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服務(wù)機器人的應(yīng)用及市場規(guī)模

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服務(wù)機器人的主要應(yīng)用領(lǐng)域   服務(wù)機器人是一類用以輔助人們?nèi)粘9ぷ?、生活、休閑,以及幫助殘疾人與老年人的機器人系統(tǒng)。在工業(yè)機器人系統(tǒng)中,機器人的任務(wù)是完成高質(zhì)量、高一致性的生產(chǎn)任務(wù)。服務(wù)機器人與之不同的是,工業(yè)機器人通常工作在有人的空間或者會直接同人類協(xié)作工作,服務(wù)機器人通常從事專業(yè)服務(wù)和個人服務(wù)兩種工作。   專業(yè)服務(wù)機器人   專業(yè)服務(wù)機器人主要指能夠產(chǎn)生經(jīng)濟效益的服務(wù)型機器人,如用于物流自動化、基建設(shè)施巡檢、醫(yī)院送藥、商業(yè)草坪清理、娛樂等,其市場規(guī)模正以30%的年增長率迅速擴大。國際機器人聯(lián)合會(IFR)和德國機械設(shè)備制造業(yè)聯(lián)合會(VDMA)的數(shù)據(jù)表明,已有超過172000臺專業(yè)服務(wù)機器人用于各行各業(yè)。   物流自動化   伴隨“即時生產(chǎn)”降低庫存的發(fā)展趨勢,低成本、高靈活性的物流系統(tǒng)日益成為供應(yīng)鏈管理中的重要組成部分,例如著名的亞馬遜Kiva倉儲機器人系統(tǒng)與FedEx及UPS的自動化配送中心。然而,它們只能在量身定制的固定倉庫中使用。若想讓機器人發(fā)揮更大作用,就必須賦予機器人更高的機動性:能夠應(yīng)對樓梯、電梯、房門、不平坦的地面和雜亂環(huán)境等人類生活的常見場景。隨著研究的進展,高機動性機器人也正在逐步成為現(xiàn)實,它們將使整個物流系統(tǒng)變得更加快速、靈活、廉價、可控、穩(wěn)定。   不少公司已經(jīng)將目光投向物流市場,包括生產(chǎn)酒店運輸機器人的Savyoke,為醫(yī)院制作運輸機器人的Aethon和Vecna,生產(chǎn)超市倉儲機器人的Bossa Nova,著眼于無人機快遞的Amazon Prime Air和Google Project Wing,提供最后一公里物流快遞的Starship Technologies和生產(chǎn)倉儲機器人的Fetch等。物流機器人市場的指數(shù)增長使得該領(lǐng)域成為未來15年最大的投資熱門。   基礎(chǔ)設(shè)施巡檢   機器人技術(shù)在橋梁、道路和管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施的檢修與保護方面有著巨大的應(yīng)用前景:如用于檢查橋梁和港口的無人船與無人機、用于監(jiān)控地下管道與線路的無人車、用于巡檢管道與電網(wǎng)的無人機等,還能為石油和天然氣產(chǎn)業(yè)提供監(jiān)控服務(wù)。   這類系統(tǒng)借助多種先進傳感器和其他機器人技術(shù),能夠勝任各種復(fù)雜的地下任務(wù)。這類機器人可以全天候自動判斷故障,在與人類協(xié)同工作的同時減少人類的介入,較低成本,提高效率。其應(yīng)用在未來5年將增長約20%。   無人機正成為巡檢領(lǐng)域的一個有效機器人平臺。未來5年,無人機將變得更小、更便宜、更可靠,如大疆和3D Robotics等公司僅售約2000-3000美金。   目前,無人機系統(tǒng)存在的主要挑戰(zhàn)包括:(1)操作的安全性與隱私性問題;(2)發(fā)生故障后的失效保護功能;(3)對環(huán)境變化的適應(yīng)能力;(4)在飛行過程中處理獲得的大量數(shù)據(jù);(5)新型飛行器設(shè)計;(6)多機協(xié)同作業(yè)與避免碰撞。   遠程替身機器人   遠程替身機器人是最典型的用于改善人類交流體驗的服務(wù)機器人,是繼視頻會議之后的又一次通訊變革,讓交流協(xié)作更加高效。遠程替身機器人不僅能夠讓員工在外也能身臨其境,如Beam、VGo和Double等公司為企業(yè)辦公開發(fā)的系統(tǒng),還能讓無法去學(xué)校的學(xué)生在家上課。   