Соревнование стран в области робототехники

В данном разделе будет рассмотрен ряд рейтингов, которые позволяют выделить лидеров на мировом рынке робототехники по тем или иным параметрам.

Начнем с показателей, характеризующих уровень внедрения промышленной робототехники.

Внедрение роботов, является одним из важнейших факторов, определяющих рост производительности труда в производстве. Совершенствование робототехники способствует тому, что все больше автоматизированных роботизированных производств будет оставаться внутри стран, внедряющих эти новации, а не переноситься в регионы с более низкой заработной платой.

По количеству промышленных роботов в расчете на 10 тыс. рабочих мест в обрабатывающей промышленности лидирует Южная Корея. В 2022 г. этот показатель в стране составил 1012 (см. рис 13.1). США по данному показателю, называемому "рейтингом плотности", занимает лишь десятое место, в то время как Китай входит в пятерку.

Благодаря масштабным инвестициям в промышленную робототехнику Китай вышел на пятое место в рейтинге плотности в 2021 г., обогнав Соединенные Штаты. В пятерку самых автоматизированных стран мира по данному показателю вошли: Южная Корея, Сингапур, Япония, Германия и Китай. При этом еще в 2018 г. Китай был лишь на 20-м месте (при показателе плотности в 140 единиц), а к концу 2021 г. увеличил этот показатель до 392.

За 2022 год средний показатель плотности по миру вырос на 10 единиц, составив 151 робот на 10 тыс. рабочих мест. В России обсуждаемый показатель остается низким - на уровне 8-10 единиц (в расчетах разных аналитиков есть расхождения)^{1Более подробно о российском рынке речь пойдет позднее в данной лекции}.

Рис. 13.1. Плотность роботов в промышленности в 2022 г.

Источник: World robotics 2022 [243 ]

Если по плотности роботизации Китай входит в пятерку, то по числу установленных промышленных роботов "Поднебесная" является абсолютным мировым лидером. Причем 2021 год - был годом, когда Китай впервые установил больше промышленных роботов чем все остальные страны мира см. рис. 13.2.

Рис. 13.2. Топ 5 стран мира по числу установок промышленных роботов.

Источник: [244 ]

Помимо такого параметра как число установленных промышленных роботов интересна также статистика по количеству промышленных роботов, производимых внутри страны. В этой связи полезно обратиться к рис. 13.3, который поясняет статистику по вкладу отдельных стран в производство и потребление промышленных роботов.

Рис. 13.3. Глобальные закупки (а) и продажи (б) промышленных роботов в тыс. единиц.

Источник: [245]

Как видно из рис. 13.3 главным покупателем промышленных роботов последние семь лет является Китай, но главным продавцом остается Япония. При этом Китай начиная с 2020 года закупает более 150 тыс. единиц роботов в год, а продает примерно втрое меньше.

В 2021 г. из 3,5 млн операционного ресурса роботов 36% приходилось на Китай. То есть почти каждый третий промышленный робот мира работал в Китае. В 2021 г. Китай продолжил увеличивать свою долю на рынке (рост количества роботов в Китае вдвое превышал средний рост по миру).

Япония экспортирует роботов в разы больше, чем потребляет внутри страны. В то же время, будучи до сих пор крупнейшим продавцом промышленных роботов в мире, страна демонстрирует падение своей доли на рынке.

Самые высокие темпы наращивания продаж^{2И покупок тоже прим. редактора} показывает Китай. В 2012-м г. его доля была незначительна (например, по сравнению с Южной Кореей), а к 2020-му г. Китай уже продавал промышленных роботов в разы больше, чем Южная Корея.

Доля США в продажах промышленных роботов незначительна. При этом надо понимать, что компании США остаются лидерами с точки зрения технологий ИИ и других высокотехнологичных ИТ-компонентов для роботов, о чем пойдет речь далее в этой лекции.

