近年来，人工智能、云计算、物联网等技术的快速发展推动了主要工业国家提出了面向智能制造的战略规划，如“工业 4.0”、“工业互联网”和“中国制造 2025”。这些策略助力制造业从数字制造向智能制造转型升级，并促进自动化装备与智能技术融合。
在这一过程中，工业机器人作为自动化装备，以其高灵活性、高效能和低成本吸引了广泛关注。通过与先进技术如数据处理、大数据分析、云计算服务等结合，工业机器人的应用范围得到了扩展，从单一作业到复杂多样作业场景。
为了实现更高层次的生产效率和质量标准，一些研究者提出了一系列关键共性技术，这些技术包括但不限于视觉感知系统、三维环境重建、力传感系统以及运动规划算法等。在这些建立基础上，可以构建一个能够适应不同作业条件和需求的全方位解决方案。
首先，视觉感知系统是机器人集成应用系统中不可或缺的一部分，它以非接触方式为机器提供丰富的二维和三维信息。通过基于视觉重建和理解技术完成环境建模及位姿估计任务，可以使得机器在复杂场景下进行自主操作。
其次，三维环境重建是后续位姿估计及运动规划所需数据基础。在不同作业对象上进行局部高精度或全局空间三维重建，是确保精准操作并减少误差风险的手段之一。
再者，力传感系统对于接触式作业至关重要，它可以实时监测受力的情况，为保护机械设备免受损害提供保障，同时提高产品质量。尤其是在面向多品种、小批量需求的人机协作场景中，该技术对安全性的影响尤为显著。
最后，由于现有的生产模式无法满足市场需求，因此需要基于硬件智能化与软件智能化相结合，对现有生产工艺进行升级改造，使之具备第2代（Robotics 2.0）或第3代（Robotics 3.0）的特性。这将极大地提升生产效率，加强企业竞争力，并推动经济社会发展。
