疫情推动“机器换人”,服务机器人行业迎来黄金发展期

作者:金建玲

时间:2020年03月28 11:17

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在工业化时代,汽车、电子、家电等制造行业的自动化需求拉动了工业机器人的蓬勃发展,如今,随着第三产业的崛起,医疗、物流、餐饮等服务行业的自动化需求有望拉动相应的服务机器人品类的需求。尤其是在高风险的服务型行业,比如医护、救援、消防等,“机器换人”的需求进一步被激发,这在此次新冠疫情中得以显现。

一,在新冠疫情催化下,服务机器人价值凸显

在此次疫情中,移动机器人被广泛应用于医院、隔离点、办公楼宇等场所配送服务,如擎朗智能、普渡科技投放在广东、浙江、湖南、上海等地的送餐机器人,在隔离定点单位中为隔离人员提供免接触送餐服务;云迹科技向武汉火神山医院捐赠了十几台配送机器人帮助医疗物资配送;YOGO ROBOT与星河地产合作启动了深圳首家机器人防疫园区,实现楼宇无人化配送、喷雾消杀等工作。

医疗服务机器人应用主要是辅助医护人员实现远程检测、消毒杀菌、送药等工作,如公司钛米智能消毒机器人通过自主移动对环境物表和空气进行多点消毒,从而减少武汉医护人员感染机率;大疆无人机在深圳的义务消杀活动中协助完成大面积消毒工作;猎户星空机器人在武汉火神山医院通过无人导诊技术,实现医生对病人的远程诊疗;达阔科技为武汉同济天佑医院提供的5G远端护理机器人应用于远程看护、清洁消毒、测温巡查等工作。

巡检机器人主要应用于替代交警等检疫人员的巡视、人脸识别、测温等方面工作,如优必选的警用巡视机器人“建国”,通过自动巡逻对现场实施监控,实现了对口罩状态下人员的有效识别,同时可以检测人员体温;优必选的5G 机器人充当高速检查站义警,减少人员近距接触带来的感染风险;高新兴在广州、贵阳多个公共场所提供的“千巡警用巡逻机器人”,实现无接触体温检测以及人脸口罩识别等工作。

二,服务机器人迎来发展黄金时代

市场规模持续增长。伴随着人工智能技术的快速发展,以及服务机器人应用场景和服务模式的不断拓展,带动服务机器人市场规模高速增长。2013年以来,全球服务机器人市场规模年均增速达23.5%,预计2020年将增长至156.8亿美元。

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表:2013-2020年全球服务机器人销售额及增速

资料来源:IFR、中国电子学会

国内服务机器人发展势头更加迅猛,2019 年,中国的服务机器人行业规模为22.0 亿美元,同比增长33.3%,过去5 年复合增长率高达36.8%。根据中国电子学会的统计和预测,近5年,中国服务机器人市场规模占全球市场约25%,由于中国的行业增速快于全球的增速,未来这一比例有望达到30%。

行业地位逐渐凸显。不同于工业机器人领域,受限于国外厂商核心零部件等原因,中国企业仍处于行业追随者的位置。在服务机器人领域,各国始于同一起跑线,目前中国已经处于全球领先集团之列,未来中国有望成为全球服务机器人领域的领导者。在无人机、扫地机器人、配送机器人、平衡车等发展较成熟的子行业中,单一中国市场就能支撑百万级的产品出货量,规模效应不仅体现在成本优势上,还能保障在高出货量的基础上积极响应用户反馈,快速迭代自身技术,不断完善产品性能。因此,中国服务机器人在市场规模、产业链、产业环境等方面都具备全球竞争优势,未来有望引领行业发展。

