一階段迅速發展。在政府的支持下，大量的實驗室與公司投入了機器人的研究

29、，到了 80 年代中后期，各大廠家在機器人技術上的研究日臻成熟。當時機器人的發展已經滿足不了美國工業發展的需求。由于生產的需要，美國開始研究具有視覺與力覺的新一代機器人。 這些機器人的誕生極大地提升了工業的生產率，誕生初期便受到了產業界的極大的歡迎，并在短期之內占領了美國60%的機器人市場。美國機器人的發展因其性能可靠，功能全面，精確度高在國際上備受贊譽。就目前的發展來看，美國的機器人學研究在機器人語言學、人工智能技術、軍用機器人技術成果尤為顯著。在機器人語言學上，美國機器人語言類型多、應用廣，水平高居世界之首；在人工智能技術的發展商，智能技術發展快， 其視覺、 觸覺等人工智能技術已在航天、

30、汽車工業中廣泛應用； 說到高智能、高難度的軍用機器人、太空機器人，美國在相關產業的發展也是十分迅速，產出的機器人主要用于掃雷、布雷、偵察、站崗及太空探測方面。 機器人產業的是日本的一個戰略產業，從一開始，日本政府便對機器人產業的發展給予了極大的政策支持。日本由于人口老齡化十分嚴重，政府不得不寄希望于機器人產業的發展來提升勞動力水平，承擔日常的生產生活活動。在日本，人們可以感受到一種“讓機器人成為人”的氛圍，這樣一種文化氛圍也在一定程度上增長了日本學術界于產業界對于機器人研究的熱情。 為了攻克服務機器人發展的關鍵技術難題，在 2006 年至 2010 年間，日本政府每年投入 1000 萬美元用于

31、研發服務機器人。 而德國在于機器人產業上的發展與其自身的社會環境是有很大關系的。 由于戰爭的原因，德國面臨著嚴重的勞動力不足的現實。機器人產業的發展成為了政府解決工業發展瓶頸的最佳選擇之一。與美國和日本不同的是，德國采取了一些行政手段推動機器人產業的發展。對于一些高危的產業，政府強制限制相關工作只能由機器人來執行。這一計劃在很大程度上推動了機器人在德國的發展與運，并進一步促進了機器人技術的研究。在德國政府的大力支持之下，德國的服務機器人的研究和應用方面在世界上處于公認的領先地位： 機器人保姆 Care-O-Bot3是德國服務機器人的巔峰成果之一。在機器人保姆 Care-O-Bot3 身上有著不

32、計其數的傳感器、立體彩色照相機、激光掃描儀和三維立體攝像頭，這些傳感器使 13 得識別日常生活用品與避免誤傷主人成為了可能。與此同時，語言分析技術與運動規劃技術的發展，讓這一機器人具備了聲控或手勢控制的能力。在相關技術的支持下，機器人保姆 Care-O-Bot3 可以聽懂主人的語音命令并看懂主人的手勢命令。 中國 Robotics 的學者分布 中國的機器人研究雖然起步非常晚， 但是政府對相關產業給予了相當程度的支持與重視。1986 年 3 月，中國政府把、把研究、開發智能機器人的內容列入國家 863 高科技發展規劃中。 在中國政府的支持之下， 中國建成了一批高水平的研究開發基地，造就了一支跨世

33、紀的研究開發隊伍，為 21 世紀機器人技術的持續創新發展奠定了基礎。在中國，Robotics 研究學者集中分布在北京、江蘇、廣東等地。京東、阿里巴巴、騰訊等企業在 Robotics 領域持續加大投入。 圖 11 中國 Robotics 學者分布 14 RoboticsRobotics 的研究學者的研究學者 有關 Robotics 的研究主要以 Roland Siegwart、Atsuo Takanishi、Paolo Dario、 Kerstin Dautenhahn、 Hiroshi Ishiguro、 Takayuki Kanda、 Wolfram Burgard、Manuela M. V

34、eloso、Gerd Hirzinger、Sebastian Thrun 十人為首的流派研究構成。這十位研究學者分別來自于不同的研究機構，研究興趣主要集中在 human motion、mobile robots、motion planning、humanoid robots 和 human robot interaction 等方向。 這些學者在 citation、 G-index、 H-index、 diversity 和 sociability方面都有著不俗的表現，但是近兩年參加的活動較少。 圖 12 Robotics 全球專家關系圖譜 15 代表研究學者 Roland Siegwart

