教育機器人—良師益友繪藍海

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比爾蓋茨曾預言，機器人的普及將像個人電腦的普及一樣，徹底改變這個時代的生活方式。現今，有那麼一種呆萌可愛的機器人已經或即將走進你的家庭，陪伴你的孩子學習、交流、成長，成為孩子們的最佳小夥伴兒，他就是教育機器人！教育是機器人走進每個家庭的主要途徑，教育機器人成為市場炙手可熱的產品，機器人教育成為學校最受追捧的課程……讓我們帶你一起了解機器人之於教育發展的現今與未來。

教育機器人：寓教於樂，科技促學

教育機器人市場欣欣向榮。作為服務機器人的主力軍，教育機器人以激發學生學習興趣、培養學生綜合能力為目標，逐漸成為市場的寵兒。極客爸爸和奇幻工房聯合發布的《2017全球教育機器人行業研究報告》中指出，2017年全球教育機器人市場規模已達到8.19億美元，預計2018年全球教育機器人市場規模將達到9.82億美元，2021年將有望超出20億美元。2017年中國佔據全球教育機器人市場份額10.8%，2018年中國市場規模預計將增長到7.6億人民幣，增速達24.59%。根據近幾年中國教育機器人市場蓬勃發展的景象，可以預見未來還將持續增長。

數據來源：華夏幸福產業研究院整理

數據來源：華夏幸福產業研究院整理

教育機器人專利申請量逐年提高。2010-2017年，我國教育機器人專利申請數量總體上呈上升趨勢。2013年之前我國教育機器人專利的申請數量增長緩慢，2013年教育機器人行業專利申請數量達到84件，2017年達到551件。教育機器人專利不斷增加，表明該領域技術水平不斷提高，機器人在該領域的研究地位也在穩步提升。

數據來源：SooPAT，華夏幸福產業研究院整理

應用場景多維。教育機器人產品可以應用於家庭、學校、工業及商業等各種場所，從嬰幼兒到老年人幾乎覆蓋了所有年齡段。針對不同年齡段的使用對象，教育機器人的應用場景也不盡相同。現有的應用場景大致可以分為幼兒和兒童的陪伴，中小學學生的課堂教育和遠程學習，較小眾的是專業場所的教育培訓。教育機器人雖然不能完全取代家長和教師，但它毋庸置疑將成為今後教育環節中不可或缺的重要角色。下圖是《2016全球教育機器人發展白皮書》中對40個關注度較高的教育機器人產品進行評測，得到教育機器人在使用對象和應用場景維度中的分布。

圖片來源：《2016全球教育機器人發展白皮書》

教育機器人最重要的市場是幼兒園和小學的兒童。現今，教育機器人集成了課堂學習、趣味百科、唐詩宋詞、藝術教程、兒童歌謠等等，吸引力十足的人機交互形式讓孩子們學習興趣高漲，孩子得到全面和有針對性的教育，個性化培養也從理想逐漸走進現實。可以說，優秀的教育機器人可以在一定程度上輔助家長和教師，滿足孩子的交流需求，讓他們遠離遊戲和網路，真正做到寓教於樂。

政策環境持續助力。國家政策和消費環境正在助力教育機器人的發展。

1、產業政策助力機器人行業發展。2016年底，工信部發布了《中國機器人產業五年發展規劃（2016－2020年）》，目標是經過五年的努力，形成較為完善的機器人產業體系。

2、消費升級奠定機器人市場基礎。隨著我國綜合國力的不斷增長，居民收入水平不斷提高，消費能力也是穩步提升。家庭教育支出超出家庭總收入的1/3以上，為教育機器人行業的快速發展奠定了市場基礎。

3、「全面二孩」政策實施釋放新需求。2016年年末我國全年出生人口1786萬人，比上年增加130多萬，出生率為12.95，創下近15年最高的人口出生率。

AI核心技術引領。隨著人工智慧全面滲入生活各領域，教育也逐漸成為AI的重要應用方向之一。尤其是在語音識別、智能助理等領域的應用，人工智慧技術大幅優化了教育機器人的產品體驗，使之越來越受消費者的青睞。教育機器人通過感測器感受外界環境的物理信息，由集成AI演算法的晶元進行信息處理，並作出決策，控制執行部件反饋信息。當前，教育機器人融入的AI技術，主要包括自然語言處理、AI人機交互、機器人行為決策、深度語義、機器學習和機器視覺等。