产业生态逐渐形成。整体来看,我国服务机器人行业的产业链较为成熟,在服务机器人全产业链布局上均有国内自主知识产权的技术支撑,核心部件并不受制于国际供应商。如在底层硬件领域,中国拥有寒武纪和地平线等芯片企业,思岚科技和镭神智能等传感器企业;在技术模块领域,中国拥有科大讯飞(语音)、商汤科技(视觉)、奥比中光(体感)等企业;在终端产品领域,中国已经诞生了大疆创新、科沃斯、石头科技、优必选等一批已经成功实现商业化的企业。我国服务机器人产业链上不同环节正反馈机制趋于完备,“核心部件-本体制造-集成商”的上下游合作模式逐渐成型,配套的保险等服务也开始涌现,产业生态逐步建立。

细分领域分化加剧。过去几年,受益于深度学习技术的突破,以及资本的助力,服务机器人各个子行业迎来百花齐放的阶段。但随着用户尝鲜心理逐渐褪去,不同子行业的景气指数出现明显分化。如过去三年中,无人机、扫地机器人、配送机器人等行业进入良性发展阶段,而相反,儿童陪护机器人和导购机器人市场已成红海市场,同质化竞争严重。

三,当前我国发展服务机器人值得关注的领域

专业服务领域——主要服务于酒店、餐厅、医院、写字楼等多个细分场景。一是关注用于配送快递、外卖、文件等物品的写字楼送物机器人(如yogo的写字楼内的送物机器人、纳恩博的外卖机器人);二是关注用于配送药品、检验样本、医疗器械等物品的医院运送机器人(如钛米的医院运送机器人),以及用以康复、手术、辅助医疗的手术机器人、康复机器人、消毒机器人等;三是关注用于替代工作人员为客人提供个性化服务机器人(如云迹的酒店送物机器人、擎朗的餐厅送菜机器人、商场导购机器人);四是关注义警、巡视、救援、消防等高风险行业机器取代人类的专业服务机器人。

家用服务领域——在家用场景中,致力于满足客户在家务、娱乐、教育、陪护等方面的需求。除了扫地机器人、擦窗机器人、空气净化机器人等传统领域,未来,消毒机器人、教育机器人、健康护理机器人、陪护机器人、情感机器人、舵机玩具机器人、格斗机器人等也值得关注。

其他应用领域——创新服务机器人在党建、司法、政务等领域的应用,一方面可利用机器人强大的知识库和案例储存功能,进行相关知识准确查询与宣传普及,减少工作人员的重复性劳动,提高信息利用效率。另一方面,服务机器人将增加工作趣味性,更有益于受众所接受。

四,当前我国发展服务机器人要重点突破的技术环节

服务机器人产业链包括底层硬件、技术模块、终端产品。其中,底层硬件主要包括伺服舵机、芯片、控制器、减速器、各类传感器等负责运动控制、基础计算、环境感知的非通用零部件和电池、电源、存储器等其它通用零部件;技术模块提供基于底层的芯片和传感器,以及配套的算法,能够开发出导航移动、运动控制(SLAM)、感知交互(视觉、语音)等技术模块;服务机器人终端产品是整机厂商在挖掘多样化场景下服务机器人使用价值的基础上,将体现机器人智能性的技术模块与决定机器人应用领域的功能组件有机组合的产物。

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图:服务机器人产业链 

资料来源:36氪研究院分析整理

虽然我国服务机器人在导航移动技术领域已率先实现商业化,但在运动控制、感知交互两大领域仍有短板,尤其是在伺服电机、芯片、机器视觉核心元器件、SLAM技术等领域需着力突围,打造全球竞争优势,早日实现引领行业发展之宏愿。

高度重视国产芯片布局,摆脱国际封锁。从全球竞争格局来看,欧美韩日继续领先该市场,且基本垄断中高端云端芯片,国内企业主要集中在边缘端,云端差距较为明显。目前多数国产芯片研发仍处于较为早期的阶段,目前处于追赶状态,但国内芯片已经迈出了重要的第一步,如瑞芯微、珠海全志、炬力,瑞芯微的RK3399和RV1108芯片已应用于服务机器人。未来,应高度重视国产芯片布局,在机器人的基础计算和指令控制技术领域摆脱国际封锁。

