全球銷量穩步增長 服務機器人產業起跑

機器人技術的興起正在引領我們進入一個全新的時代。市場研究機構IDC預測，中國機器人（含無人機）及相關服務的消費額持續高速增長，到2021年將達到746億美元（約合4720億元人民幣），2017年~2021年複合年增長率（CAGR）將達到31.9%。中國已經成為全球最大的機器人市場，包括互聯網公司、科技公司等在內的業界各方紛紛進入這一市場，在技術和需求的帶動下，相關機器人產品也如雨後春筍般湧現，機器人開始在我們的生產和生活中扮演不可或缺的角色。

人工智慧、機器學習、自然交互等技術的發展，推動全球服務機器人產業快速興起。隨著市場空間的開啟，產業規模不斷增大，各領域的企業紛紛進入這一市場，積極布局。與此同時，我國服務機器人產業在政策的指導下和技術、需求的支撐下蓬勃發展，重點零部件、演算法等關鍵技術以及規範和標準正在成為產業界突破的重要方向。

銷量穩步增長，企業迅速布局

全球服務機器人銷量穩步增長，企業紛紛布局形成三大陣營。從市場體量上看，全球服務機器人市場不斷擴張，醫療服務機器人成為支柱。智能服務機器人應用場景和服務模式不斷豐富，服務機器人市場規模高速增長，國際機器人聯合會（IFR）的數據顯示，2017年全球服務機器人市場預計達29億美元，2020年將快速增長至69億美元，平均增速達27.9%。2017年，全球醫療服務機器人、家用服務機器人和專用服務機器人市場規模預計分別為16.2億美元、7.8億美元與5億美元，其中醫療服務機器人市場規模佔比過半。

從企業布局上看，參與企業憑藉自身優勢搶佔先機，已基本形成三大陣營。一是典型服務機器人企業以人工智慧技術為依託，深耕個人和家庭服務領域，如iRobot的掃地機器人和擦地機器人在25年間已銷往全球65個國家，銷量逾1600萬台；二是工業機器人與家居領域傳統企業利用技術積累或渠道市場等優勢進行布局，如安川電機與美的合作，積極推行「智慧家居+智能製造」的「雙智」戰略，以開闢「第二跑道」；三是互聯網巨頭通過收購與合作方式向專業領域滲透，如亞馬遜收購Kiva Systems公司，其Kiva物流機器人在倉庫分揀環節中，為亞馬遜每年節省約9億美元。

基於感知技術的快速發展，服務機器人以雙足穩定性與交互智能化為主攻方向。在感知技術方面，「激光雷達+SLAM」和「深度攝像頭+SLAM」已成為主流定位導航解決方案，其中SLAM技術逐步向輕量級、小型化方向發展，通過高性能計算實現三維重建、場景理解等功能。在運動控制技術方面，輪式機器人在市場中已佔據主要份額，但受越障能力限制，其通過性局限較大，故針對雙足機器人的探索已成為主要路徑之一。

雙足機器人基於陀螺儀與速度感測器的發展，在經典零力矩點（ZMP）控制演算法上不斷迭代升級，行走穩定性不斷提升，其中波士頓動力與日本ASIMO具領先優勢。在交互技術方面，當前交互性機器人以語音交互為主，可實現簡單場景、常規性問答的單輪對話。但隨著語音識別、語義理解等技術的不斷發展，複雜場景下的多輪對話將是未來交互性機器人的發展方向，目前軟銀的Pepper較具代表性。

三大舉措助力產業騰飛

在推動我國服務機器人產業發展上，業界應從三個方向入手。

一是重點突破核心零部件與演算法，實現硬體國產化、自主化。重點突破多線束激光雷達，同時圍繞固態化、小型化和低成本化等趨勢，加強固態激光雷達研發進度。鼓勵企業探索麵向未來發展的新型感測器製造技術、集成技術、智能化技術等。著力發展單目結構光、雙目視覺和TOF等深度攝像頭技術，重點突破圖像識別、3D重建與實時定位及圖像構建（SLAM）技術。大力發展小體積、高速度、大扭力的數字與模擬舵機技術，儘快縮小國內外差距。基於我國人工智慧發展基礎，加快推進人機交互相關人工智慧演算法研究與創新。