Рис 13.3 представляет существенный интерес для анализа развития мировой промышленной робототехники, поскольку дает представление не только об объемах потребления внутри страны, об уровне роботизации местной промышленности, но и характеризует экспортный потенциал отдельных стран.

Представление о производителях сервисных роботов дает рис. 13.4. Здесь США является абсолютным лидером, а позиции России уже не выглядят так скромно как в промышленной робототехнике. Наша страна занимает 9-е место в мире по числу компаний производителей сервисной робототехники.

Рис. 13.4. Производители сервисных роботов разных стран. Источник: IFR

Говоря о перспективах страны в развитии промышленной и сервисной робототехники и главное - инновационного потенциала в этой области - важно рассмотреть такой показатель как число компаний (включая стартапы), занятых разработкой робототехнических решений. Рейтинг стран и регионов по данному показателю представлен в табл. 13.1.

Лидирует по этому показателю Северная Америка, затем идет Азия и только потом Европа. Если говорить об отдельных странах, то с большим отрывом выступают США, только в Калифорнии компаний упомянутого типа находится 843. На втором месте Китай, который насчитывает 1350 фирм, Канада имеет 307 организаций - больше, чем Япония (283), Индия (261), Южная Корея (246), Израиль (193). Если брать по количеству компаний на число жителей, то по данному показателю Израиль оказывается на первом месте.

На рис. 13.5 представлен рейтинг европейских стран, где отмечена Россия, которая, согласно рейтингу, имеет 69 компаний и занимает 13-е место в Европе, имея в качестве соседей такие страны как Бельгия и Австрия.

Рис. 13.5. Рейтинг стран Европы по числу компаний, (включая стартапы) занимающихся роботами и дронами, всего 7166 компаний. Источник: PitchBook, 2023 г.

Анализируя факторы успеха в представленных выше рейтингах, следует отметить определенную роль государственных программ, которые сыграли важную роль в развитии робототехники в странах лидерах.

Прежде всего успех обеспечен за счет финансирования военных технологий, которые со временем нашли применение также в гражданских коммерческих приложениях. К государственным мерам поддержки можно отнести создание специализированных НИИ, таких, как, например, китайский институт робототехники в Фошане, швейцарский национальный центр компетенций робототехнических исследований (Swiss National Centre of Competence in Research Robotics), корейский институт развития робототехнической промышленности (Korea Robot Industry Promotion Institute), или российский ЦНИИ РТК.

Важное значение имеет создание робототехнических кластеров, таких как созданные в Кремниевой Долине, Питсбурге и Бостоне (США), в городах Иль-де-Франс (Франция), Мюнхен (Германия), Оденсе (Дания), Цюрих (Швейцария) и Роботдален (Швеция), Пучхон (Корея), Осака и Нагойя (Япония), Шанхай и провинция Ляонин (Китай). В этом контексте стоит отметить отечественные инициативы по созданию во многом аналогичных центров в Сколково, Иннополисе, Сириусе.

Немалую роль играют программы предоставления налоговых льгот, грантового финансирования и государственные закупки. Например, в США правительство стимулировало частные компании и университеты к разработке автономных транспортных средств.

Ряд стран практикуют робототехнические соревнования с вручением денежных призов - такие, как Олимпийские игры роботов (Япония), также проводятся соревнования автономных транспортных средств (Великобритания), DARPA Robotics Challenge (США)^{3В России тоже есть подобные соревнования, Битва роботов, Российская робототехническая олимпиада и т.д.}.

Страны лидеры промышленной автоматизации - Китай, Япония, США, Южная Корея и Германия, а также Европейский Союз - поддерживают программы исследований и разработок в этой области [247 ]

В Китае 14-й пятилетний план развития робототехники, обнародованный в декабре 2021 года Министерством промышленности и информационных технологий (MIIT), сосредоточен на продвижении инноваций и ставит целью вывести Китай в мировые лидеры в области робототехники. Робототехника включена в планы Китая по развитию ключевых отраслей промышленности на ближайшие пять лет. Намечена программа "Интеллектуальные роботы" с финансированием в размере 43,5 млн долл.