35、Roland Siegwart 教授現在 Swiss Federal Institute of Technology 工作，研究興趣主要在 Robot Navigation、Mobile Robots 、 Motion Planning 、 Fault Diagnosis 和 Robotic Mapping。Roland Siegwart 發表有 490 篇 paper，在 paper、citation、H-index、G-index、sociability、diversity、activity 等方面有著出色的表現。與他相似的研究人員有 Nicola Tomatis、Cdric Pradal

36、ier、Agostino Martinelli、Samir Bouabdallah、Gilles Caprari 等。 圖 13 RolandSiegwart 的研究興趣 Atsuo Takanishi Atsuo Takanishi 教授現在 Waseda University 工作，研究興趣主要在Humanoid Robots、 Robots、 Motion Control、 Mobile Robots。Atsuo Takanishi 發表有 635 篇 paper，在 paper、sociability、diversity 等方面有著出色的表現。與他相似的研究人員有 Hun-Ok Lim

37、、 Hideaki Takanobu、 Massimiliano Zecca、HiroyukiIshii、Salvatore Sessa 等。 圖 14 Atsuo Takanishi 的研究興趣 16 Paolo Dario Paolo Dario 教授現在 CRIM Lab，Polo Sant Anna Valdera，Scuola Superiore Sant Anna，Pisa，Italy 工作，研究興趣主要在 Surgical Robots、Rehabilitation Robotics、Mobile Robots、 Human Motion 和 Visual Tracking。 P

38、aolo Dario發表有 548 篇 paper， 在 paper、 citation、 sociability、 diversity、等方面有著出色的表現。與他相似的研究人員有 Arianna Menciassi、Cecilia Laschi、Maria Chiara Carrozza、Eugenio Guglielmelli、Cesare Stefanini 等。 Kerstin Dautenhahn Kerstin Dautenhahn 在 Adaptive Systems Research Group ， School of Computer Science ， University

39、 of Hertfordshire 任職， 研究興趣主要在 Human Robot Interaction、Virtual Environments 、 Intelligent Agents 、 Computational Models、 Autonomous Robots。 Kerstin Dautenhahn 發表有 372篇 paper，在 citation、H-index、sociability、diversity 等方面有著出色的表現。與他相似的研究人員有 Chrystopher L. Nehaniv、Michael L. Walters、Kheng Lee Koay、Dag Sve

40、rre Syrdal、Ben Robins 等。 圖 15 Paolo Dario 的研究興趣 圖 16 Kerstin Dautenhahn 的研究興趣 17 Hiroshi Ishiguro Hiroshi Ishiguro 現在 Osaka University 工作，研究興趣主要在 Human Robot Interaction、Humanoid Robots、Robots。Hiroshi Ishiguro 發表有 676 篇 paper，在 papers、citation、H-index、sociability、diversity 等方面有著出色的表現。與他相似的研究人員有 Taka

41、yuki Kanda、Norihiro Hagita、Masahiro Shiomi、Takahiro Miyashita、Shuichi Nishio 等。 Takayuki Kanda Takayuki Kanda 教授現在 ATR Intelligent Robotics and Communication Laboratories工作， 研究興趣主要在Humanoid Robots、Human Robot Interaction、Social Robots、Mobile Robots、Autonomous Robots。Takayuki Kanda 發表有 250 篇paper，在 H

42、-index、sociability、diversity 等方面有著出色的表現。與他相似的研究人員有 Hiroshi Ishiguro、Norihiro Hagita、Masahiro Shiomi、Michita Imai、Tatsuya Nomura 等。 圖 17 Hiroshi Ishiguro 的研究興趣 圖 18 Takayuki Kanda 的研究興趣 18 Wolfram Burgard Wolfram Burgard教 授 現 在Autonomous Intelligent Systems， University of Freiburg 工作， 研究興趣主要在 Mobile

