一、机器人的定义

 

机器人是一组自动执行工作的机器装置。在分类上，还有诸多争议，国际机器人协会(IFR)按照机器人的应用场景将其分为工业机器人和服务机器人两类。其中，工业机器人是应用于生产过程与环境的机器人，包括人机协作机器人与工业移动机器人;服务机器人则指除工业机器人之外服务于人类的各种机器人，包括个人/家用服务机器人和专业服务机器人两类。

现阶段，考虑到机器人在高空、水下、自然灾害等特殊环境下的应用现状，我国业内将机器人分为工业机器人、服务机器人和特种机器人三类。其中，服务机器人是机器人家族中最年轻的一员，它应用于日常生活服务场景，在休闲娱乐、商用服务、医疗、农业、教育等多个领域具有广泛应用。

 

二、发展现状分析

 

当前，机器人行业已经进入智能化发展的初级阶段。这一阶段的机器人具有更类似于人的特征。主要表现在三个方面：

(1)多样的感知和交互能力：智能机器人配备有视觉、听觉、触觉等多种感官系统，能够从多个维度获取外部环境信息，并能够独立对这些信息进行加工处理，进一步影响和控制自身行为，与外界进行实时交互。

(2)灵活的独立决策能力：智能机器人大多利用算法进行决策，根据外界环境的不同输入值，可以自动计算并生成相应的决策和指令来控制自己的行为。与自适应机器人相比，智能机器人能够独立应对更加复杂的场景与环境。

(3)一定的自我学习能力：深度学习、强化学习等人工智能技术的应用使智能机器人具备了学习和优化的能力，通过反复地训练、学习，真正地掌握工作技能。

人工智能技术的发展支撑机器人不断实现创新突破，目前服务机器人正在实现从感知智能向认知智能的升级，在深度学习、抗干扰知识识别、听觉视觉语义理解、自然语言理解和情感识别方面取得了长足进步。

日本软银集团(Soft Bank)旗下公司研发的人形机器人Pepper已经具备了语音识别技术，分析表情和声调的情绪识别技术，可通过判断人类的面部表情和语音语调，来做出相应的情感反馈。

随着人工智能技术的进步，智能机器人自主性不断提升，产品类型更加丰富，正在各个领域进行应用与渗透，由个人和家用的扫地机器人、送餐机器人向专业场景化的陪护机器人、教育机器人、康复机器人、手术机器人、引导迎宾的商务机器人和党建机器人等方向不断延伸。

美国直觉外科公司(ISGR)的达芬奇手术机器人是目前全球最成功且应用最广泛的手术机器人，实施手术时主刀医师不与病人直接接触，通过亚娱体育app官网下载视觉系统和动作定标系统操作控制，由机器人及手术器械模拟完成医生的技术动作和手术操作。

 

三、行业宏观分析

 

近年来，随着人工智能的发展热潮，机器人行业又一次进入大众视野，从工业生产到生活消费场景，越来越多的机器人开始代替或辅助人类进行工作。机器人行业迎来了全球范围内的快速增长阶段，无论是机器人种类及应用领域还是企业数量，都有明显的扩张。

(一)机器人具有巨大应用价值，价值引起需求，进而推动行业发展。

(1)解放生产力：工业社会使用机器来提高生产力，将人类从繁重的体力劳动中解放出来。在工业4.0时代，智能制造成为全球制造业发展的核心，机器人行业作为重要的组成部分，对推动传统产业升级、进一步解放人类生产力具有重要意义。

(2)提高生产力：随着中国人口红利的消失，用工成本逐年提高;加之老龄化趋势的愈发明显，中国的经济发展面临着劳动力不足且成本居高等问题。商用服务机器人的广泛应用能够一定程度上缓解我国人口结构失衡带来的诸多社会问题。