圖片來源：華夏幸福產業研究院

以康力優藍教育機器人典型產品優智機器人為例，展示當前教育機器人結合AI技術發展的新模式。優智機器人通過人體感應、激光測距、聲納測距、觸摸感應、激光雷達以及光照感測等感應技術結合AI超算處理器實現機器人多模塊的智能響應。

圖片來源：康力優藍官網，華夏幸福產業研究院

企業眾多，良莠不齊。隨著教育機器人發展持續上升，市場吸引了一大批優秀的科技企業投身教育機器人產業。隨著核心技術門檻的提升，一些實力不足的企業接連被淘汰，優秀的教育機器人產品決定了企業競爭力。當前，國內教育機器人這塊大蛋糕正被一眾企業瓜分，技術不斷更迭，競爭還遠沒有結束。圖中展示的是部分教育機器人企業及產品。

圖片來源：華夏幸福產業研究院

未來技術和市場發展潛力巨大。隨著全球服務機器人的發展壯大，教育機器人產業分工也基本形成。從硬體製造，到人機交互和人工智慧技術融合，到機器人系統集成，到線上線下銷售，到最後的培訓教育機構，產業鏈各環節有序發展。由於人工智慧技術尚處於發展階段，目前市場上的教育機器人仍基本處於弱智能化水平。琳琅滿目的教育機器人市場競爭也正處於白熱化階段，核心技術的率先突破，人工智慧的深度應用，服務運營的合理規範等都將促成教育機器人企業未來的寡頭局勢。

機器人教育：競賽課堂，夢想成真

機器人教育正蓬勃興起。機器人技術融合了機械原理、電子感測器、計算機軟硬體及人工智慧等眾多先進技術，隨著機器人技術的普及，面向學生的機器人教育也成為當前的教育主題之一。通過組裝、搭建、運行機器人，機器人教育激發學生想像力和學習興趣、培養學生認識和解決問題的綜合能力以及團隊協作意識。

國外機器人教育開展較早的是美、英、日等國，機器人課程從高校開始逐漸普及到中小學。我國機器人教育開始於上世紀70-80年代，在本世紀初得到快速發展。2017年，國務院頒布的《新一代人工智慧發展規劃》中明確提出要在中小學設置人工智慧課程，推廣編程教育發展，支持開展人工智慧競賽，鼓勵進行形式多樣的人工智慧科普創作，機器人教育無疑是最重要的內容。在當今的快速發展的科技時代，中國機器人教育已經坐上高速列車賓士前進。

當前，機器人教育的兩種主要形式是課堂教育和競賽教育。

走進課堂，多學科教育。機器人技術綜合了多學科前沿技術，引入機器人教學將給中小學的信息技術課程增添新的活力，成為培養中小學生綜合能力、信息素養的優秀平台。初學者可以了解機器人的發展和應用現狀，理解機器人的概念和工作方式，為進一步學習機器人技術的有關知識打下基礎。深入學習的學生可以了解機器人各個感測器的功能，學習編寫簡單的機器人控制程序，提高學生分析問題和解決問題的能力。

以機器人教育領導者樂高機器人為例，其不僅開發了各式各樣的機器人零部件，以供學生學習相關的電子工程、機械裝配、運動力學、感測器技術，還開發了可自主調試編程的軟體系統，激發學生在計算機技術和通訊技術方面的創造潛能。同時，他們針對不同年齡段的學生設置了專門的教學課程，可以有針對性的培養孩子們的綜合能力。

圖片來源：樂高官網，華夏幸福產業研究院整理

競賽引領，互動挑戰。機器人競賽是機器人在教育中的另一種重要實踐。從上世紀末興起，在十幾年的時間裡，機器人競賽經歷了從無到有、從單一到綜合、從簡單到複雜的過程。通過機器人競賽完成各項任務，學生在搭建機器人和編製程序的過程中培養動手能力、協作能力和創造能力。機器人競賽主題各異，有的是著重解決實際問題並引導孩子們進行科幻想像的，比如送餐、爬樓梯、殘疾輔助等；有的是通過社會主體參與公益活動，在培養孩子創造力的同時塑造正確的社會觀念的，比如模擬救援、參與環保、探索海洋、成為動物之友等。