强化我国伺服电机自主研发能力,助力国产品牌崛起。伺服电机曾一度成为中国机器人产业发展的瓶颈,从全球竞争格局来看,西门子和博世力士乐等欧美品牌基本垄断大型伺服市场,而松下、安川和三菱等日系品牌则在中小伺服市场占据重要位置,我国伺服市场中的国产品牌渗透率只有20%。近年,我国在伺服电机的自主研发取得了一定成果,如汇川和埃斯顿等国产品牌正在崛起,优必选科技自主研发的伺服电机在参数和性能方面与日本、韩国和瑞士等一流公司不相上下,在价格和性价比方面更具优势。进一步推动我国伺服电机自主研发,强化机器人运动控制技术突围,助力企业在机器人行业竞争中获得先发优势。

在机器视觉核心元器件自主研发领域率先实现突围。目前,中国正在成为机器视觉领域发展最活跃的区域之一,尤其在人脸/物体识别领域基础技术已相对成熟,市场进入商业化探索的高峰阶段,年均复合增长率高达35%以上。但从全球竞争格局来看,中高端市场几乎均被国际巨头康耐视、基恩士、海克斯康所垄断,国外公司则具备核心元器件自主研发的技术优势,而国内企业主要是系统集成商,尚未出现具有主导地位的龙头企业。在我国机器视觉核心元器件自主研发领域率先实现突围,赋予机器“看清”世界,“识别”物体的能力。

加速布局多传感器融合的SLAM(同步建图与定位)技术。目前,全球科技巨头苹果、谷歌和脸书(Facebook)都在大力投资与发展SLAM技术,如谷歌正在通过Project Tango实施SLAM技术, Tango主要通过两个摄像头来感知环境深度且拥有上下文情景。苹果收购德国AR公司Metaio获得关键SLAM技术,并在此基础上研发出ARKit。我国首个自主研发的SLAM系统是2015年诞生的Watchhhh SLAM,此外,百度也在积极布局SLAM技术领域。加速布局多传感器融合的SLAM(同步建图与定位)技术,解决机器人导航和定位难题,在机器人、自动驾驶、VR/AR等多种领域实现技术与场景紧密结合,发挥最大效能。

全面优化我国机器人交互技术水平。在全球竞争格局中,谷歌、苹果、微软、亚马逊作为国际四大巨头,不仅加强了对该领域自主研发,也在全球范围内通过并购进行扩张,扩大自己在语言交互领域的技术优势。目前,我国以语言交互为主的机器人交互技术已步入正轨,并取得一定突破,如科大讯飞的智能人机交互服务新界面AIUI,在统一接口交互的基础上,可实现不同内容和场景下的交互服务;思必驰通过语音相关技术整合打造出AIOS人机对话操作系统,为硬件合作伙伴提供服务。但中国在语言交互领域仍有诸多不足,如,行业内普遍关注的连续沟通、噪音影响、远场识别等问题至今没有得到完美的解决,国内语言交互技术方面整体仍有待提升。未来,全面优化我国机器人交互技术水平,除了语言交互的能力,进一步下行电子皮肤触觉交互拓展,提升机器人亲和力和应用价值,使机器人更趋近于人类特征。

助推国产服务机器人操作系统构建机器人生态圈。在全球竞争格局中,老牌开源系统占据了主流市场,大多数主流机器人的操作系统都是基于Linux内核开发的,例如:国际有ROS、Android系统,国内有优必选科技操作系统ROSA、图灵机器人操作系统Turning OS等。此外,微软也推出WindowsOS机器人操作系统,主要应用于医疗机器人领域。助推国产服务机器人操作系统进入国际市场,整合全球软硬件资源,打造基于国产操作系统的服务机器人大生态圈。

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