(3)满足人们消费升级的需求：年轻一代的消费者对于智能产品的消费需求不断升级。从智能手机到智能穿戴、智能家居、智能车载等，从单纯的工具性应用到情感交流、日常陪护，机器人正逐渐走进人类生活，成为人类工作和生活的一部分。

(二)机器人制造技术的迭代发展和人工智能技术多方创新使机器人的智能化程度大大提升，从而推动商用服务机器人商业化应用的进程。

SLAM、伺服舵机、传感器以及先进复合材料等技术的进步使得机器人具备了比人更加灵敏的感官和运动系统，更加轻便、精密、灵活和安全。从硬件层面来看，一定程度提升了机器人对复杂环境的适应能力，为其落地应用提供了基础。

人工智能交互技术的逐渐成熟至达到商用标准将机器人的智能化程度提高到了前所未有的高度，不仅使机器人具备了基本的语言沟通能力、图像识别能力，甚至赋予了机器人情感交流和强大的逻辑计算能力。机器人开始进入独立思考的智能化发展阶段，开始在很多方面的表现逐渐接近甚至超越人类，从而得以在广泛的场景下帮助人类完成工作。

(三)全球进入了机器人发展的黄金期。中国政府提出加快建设制造强国，加快发展制造业。

2015年5月8日国务院印发了《中国制造2025》，力争通过三个十年的努力，把我国建设成为引领世界制造业发展的制造强国。

2016年，由工信部、国家发改委和财政部共同印发的

《机器人产业发展规划(2016~2020年)》中要求，经过五年的努力，中国要形成较为完善的机器人产业体系。

2017年十九大报告明确指出，加快建设制造强国，加快发展先进制造业。同年12月，工信部发布的《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020 年)》指出，要提升清洁、老年陪护、康复、助残、儿童教育等家庭服务机器人的智能化水平，推动巡检和导览等公共服务机器人以及消防救援机器人等的创新应用，并明确到2020年，智能服务机器人的环境感知、自然交互、自主学习、人机协作等关键技术取得突破，智能家庭服务机器人、智能公共服务机器人实现批量生产及应用等目标。

2019年“智能+”首次出现在政府工作报告中。报告指出，打造工业互联网平台，拓展“智能+”，为制造业转型升级赋能。要围绕推动制造业高质量发展，强化工业基础和技术创新能力，促进先进制造业和现代服务业融合发展，加快建设制造强国。

 

四、市场规模分析

 

当前，全球机器人行业已经进入了飞速发展阶段。据俄罗斯卫星通讯社sputniknews报道，波士顿咨询公司的一份研究报告显示，全球机器人市场规模在2030年将达到1600亿至2600亿美元。同时，据该公司评估，2020年全球机器人市场规模为250亿美元。报告指出，到2030年，专业服务机器人市场规模将达到900亿至1700亿美元，远超400亿至500亿美元的传统工业机器人和协作机器人市场规模。中国作为全球最大的机器人市场之一，在国内政策、技术、市场需求等多重刺激下快速发展。

 

五、产业链分析

 

商用服务机器人产业链复杂，技术是核心，下游应用场景多样。

整体来看，我国商用服务机器人行业的产业链较为成熟，这一方面依赖于我国成熟的电子制造业为机器人行业提供了供应链基础;另一方面，人工智能等新兴机器人交互技术在国内的发展渐趋成熟，受技术商业化需求的驱动，越来越多的企业加入到商用服务机器人行业，成为重要技术和解决方案提供商。

随着产业的精细化发展，行业分工愈发精细，产业链也愈发复杂，商用服务机器人产业大致分为核心硬件供应商、软件或方案集成商、整机厂商以及销售渠道等几个环节。

商用服务机器人的核心硬件包括：伺服系统、减速机、芯片、控制器、各类传感器等负责运动控制、基础计算、环境感知的零部件和电池、电源、存储器等其它通用零部件。

软件或方案集成商为商用服务机器人行业提供相关的软件、算法和技术解决方案，如SLAM与机器视觉、语言交互技术、机器人操作系统与软件应用、云服务等。软件或方案提供商是开发和进一步完善商用服务机器人功能的主要环节，涉及对外界环境的感知、人机交互、决策与实际问题解决等方面。

