【原】2021年上半年先進制造領(lǐng)域世界科技發(fā)展趨勢

全球技術(shù)地圖 2021-10-07

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全球制造業(yè)復(fù)蘇趨勢增強，各國進一步推進制造業(yè)發(fā)展

2021年上半年，全球疫情得到進一步控制。歐美等發(fā)達國家疫情好轉(zhuǎn)，全球經(jīng)濟復(fù)蘇以及各國實施較強的刺激政策，使全球制造業(yè)復(fù)蘇趨勢增強。美國總統(tǒng)拜登簽署“關(guān)于確保未來由美國工人在美國制造”的行政令，敦促聯(lián)邦政府增加對美國產(chǎn)品和服務(wù)的采購，加強國內(nèi)制造業(yè)生產(chǎn)并為新技術(shù)創(chuàng)造市場。日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省發(fā)布“半導(dǎo)體數(shù)字產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略”，加強與海外合作，加快數(shù)字投資，開發(fā)尖端半導(dǎo)體制造技術(shù)并確保生產(chǎn)能力，優(yōu)化國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)布局，提升半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)韌性。中國“十四五”規(guī)劃綱要加大對制造業(yè)的支持，提出培育先進制造業(yè)集群，推動集成電路、航空航天、船舶與海洋工程裝備、機器人、先進軌道交通裝備、先進電力裝備、工程機械、高端數(shù)控機床、醫(yī)藥及醫(yī)療設(shè)備等產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。

機器人技術(shù)不斷創(chuàng)新，應(yīng)用落地持續(xù)推進

美國塔弗茨大學(xué)和佛蒙特大學(xué)開發(fā)出基于非洲爪蟾細胞構(gòu)建的第二代活體微生物機器人Xenobots，其移速與第一代相比更快，信息讀寫功能和自愈能力更強，能夠在5分鐘內(nèi)愈合嚴重撕裂傷口，該機器人或在醫(yī)療領(lǐng)域具備應(yīng)用潛力。挪威奧斯陸大學(xué)開發(fā)出能夠自主調(diào)節(jié)腿長與行走步態(tài)以適應(yīng)不同地形的四足機器人Dyret，該機器人配備了傳感器與攝像頭，結(jié)合人工智能技術(shù)，可有效識別不同地形，能在災(zāi)難搜救、農(nóng)業(yè)、軍事勘察、星球探索等場景中發(fā)揮作用。瑞士ANYbotics公司全自主四足機器人ANYmal實現(xiàn)商業(yè)落地，該機器人配備了深度攝像機、360°LiDAR和廣角彩色攝像機，能夠自主穿越復(fù)雜地形路線，其背部安裝了視覺、熱學(xué)和聲學(xué)傳感器，可對設(shè)備進行勘察監(jiān)測。奧地利Printstones公司推出名為Baubot的移動式多任務(wù)建筑機器人，用戶可以通過切換不同類型的模組使機器人擁有運輸重物、鋪設(shè)磚塊以及砂巖、等離子切割、鉆孔等多項能力，以滿足不同建筑任務(wù)需求。

3D打印技術(shù)與材料推陳出新，創(chuàng)新成果持續(xù)涌現(xiàn)

美國布法羅大學(xué)開發(fā)出“快速水凝膠立體打印”的新型立體光刻3D打印技術(shù)，可在數(shù)分鐘內(nèi)創(chuàng)建厘米大小的多尺寸固體水凝膠模型，比行業(yè)標準速度快10-50倍，有望推動生物3D打印人體組織與器官的發(fā)展。美國羅格斯大學(xué)開發(fā)出3D打印智能凝膠，當其與3D打印彈力材料結(jié)合時可改變顏色，產(chǎn)生偽裝效果，該材料可用于開發(fā)軟體機器人、柔性顯示屏和新型軍事偽裝技術(shù)。澳大利亞阿德萊德大學(xué)和德國斯圖加特大學(xué)使用3D微型打印技術(shù)開發(fā)出世界上最小的柔性血管內(nèi)窺鏡，其不僅能避免對脆弱和狹窄組織或器官的損傷，還可通過3D打印的自由曲面實現(xiàn)像差消除，從而大幅提高成像質(zhì)量。福特汽車與惠普公司重復(fù)使用3D打印廢料開發(fā)的汽車零部件，與以前部件相比具有更好的耐濕性和耐化學(xué)性，且重量減輕7％，價格降低10％，可有效降低成本，節(jié)約資源。

智能工廠技術(shù)與建設(shè)推進，提升制造業(yè)生產(chǎn)效率

德國西門子與美國谷歌云合作，將谷歌云的數(shù)據(jù)云和人工智能/機器學(xué)習技術(shù)與西門子工廠自動化解決方案相集成，使制造商能夠協(xié)調(diào)其工廠數(shù)據(jù)，在該數(shù)據(jù)之上運行基于云的算法模型，并在網(wǎng)絡(luò)上部署邊緣算法，進一步優(yōu)化工廠流程并提高車間生產(chǎn)速度。日本發(fā)那科投資約15.6億元在上海擴建工廠，通過其工程集成及技術(shù)服務(wù)能力，利用IoT、AI等智能制造技術(shù)，建成集生產(chǎn)、研發(fā)、展示、銷售、系統(tǒng)集成與服務(wù)為一體的機器人超級智能工廠。韓國航空航天工業(yè)公司計劃在未來五年內(nèi)投資985億韓元（約合8800萬美元），建設(shè)采用人工智能和大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的“智能工廠”，以支持新型KF-21戰(zhàn)斗機生產(chǎn)。