43、Robot 、 Path Planning 、 Simultaneous Localization and Mapping、 Navigation， 發表有458篇paper， 在papers、 citation、H-index、G-index、sociability、diversity 等方面有著出色的表現。 與他相似的研究人員有 Sebastian Thrun、 Cyrill Stachniss、Dieter Fox、Giorgio Grisetti、Armin B. Cremers 等。 Manuela M. Veloso Manuela M. Veloso 教授現在 Departmen

44、t of Electrical & Computer Engineering，Carnegie Mellon University 工作，研究興趣主要在 Mobile Robot、Robot、Real-time、Artificial Intelligence、Multi Agent System。Manuela M. Veloso 發表有588 篇 paper， 在 papers、 citation、 H-index、 sociability、 diversity等方面有著出色的表現。與他相似的研究人員有 Rune M. Jensen、Michael H. Bowling、Paul E. Ry

45、bski、Scott Lenser、Minoru Asada 等。 圖 19 Wolfram Burgard 的研究興趣 圖 20 Manuela M. Veloso 的研究興趣 19 Gerd Hirzinger Gerd Hirzinger教 授 現 在Institutfr Informatik VI Technische Universitt Mnchen 工作， 研究興趣主要在 Motion Planning、Path Planning、Inverse Kinematics、Adaptive Control、 Data Acquisition。 Gerd Hirzinger發表有588

46、篇paper，在 papers、citation、H-index、sociability、diversity 等方面有著出色的表現。與他相似的研究人員有 Alin Albu-Schffer、Christian Ott、 Markus Grebenstein、 Christoph Borst、 Thomas Wimbck 等。 Sebastian Thrun Sebastian Thrun教 授 現 在Computer Science Department， Stanford University 工作， 研究興趣主要在 Mobile Robot、Path Planning、Navigation

47、、Probability。Sebastian Thrun 發表有 546 篇 paper，在 papers、citation、H-index、G-index、sociability、diversity 等方面有著出色的表現。與他相似的 研 究 人 員 有 Wolfram Burgard 、 Dieter Fox 、 Michael Montemerlo、Joelle Pineau、David Stavens 等。 圖 21 Gerd Hirzinger 的研究興趣 圖 22 Sebastian Thrun 的研究興趣 20 Rising Star 在 Robotics 的研究學者中，學術新秀主

48、要是 Albert Y. Zomaya、Witold Pedrycz、Fuchun Sun(孫富春)、Dasgupta Prokar、Shuzhi Sam Ge 等人。 圖 23 Robotics 研究活躍度高的學者 21 RoboticsRobotics 發展趨勢發展趨勢 Robotics 的發展主要圍繞 mobile robot、human robot interaction、real time等細分領域的研究展開，從全局熱度與近期熱度看，側重點有重合也有不同。 全局熱度 從全局的熱度來看， mobile robot、 humanoid robot、 human robot interac

49、tion、real time、neural network、sensor networks 等是整體關注的熱點。 Mobile Robot 移動機器人是最常見的應用機器人之一，無論是在家庭日常所用的機器人，比如說自動掃地機器人，還是在工廠里運作的機器人，比如說物流機器人，移動機器人技術都是研究不可逃避的一個技術要點。 移動機器人技術包含了傳感器技術、信息處理、電子工程、計算機工程、自動化控制工程以及人工智能等多學科的研究成果，是行為決策與控制的總和成果。移動機器人技術在工業、農業、軍工等領域都有著廣泛的運用，受到全球各國政府的高度重視。 Mobile Robot的基本發展與分類的基本發展與分類

50、 美國和日本在移動機器人的研究領域做出了重要的貢獻。 早在 60 年代后期，美國和蘇聯率先開啟了探索太空的征程。為了更多地了解太空的情況，美國和蘇聯研制并運用了移動機器人參與到這一事業之中。美國的“探測者”3 號、蘇聯的“登月者”20 號都是通過遠程遙控的方式，完成了在月球上進行數據采集和樣品帶回的任務。 同樣在機器人這一產業上頗有建樹的日本也同樣在移動機器人的研究上做出了巨大的貢獻。70 年代初期，日本早稻田大學研制出具有仿人功能的兩足步行機器人。隨著人類探索的腳步不斷加快，為了適應太空探索與海洋開發的需要， 在極限條件下工作與水下作業的移動機器人的發展速度正不斷加快。 圖 24 Robot