整机厂商主要指以商用服务机器人设计和制造为主的综合性厂商。从目前来看，整机厂商是推动商用服务机器人商业化的主力，挖掘多样化场景下商用服务机器人的使用价值，推动其走进人类生活。

 

六、关键技术分析

 

(一)芯片用于机器人的基础计算和指令控制，目前仍处于研发早期。

芯片是服务机器人的另一个主要硬件，负责数据计算和指令下达。从应用范围来看，目前，市面可见的机器人芯片可分为通用芯片和专用芯片两类。其中，通用芯片可用于电脑、机器人、智能设备等各种领域，如CPU、GPU、FPGA 等;专用芯片是专为AI计算设计的芯片， 也称人工智能芯片，如寒武纪1号

GPU、FPGA以及ASIC等AI芯片凭借着自身优势，在云端或边缘端均有着优异表现，应用更为广泛。从技术趋势看，短期内GPU仍将是AI芯片的主导，长期看 GPU、FPGA 以及 ASIC三大技术路线将呈现并行态势。类脑芯片是人工智能最终的发展模式，但是离产业化还很遥远。从市场趋势看，全球 AI芯片需求将保持较快增长，预计亚娱体育app官网下载5年市场增速将接近50%;国内虽然芯片技术差距较大，但随着AI应用快速落地，AI芯片需求增长可能更为迅速。

近年来，国内外科技巨头争相在芯片领域布局，包括传统芯片厂商、互联网巨头、智能制造厂商等。从总体竞争格局看，欧美韩日继续领先该市场，且基本垄断中高端云端芯片，国内企业有进步但主要集中在边缘端，云端差距较为明显。虽然目前多数国产芯片研发仍处于较为早期的阶段，但已经迈出了重要的第一步，这为机器人行业的发展做了良好的铺垫。

(二)SLAM解决机器人导航和定位的问题，多传感器融合是行业趋势。

SLAM是即时定位与地图构建，或同步建图与定位。SLAM 解决机器人在实际环境中的定位与运动导航等问题。即将一个机器人放入未知环境中的未知位置，如何让机器人在行进过程中自行绘制出环境的完整地图，并根据实际情况躲避障碍和规划运动路线的问题。现阶段SLAM的传感器主要是激光和摄像头，因此行业内将SLAM分为激光SLAM和视觉SLAM两类。相比而言，当下激光SLAM更加成熟、稳定，是行业应用的主流，视觉SLAM是近年来行业研发的重点，发展较快，但在应用上两者都存在一定不足。从优势互补的角度，行业内已经有部分企业开始尝试多传感器融合的SLAM技术研发，多传感器融合正在逐渐成为行业发展的趋势。

SLAM技术的逐步成熟是服务机器人应用价值提升的基础，随着市场对服务机器人产品的要求不断提高， SLAM技术也需要不断地适应市场环境，不断升级。简单易用、精度高、性能稳定的SLAM是行业发展的目标。

在机器人产业链中，提供SLAM技术的企业主要有两类。一类是专门提供导航定位模块的企业，另一类是开发SLAM自用的机器人整机厂商。整体来看，国内机器人行业SLAM技术还不够成熟，在精度和性能稳定性方面还需要做进一步地提升。

拥有完整SLAM数据库将会极大增强科技公司的竞争力。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，通过赋予机器视觉输入，使机器更加灵敏与准确地理解周遭环境，并应用于机器人、自动驾驶、VR/AR等多种领域。在众多应用领域中，均需要以SLAM数据库为支撑，使技术与场景紧密结合，并不断更新迭代，发挥最大效能。