目前全球每年有100多項機器人類競賽，競賽人群囊括了小學、初中、高中以及大學學生，參與人數也是逐年增長。例如，前不久在北京亦庄舉辦的2018世界機器人大賽吸引了10多個國家和地區的12000多支參賽團隊、50000多位選手前來競技；2017年中國青少年機器人競賽，全國各省區市共有9000多支隊伍、25000多名中小學生參加，參與學校數量達到3700所。通過大賽實踐，學生在基本生活技能、合作溝通、批判思維、項目管理和交流互動等各方面更為成熟，同時進一步拓寬了視野，激發了自身潛能。

圖片來源：華夏幸福產業研究院

教育機構眾多，真假難辨。機器人教育如其它課外輔導課程一樣正被機構化，越來越多的企業從事機器人教育培訓。根據中國機器人教育聯盟發布的數據顯示，2015年全國約有7600家機器人教育機構。除了部分教育機器人企業同時兼具機器人教育的項目開發和機構設置，該領域很多機構沒有實際業務，基本只是品牌宣傳。對此，應該如何規範機器人教育市場，優化課程和服務仍然需要加強關注。圖中展示的是部分機器人教育企業及產品，相比較前面教育機器人企業產品，機器人教育企業的產品更自由靈活，便於組裝和創新設計。

圖片來源：華夏幸福產業研究院整理

機器人教育是投資新契機。國內大城市中小學機器人課程普及率升高，而相對落後的鄉鎮農村則缺乏資金支持。即便國家政策引導，但由於投入力度不足，機器人課程目前在很多地方形式大於內容。目前現有的機器人課堂教育缺乏統一的教材和標準的方法，教師的專業程度也未有審核，導致學生學習並不規範。因此，機器人課堂教育發展首要是有一套適合我國青少年的規範化教學體系。從市場角度來看，中國機器人教育投資比例還不到10%，我國針對少年兒童的16萬家培訓機構中只有不超過3000家從事機器創新教育。隨著機器人產業的發展及機器人教育的普及與重視，未來中國機器人教育是朝陽產業，上升空間巨大，機器人教育項目無疑是新的投資契機。

機器人&教育：前路漫漫，任重道遠

在我國，教育機器人屬於萌芽階段，機器人教育屬於起步階段，機器人對教育的促進作用不可估量。中國教育市場巨大，教育相關的機器人企業眾多，能否渡過早期競爭佔領後期市場，不僅僅依靠機器人企業的競爭策略，必然依靠的是人工智慧和先進位造技術融合的核心競爭力。展望未來，智能化社會漸行漸近，教育機器人及機器人教育必將迎來更好的明天，筆者認為將有如下發展趨勢：

一是基於大數據和互聯網，以及語音識別、機器視覺及深度學習等人工智慧技術發展，教育機器人的智能化水平將不斷提高。教育機器人也將成為人工智慧擴大應用落地的重要場景。基於此，教育機器人將有可能沿著智能音箱曾經的發展道路，成為人工智慧巨頭競相投入的領域，迎來爆發增長。

二是機器人教育頭部企業的競爭將日趨明朗。類似於新東方、好未來這些市值超千億（納斯達克）的K12教育企業的唯我獨尊，基於大數據以及在線服務模式，機器人教育企業的併購、資源整合和全國性布局將加速，頭部企業有望脫穎而出，我們拭目以待。

三是國家政策有望成為產業發展的催化劑。當前，教育機器人產品和企業良莠不齊，這是技術和發展階段所決定的。未來隨著技術和產品的不斷成熟，政府的引導和監管力度必將逐步加強。相關企業應更加註重技術和產品研發的方向和路徑選擇。

文章來源：華夏幸福產業研究院

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Humanoids 2018

由IEEE（國際電子和電氣工程師協會）機器人與自動化學會主辦，北京理工大學等單位承辦的2018年IEEE-RAS仿人機器人國際學術會議（ Humanoids 2018）將於2018年11月6日至9日在北京友誼賓館舉行。大會主席由黃強教授、戴斌教授共同擔任。

現已全面開啟企業贊助和招展通道，強烈推薦機器人、科研儀器等與高校合作有關的企業參展。

聯繫人：堂博士 13810423387（同微信）

IEEE-RAS仿人機器人國際會議是仿人機器人領域最權威、最有影響力的國際學術會議，從2000年開始在全球各國巡迴舉辦，目前已成功舉辦了17屆，會議涉及的信息具有極高的前瞻性和應用價值。2018年IEEE-RAS仿人機器人國際會議首次在中國舉行。

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