在醫(yī)護領(lǐng)域,配備有攝像頭、麥克風和揚聲器的遠程醫(yī)療機器人能夠讓醫(yī)生與患者『面對面』交流。目前,基本用于中風這類需要及時診斷的疾病。未來,遠程醫(yī)療機器人將還能用于術(shù)后護理、慢性病調(diào)理等領(lǐng)域。此外,研究人員已經(jīng)嘗試將其用于老年人的家庭監(jiān)護。這類機器人能夠顯著降低醫(yī)護成本,為更多人提供良好的醫(yī)療技術(shù)服務(wù)。   娛樂   機器人技術(shù)在娛樂和游戲行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛,如Bot & Dolly公司在電影拍攝行業(yè)的應(yīng)用,Anki Cozmo公司的交互型智能玩具和樂高發(fā)布的可編程機器人等。2016年風靡全球的《Pokemon Go》是增強現(xiàn)實技術(shù)(AR)在商業(yè)領(lǐng)域的首次成功應(yīng)用。作為機器人交互的重要技術(shù),AR進入游戲行業(yè)將促使其發(fā)展進一步加速。   交通運輸   隨著機器人技術(shù)的成熟完善,原本用于專業(yè)環(huán)境的無人運輸系統(tǒng)將有可能用于城市等其他交通環(huán)境中。未來幾十年,人們的出行方式將被徹底改變,如賽格威和豐田開發(fā)的平衡車等新型個人交通工具,完全自主駕駛的機器人也即將面世。2016年,谷歌的無人駕駛汽車行駛里程突破200萬英里,特斯拉發(fā)布了高速自動巡航技術(shù),Uber也開始嘗試用自動駕駛汽車接受出租訂單,美國國家公路和運輸安全管理局(NHTSA)還發(fā)布了促進自主駕駛汽車發(fā)展的指導(dǎo)文件。   此外,研究人員試圖從智能路網(wǎng)的角度,通過增加傳感器、攝像機、自動收費等裝置解決交通問題。一個被稱為“車輛基礎(chǔ)設(shè)施集成(VII)”的公私合營國家計劃正嘗試將智能車與智能路網(wǎng)結(jié)合起來,創(chuàng)建虛擬的交通信息網(wǎng)。   服務(wù)機器人市場規(guī)模   近年來,全球機器人產(chǎn)業(yè)在基礎(chǔ)技術(shù)、市場規(guī)模、企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型方面持續(xù)提升。2018年全球市場規(guī)模達到298.2億美元,2013-2018年平均增長率約為15.1%。   其中,我國服務(wù)機器人的市場規(guī)??焖僭鲩L,成為機器人市場應(yīng)用中頗具亮點的領(lǐng)域。隨著人口老齡化加快以及醫(yī)療、教育需求的持續(xù)旺盛,我國服務(wù)機器人市場存在巨大潛力和發(fā)展空間,2018年我國服務(wù)機器人市場規(guī)模達到18.4億美元。   目前來看,我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)形成了幾大特征。目前國內(nèi)主要機器人產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)域,已結(jié)合各自資源稟賦,在經(jīng)濟發(fā)展水平、工業(yè)基礎(chǔ)、市場成熟度與人才環(huán)境等關(guān)鍵因素影響下,形成錯位發(fā)展的典型特征。   其次,應(yīng)用場景由傳統(tǒng)制造領(lǐng)域向新興領(lǐng)域加快延伸。工業(yè)機器人應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大,已經(jīng)由汽車、電子、食品包裝等傳統(tǒng)領(lǐng)域逐漸向新能源電池、環(huán)保設(shè)備、高端裝備、生活用品、倉儲物流、線路巡查等新興領(lǐng)域加快布局。   不過,近年來國內(nèi)企業(yè)和科研機構(gòu)加大機器人技術(shù)研究與研制方向的人才引進與培養(yǎng)力度,在硬件基礎(chǔ)和技術(shù)水平上取得顯著提升,但現(xiàn)場調(diào)試、維護操作與運行管理等應(yīng)用型人才的培養(yǎng)力度依然有所欠缺,所以,人才培養(yǎng)方面“重研發(fā)、輕應(yīng)用”的現(xiàn)象仍然存在。   