(三)机器视觉赋予了机器人感知和认识世界的能力，近年发展较快。

机器视觉就是赋予机器“看清”世界，“识别”物体的能力。广义上的机器视觉包括各种非人工途径来感知和识别信息的技术，如：零件检测、质量分拣、光学字符识别、图片识别、人脸识别、亚娱体育app官网下载空间感知等。在服务机器人领域，常用的机器视觉技术可大致分为环境感知、亚娱体育app官网下载空间重建、物体和图像识别等。

(1)环境感知：即利用智能摄像头，结合激光、雷达、红外线等多种传感器采集并处理周围环境和物体信息，包括空间位置、形状轮廓、尺寸大小、颜色亮度等，并将其转换成机器能够存储和计算的数据，来帮助机器人感知世界。

(2)亚娱体育app官网下载空间重建：将采集回来的空间环境和物体数据在计算机内进行处理和运算，构造出机器可以识别的亚娱体育app官网下载模型，供机器读取和利用，“指导”机器人完成分析决策、指令下达和行动规划等工作。

(3)人脸/物体识别：指机器人可以通过人脸/物体特征辨别出个体差异的能力。如迎宾机器人可识别客户的性别、年龄、步态、姿势、衣着特征等基础信息为客户提供个性化的迎宾服务。

机器视觉是一个涉及人工智能、图像处理、信号与传感技术的综合性应用技术。近年来，随着人工智能产业的爆发，机器视觉相关技术得到较快的发展，尤其是人脸/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。

(四)以语言交互为主的机器人交互技术已经广泛使用，整体仍需提升。

语言交互即通过语音识别、语义理解和语音生成等自然语言处理技术使机器人可以听懂人类语言，并进行简单的语言沟通。语言交互技术在近几年发展较快，行业内普遍有所提升。科大讯飞等厂商语音识别准确率已接近98%，这为机器人听懂人类语言提供了基础。此外，利用语义理解、语言合成和个性化的语料库等构建专业问答体系也是人工智能研究的关键领域，近几年以智能客服的形态逐渐开始推广。目前，中国语言交互技术的发展已经进入正轨，但仍有诸多不足。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。

科大讯飞发布了智能人机交互服务新界面AIUI，可以实现在统一接口交互的基础上，通过方言识别、麦克风阵列远场拾音、语音唤醒和多轮对话等技术和各类智能硬件结合，为用户实现不同内容和场景下的交互服务。思必驰把语音相关技术整合成AIOS人机对话操作系统，为硬件合作伙伴提供服务。

(五)服务机器人操作系统各行其道，国产品牌逐渐进入市场。

机器人操作系统是一个管理机器人软硬件资源的整合软件平台，它使得机器人程序设计师可以使用该平台来进行机器人软件开发。目前，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：ROS、 Android、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Windows OS机器人操作系统，主要应用于医疗机器人领域。

(1)ROS是专门为机器人设计的一套开源操作系统，2007年亚娱体育app官网下载大学人工智能实验室与机器人技术公司 Willow Garage针对其个人机器人项目开发了ROS的雏形。经过这几年的发展，ROS从最初的无人问津的小众操作系统，到现在已经成长为国际性主流机器人的操作系统之一。

(2)Android是手机最常用的操作系统，也是机器人主流操作系统之一。目前大多数消费级机器人如软银的 Pepper机器人便是使用的Android系统。由于在智能手机上的广泛使用，Android的市场生态显得更加成熟，因此，有相当一部分机器人厂商采用了Android 系统。

(3)ROSA是优必选科技基于服务机器人开发的一套操作系统，于2018年9月发布，目前ROSA已在优必选科技新一代服务机器人的产品开发中全面使用，包括商用服务机器人Cruzr(克鲁泽)、大型仿人服务机器人 Walker、Alpha系列及之后的机器人产品。ROSA聚焦于服务机器人的实际应用需求，优化了语音操控、机器视觉、电源管理、定位导航、运动控制、情绪表现、环境感知、传感器集成、应用决策、设备互联及资源调度等功能。优必选科技与知乎达成战略合作，在人工智能软件和硬件融合上进行探索及协作共创，探讨如何把全球的知识网络通过机器人连接起来。