Стоит также отметить, что уже в 2021 г. Китай запустил первый в мире управляемый искусственным интеллектом корабль Zhu Hai Yun - беспилотный надводный аппарат, способный запускать десятки дронов для воздушной и надводной инспекции.

В Японии принята "Новая стратегия роботов", направленная на то, чтобы сделать страну мировым инновационным центром робототехники. Японское правительство предоставило более 930,5 млн долларов в качестве поддержки в 2022 г. Правительство Японии выделило 440 миллионов долларов на проекты, связанные с робототехникой, в рамках программы Moonshot Research and Development Program в течение пяти лет с 2020 по 2025 год.

Правительство Южной Кореи выделило 172,2 миллиона долларов на реализацию Плана по созданию интеллектуального робота в 2022 г. А с 2022 по 2024 год планирует выделить 7,41 млн долларов на проект полномасштабной испытательной платформы для пилотируемых или беспилотных летательных аппаратов.

В Европе разработана рамочная программа Европейского союза (Horizon Europe) по исследованиям и инновационному развитию с бюджетом 94,3 млрд долларов США на период с 2021 по 2027 год, с целью укрепления научно-технической базы ЕС и повышения инновационного потенциала, конкурентоспособности, росту количества высококвалифицированных рабочих мест. При этом большой процент разработок в рамках этой программы относится к созданию новых типов роботов, беспилотных наземных и воздушных аппаратов.

До сих пор мы говорили о лидерстве стран с точки зрения применения и производства промышленных роботов, но это не единственный показатель, который говорит об уровне развития робототехники в стране. Важную роль играет уровень развития сервисной робототехники.

Рынок робототехники в России

Историческая справка и общая характеристика рынка

В начале 1960-х годов Советский Союз был одним из лидеров в области космических технологий и робототехники, о чем свидетельствует запуск первого спутника в 1957 г. и первый пилотируемый полет в космос Юрия Гагарина в 1961 г. В 1960-х и 1970-х годах Советский Союз разработал ряд промышленных роботов для использования в производстве. В частности в 70-е годы был создан промышленный робот "Универсал-50", позднее появился целый спектр таких машин (в том числе роботы серии "Универсал", ПР-5, "Бриг-10", ИЭС-690, МП-9С, ТУР-10 и другие). Начиная с 1972 г. работы в области робототехники приняли плановый характер в масштабе страны. В 80-е годы на АвтоВазе^{4Сегодня на АВТОВАЗе в основном используются роботы известной фирмы KUKA} начали работать автоматизированные линии и в 1985 г. уже использовалось 40 тыс. промышленных роботов.

Развивались также и специальная военная и космическая техника. В 1964 г. был принят на вооружение ВВС СССР беспилотный разведчик ДБР-1. В КБ им. Лавочкина был создан "Луноход-1" -планетоход, впервые выполнивший миссию на поверхности другого небесного тела. В 1983 г. на вооружение был принят противокорабельный комплекс П-700 "Гранит" (при залповом пуске ракеты во время полета могли обмениваться информацией, распределяя цели). В 1988 произошел запуск советского беспилотного корабля "Буран".

После распада Советского Союза российская робототехническая промышленность столкнулась со значительными трудностями, включая недостаток инвестиций, в существенной мере отечественное роботостроение уступило место импорту зарубежной техники.

Однако в последнее десятилетие в России наблюдается возрождение интереса к отечественной робототехнике, поддерживаемое со стороны правительства.

Говоря о развитии государственных и частных компаний в области робототехники, будет логичным прежде всего начать с имеющихся в стране научных школ и их динамики.