二是積極培育龍頭企業，打造知名國際品牌。加快培養發展機器人自主品牌和企業，在重點發展機器人整機企業的同時，關注零部件和產業鏈配套環節的協同發展，打造具有國際競爭力的機器人全產業鏈。充分發揮龍頭企業的帶動作用，以龍頭企業引領創新，推進特色鮮明、優勢突出的機器人產業集群發展。創新產學研合作模式，大力推進研究院所、大專院校與機器人產業緊密結合。

三是加快制定行業發展規劃和標準。加快制定行業發展規劃，明確發展重點，規劃產業布局和發展步驟，指導服務機器人產業健康有序發展，形成以主機企業、系統集成企業和零部件及產業服務企業協同發展的全產業鏈體系。加強頂層設計，制定行業標準和關鍵技術標準以及產品標準和相關應用標準。

關鍵零部件與演算法亟待突破

國內服務機器人市場已初具規模，但在技術與產業的自主化方面仍有待提升。

一方面，我國服務機器人市場體量巨大且發展迅速。IFR數據顯示，2016年國內服務機器人市場規模達10.3億美元，預計2017年將達到13.2億美元，同比增長約28%，略高於全球市場年均增速。在個人和家庭服務機器人的應用上，我國已展開先行探索，如科沃斯地寶9系機器人具有全屋巡航建圖、「弓」字形規劃清掃等新模式；又如天智航骨科手術機器人已在北京積水潭醫院等10多家醫院投入臨床應用，手術精度可達到0.8毫米，減少術中輻射70%以上，提高手術效率20%以上。

另一方面，在巨大的市場空間，我國智能機器人卻仍以進口為主，國內廠商多處於產業鏈下游。進口服務機器人已佔據國內超八成市場，其中日本的智能機器人最多，高達78.36%。由於市場前景良好，國外廠商紛紛在中國設廠，以提高市場佔有率，但我國服務機器人生產企業大部分仍以組裝和代加工為主，處於產業鏈下游，普遍存在進入時間短、產業集中度低、技術基礎薄弱、總體規模小等短板。

服務機器人關鍵零部件與演算法是國產化突破的重要方向。在感知方面，激光雷達的固態化、小型化、低成本和融合化的發展趨勢為國內廠商提供了新的切入點。在多線束非固態激光雷達市場被美德日等國家壟斷的情況下，固態激光雷達以「弱硬體+強演算法」的研發思路逐步興起，為國內企業提供了一個全新的發展方向，其具有掃描速度快、掃描精度或指向精度高、可控性好、價格較低等優勢，如國內企業SLAMTEC結合激光三角測距技術與高速視覺採集處理機制，推出了售價僅千元的低成本激光雷達。在運動控制方面，小體積、高速度、大扭力的舵機有望成為國產化突破的控制器件。

相較於工業機器人，服務機器人控制精度要求較低，更強調小型化與靈活性，並多以舵機為主要控制模塊，但其中減速器和電機等零件國外已基本形成壟斷局面。我國服務機器人舵機技術雖整體相對落後，但近幾年國內企業展開自主創新，以低價優勢逐步縮小市場佔有率差距，如優必選公司開發的舵機內置MCU系統，自主改進演算法，其價格僅為國外同等參數產品的三分之一。

在人機交互方面，國內相關演算法和終端企業展開積極合作，探索交互智能新方向。隨著語音、視覺圖像和腦電波交互等多模態人機交互技術的逐步發展成熟，服務機器人正逐步由控制智能向交互智能演進，除「BAT」和科大訊飛等龍頭企業依託相關項目與平台獲取產業發展先機外，國內機器人廠商與演算法企業也已展開廣泛合作，提升服務機器人的智能化程度，如康力優藍推出U05類人型商用服務機器人，採用科大訊飛語言引擎，實現5米內的360度全向拾音，準確率達到95%。

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