(4)Turing OS。 2015年11月，图灵机器人发布了自身人工智能机器人产品的专属操作系统Turing OS。该操作系统依靠其背后运行的思维强化引擎、情感计算引擎以及自主学习引擎，提升机器人的多模态交互能力。并基于对人类思维模式、情感识别与的表达研究，从操作系统层面模仿人类的思维与情感。自主学习引擎使机器人具备了一定的学习水平，设计更加人性化。

整体而言，在商用服务机器人操作系统方面，老牌开源系统占据了主流市场，各厂商根据各自领域的实际需求也投入操作系统的研发中，市场中产品多样。但是产品的分散并不利于整体行业标准的建立，对用户和开发者也带来了诸多不便。亚娱体育app官网下载市场上是否会有标准的操作系统脱颖而出行业内也众说纷纭，商用服务机器人操作系统还有很长的路要走。

 

七、市场应用分析

 

商用服务机器人智能化明显提升，应用落地进程持续加速。随着人工智能技术的不断发展，商用服务机器人已经在深度学习、机器视觉、语义理解、认知推理等方面取得了明显进步，智能化程度明显提升。在技术驱动下，商用服务机器人的产品类型也在逐渐丰富，并进一步向多个应用场景渗透，由市场中率先落地的送餐机器人向党建、政务、零售、物流、医疗、情感陪护等多个方向拓展。例如优必选科技的克鲁泽机器人，即可应用于党建、政务和零售等多个场景。

党建机器人是一种新的品类与探索，是人工智能在党建领域的应用。智慧党建机器人拥有拟人化的机器人形象，丰富的感知系统以及灵活的交互方式，为不同人群提供不同内容与场景的服务，如党建日历、党建课程、党务咨询、入党宣誓、党史介绍、展厅导览讲解、党的精神宣讲等多种功能，并结合党建云平台为党组织发展和系统平台智慧化建设提供助力。

政务机器人作为一个分支，也是近一年来比较热门的应用方向。从形态上来看，政务机器人一般具有人形设计，能够说话，自主移动，躲避障碍等。从应用场景来看，政务机器人的应用场景主要包括政务大厅、医院大厅、银行大厅等，这些政务机器人80%的作用都是作为引导作用，可以简化工作流程、降低人力成本、提高运营效率，帮助服务大厅智能转型。

零售机器人利用其交互服务体系的独特优势，为商业新零售的业绩提升探索了新的解决方案。在传统线下单店运营中，零售机器人能够解决店铺销售人员素质不齐，培养及管理成本和店面运营成本高的问题，突破服务销售的局限。同时，机器人销售形式新颖也在一定程度上娱乐消费者，并为其提供自助消费场景。

物流及仓储机器人高速发展。在传统物流体系中，物流行业属于劳动密集型产业，在运输、仓储和配送等环节均依赖大量的劳动力。随着中国人口红利消失，人力成本大幅提升，促使传统物流业向结构化和智能化方向发展，AGV和无人车技术被应用在智慧仓储和智慧物流之中。京东、美团等电商布局AGV无人车，利用AI+无人车技术解决物流中的“最后一公里”的问题，这将极大改变物流快递及外卖行业的现状。目前，AGV机器人正在以超过40%的年增速迅速发展，物流机器人作为人工智能的重要落地载体，有望迎来高速发展机遇期。

医疗机器人是专用于医疗机构的用于医学检查治疗的机器人，具有高壁垒和高附加值的特征。目前医疗机器人主要用于病患的救援、转运、手术和康复场景。其中，手术机器主要包括腹腔镜、骨科、神经外科等类型，因具有定位准确、动作精细、操作灵巧、手术创口小和避免疲劳等优点，被应用于心脏、胆囊、脊柱等多种疾病的外科手术上。