Международный опыт говорит о том, что во многом именно университеты, имея возможность аккумулировать коллективы компетентных специалистов и необходимое оборудование, являются базами развития будущих стартапов в этой области. Например, уже упомянутый ранее лидер в области коллаборативной робототехники Universal Robots начали своё развитие в Университете Южной Дании, сразу несколько крупных компаний в области шагающих роботов и дронов для инспекции - ANYbotics и Verity - являются стартапами швейцарского университета ETH Zurich. Наиболее успешный на 2024 год стартап-" единорог" в области БПЛА Skydio был основан тремя выпускниками Массачусетского технологического института, DJI - студентом Гонконгского университета науки и технологий. Данный список можно расширять и далее.

В России действует ряд университетов и научно-исследовательских институтов, которые находятся на переднем крае исследований в области робототехники, такие как ЦНИИ РТК, Сколковский институт науки и технологий (Сколтех, помимо исследовательских лабораторий здесь имеются программы магистратуры и аспирантуры), НУЦ "Робототехника". Помимо этого, можно выделить несколько институтов и центров, которые занимается смежными направлениями и на сегодняшний день решают в том числе задачи управления или конструирования беспилотных аппаратов, как например ИПУ РАН, ИМАШ РАН, ЦАГИ. Среди университетов с программой бакалавриата основными центрами подготовки специалистов можно назвать такие ВУЗы как: Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, Московский физико-технический институт, Национальный исследовательский университет ИТМО, Университет Иннополис, Дальневосточный федеральный университет (в области подводной робототехники). Обозначенные выше университеты и центры непосредственно участвуют в разработке новых роботов, публикации научных работ и подготовке специалистов данного профиля. В сфере автоматизации, мехатроники и искусственного интеллекта также стоит отметить Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики", Московский государственный университет им. Ломоносова, Казанский федеральный университет, Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ", Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Национальный исследовательский университет "МЭИ", Иркутский национальный исследовательский технический университет и др. Лаборатории робототехники активно развиваются в крупных компаниях в области IT, таких как Сбер и Яндекс.

В последние годы необходимость в создании больших экспертных коллективов в области робототехники требует создания новых центров компетенций на базе университетов.

В 2018 г. в Университете Иннополис был открыт Национальный центр компетенций НТИ^{5Национальная технологическая инициатива (автономная некоммерческая организация "Платформа Национальной технологической инициативы", сокращённое название АНО "Платформа НТИ") - некоммерческая организация, созданная Постановлением председателя Правительства РФ для объединения представителей бизнеса и экспертных сообществ с целью развития в России перспективных технологических рынков и отраслей.} в области робототехники и мехатроники. В консорциум центра вошли 16 вузов, 5 прикладных академических институтов, 7 иностранных партнеров из Франции, Китая, Дании, Швеции, Германии и Норвегии.

Среди 16 индустриальных партнеров центра - МФТИ, ИТМО, ВШЭ, ДВФУ, ИППИ РАН, ИМАШ РАН, Газпром, Сбербанк, Аэрофлот, IMT Atlantique (Франция) и Shenzhen Institutes of Advanced Technology (Китай) [248 ].

В 2015 г. в России была создана "Национальная Ассоциация Участников Рынка Робототехники" (НАУРР). Ассоциация разрабатывает отраслевую аналитику по производству и применению робототехники, входит в состав технического комитета по стандартизации ТК 141 "Робототехника" Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии, осуществляет взаимодействие с отраслевыми комитетами, участвует в разработке стратегии развития робототехники НАУРР ЦНИИ РТК. В 2023 г. в ассоциацию НАУРР входило более 90 компаний из всех сегментов - разработчики, интеграторы, производители, образовательные учреждения. ЦНИИ РТК является головным учредителем ассоциации.

В 2021 г. была создана Ассоциация "Консорциум робототехники и систем интеллектуального управления", которая представляет участников на отраслевых выставках, организует коллективные стенды, инициирует обсуждение ключевых вопросов развития отрасли, издает журнал "Мир робототехники", занимается проведением семинаров, вебинаров, консультаций по формированию и развитию проектов участников.