按區(qū)域來說,目前長三角地區(qū)在我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展中基礎(chǔ)相對最為雄厚,珠三角、京津冀地區(qū)機器人逐步發(fā)展壯大,東北地區(qū)雖具有一定機器人產(chǎn)業(yè)先發(fā)優(yōu)勢,但近年來產(chǎn)業(yè)整體表現(xiàn)較為有限,中部和西部地區(qū)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)較為薄弱,但已表現(xiàn)出相當?shù)暮蟀l(fā)潛力。   從機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢看,隨著人們對智能生活需求的提升,機器人技術(shù)的發(fā)展可謂一日千里。各種相關(guān)預(yù)測也認為,中國在不久后將成為全球最大的機器人應(yīng)用市場,預(yù)計在2030年產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達到260億美元,至少占到全球1/3。   在眾多應(yīng)用領(lǐng)域中,工業(yè)生產(chǎn)與制造的智能化升級被視為釋放中國龐大生產(chǎn)力的一個重要抓手,這也為中國工業(yè)機器人蓬勃發(fā)展帶來強有力支撐。據(jù)估計,到2023年,中國工業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達到156億美元,逼近全球工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模一半左右。據(jù)華為發(fā)布的《全球產(chǎn)業(yè)展望GIV 2025(Global Industry Vision 2025)》預(yù)測,到2025年,每萬名制造業(yè)員工將與103個機器人共同工作。   在服務(wù)機器人領(lǐng)域,中國市場需求同樣潛力巨大,對此GIV也預(yù)測稱,到2025年智能個人終端助理將覆蓋90%的人口。在特種機器人領(lǐng)域,應(yīng)用場景范圍擴展,市場進入了蓄勢待發(fā)的重要時期。   不過,在快速發(fā)展背后,有些問題也同樣需要注意。首先就是我國機器人技術(shù)演進較快,應(yīng)用場景變化大,但國家標準定制周期較長,通常需要2-3年時間,因此會出現(xiàn)機器人標準制定進程明顯滯后于市場發(fā)展情況。而標準體系不完善,導(dǎo)致機器人研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、集成、服務(wù)等很難形成有序和細化的產(chǎn)業(yè)鏈;從市場需求角度看,現(xiàn)有機器人產(chǎn)品尚不能滿足用戶智能化需求,人機交互、柔順控制、功能仿生、智能感知等關(guān)鍵技術(shù)嚴重制約機器人發(fā)展。   此外,由于關(guān)鍵零部件依賴進口,導(dǎo)致中國機器人企業(yè)處于被動狀態(tài),生產(chǎn)成本難以降低。   從專利申請數(shù)據(jù)角度看,國內(nèi)科研單位、高校和個人的專利數(shù)量在工業(yè)機器人、服務(wù)機器人專利總量中分別占比33.6%、45%,但由于缺乏技術(shù)轉(zhuǎn)化平臺,面臨嚴重的成果轉(zhuǎn)化率低的問題,大量學(xué)術(shù)資源、技術(shù)資源未被充分利用,同時也導(dǎo)致技術(shù)成果與生產(chǎn)應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)需求不匹配,經(jīng)濟價值無形流失。   不過,伴隨機器人開始應(yīng)用于越來越多的實際應(yīng)用場景,機器人制造過程中輕型化、柔性化、智能化趨勢明顯。在行業(yè)人士看來,未來機器人將越來越靈巧、安全,并且可以以更多形式提供服務(wù),大大擴展機器人應(yīng)用范疇。

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