情感陪护机器人一般具有拟人化属性，可以主动识别家庭成员，发起主动对话，主动图像抓拍与传输，语音互动与情感反馈等，解决老年人和青少年在不同年龄段和不同场景下的情感交流与陪伴诉求。

人形机器人迎来发展机遇。我们所处的世界大部分都是为满足人的需求且依照人的能力来设计和建造的，当人类的部分劳动需要被强化和替代时，在某些场景下需要人形机器人来满足这种能力诉求。随着技术进步，人形机器人的仿人能力得到提升，人形机器人也被市场逐渐认知与接受，在更多领域发挥作用。波士顿动力的人形机器人Atlas已经具备了倒地自行爬起和连续弹跳后的空翻功能，拥有更强的感知系统和决策系统，行动能力越来越逼近于人类。

 

八、行业总结与前景分析

 

(一)产业回归理性，在技术迭代基础上，打磨应用场景以加速落地。

中国商用服务机器人经过一段时间之内的产业狂热后逐渐回归理性，在行业标准化道路上进行探索与重构。市场认知也逐渐清晰，即在当前行业背景下，在技术迭代基础上，企业只有打磨应用场景才能使产品得以加速落地，在新的市场环境中获取有力竞争地位。不同场景化下的落地应用，产业的深耕程度成为衡量商用服务机器人产品价值的标准。

中国机器人行业与国外领先水平相比，发展较晚，核心零部件技术薄弱，很多核心零部件对进口的依赖性较高，因而成本居高不下。但是，近年来随着国内研发投入的提高，机器人厂商在核心技术上陆续出现突破，机器人性能也有明显的提升。商用服务机器人在实际的应用中已经可以协助或独立帮助人类完成一些简单的工作。机器人的运动能力也随伺服舵机的发展越来越强，行动越来越灵活，这使得企业开始关注机器人的更多落地应用方向。

不同于工业机器人，商用服务机器人具有更强的消费属性产业发展的核心逻辑是需求驱动，以用户价值为主导。在落地场景打磨中，能够充分发挥机器人的工具性、娱乐性、教育性价值，切入到较为刚性和高频需求，挖掘市场痛点并给与高效解决方案的企业将拥有行业竞争力。在需求明确的B端市场，因服务行业的跨度大且呈精细化运营的发展趋势，客户的个性化需求愈发增加，所以目前个性化深度定制成为主流。

(二)行业将以满足需求升级、需求替代和需求探索为线索阶梯发展

商用服务机器人兼具消费属性和服务属性，以满足和服务于人类需求为发展根本驱动力。商用服务机器人行业将以满足需求升级、需求替代、需求替代为线索进行阶梯式发展。

从需求角度来看，基本可以把市场需求分为需求升级、需求替代和需求探索三个层次。需求升级是对目前市场中已经存在的智能产品进行更深层次的智能化、自动化和多功能化升级，为产品赋予更高的附加值。需求替代是利用一种新的实现方式来替代原有需求的满足方式，在实际应用中大多为使用机器人来替代人。需求探索是面向亚娱体育app官网下载的某种需求，该种需求尚未被验证，需要逐渐进行探索与印证。

需求升级和需求替代将是首先被落地和验证的方向。首先，此种需求是被印证确实存在的，伪需求的风险大大降低;其次，通过技术迭代和解决方案优化来对现有需求的实现方式进行升级，可以有效提升处理效率，符合生产力发展进步规律;最后，从信息被人类大脑所接收和认知的角度来看，这种需求升级将对已经植入心智中的概念进行延伸与拓展，会在原有认知的基础上进行自然迭代，不会产生大幅度割裂，市场教育和渗透成本较低，更有利于推广。需求探索产品将满足选择性丰富和个性化需求，前期需要大量市场培育，壁垒较高，发展潜力较大。