【智匯工業(yè)編者語】機器人技術興起以來，我們進入了一個全新智能化的時代，我國服務機器人也在各行各業(yè)隨處可見。

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(xù)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年復合年增長率（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(lián)網公司、科技公司等在內的業(yè)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后春筍般涌現(xiàn)，機器人開始在我們的生產和生活中扮演不可或缺的角色。

人工智能、機器學習、自然交互等技術的發(fā)展，推動全球服務機器人產業(yè)快速興起。隨著市場空間的開啟，產業(yè)規(guī)模不斷增大，各領域的企業(yè)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(yè)在政策的指導下和技術、需求的支撐下蓬勃發(fā)展，重點零部件、算法等關鍵技術以及規(guī)范和標準正在成為產業(yè)界突破的重要方向。

銷量穩(wěn)步增長，企業(yè)迅速布局

全球服務機器人銷量穩(wěn)步增長，企業(yè)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(yī)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(guī)模高速增長，國際機器人聯(lián)合會（IFR）的數(shù)據(jù)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(yī)療服務機器人、家用服務機器人和專用服務機器人市場規(guī)模預計分別為16.2億美元、7.8億美元與5億美元，其中醫(yī)療服務機器人市場規(guī)模占比過半。

從企業(yè)布局上看，參與企業(yè)憑借自身優(yōu)勢搶占先機，已基本形成三大陣營。一是典型服務機器人企業(yè)以人工智能技術為依托，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1600萬臺；二是工業(yè)機器人與家居領域傳統(tǒng)企業(yè)利用技術積累或渠道市場等優(yōu)勢進行布局，如安川電機與美的合作，積極推行“智慧家居智能制造”的“雙智”戰(zhàn)略，以開辟“第二跑道”；三是互聯(lián)網巨頭通過收購與合作方式向專業(yè)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(huán)節(jié)中，為亞馬遜每年節(jié)省約9億美元。

基于感知技術的快速發(fā)展，服務機器人以雙足穩(wěn)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(fā)展，通過高性能計算實現(xiàn)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占據(jù)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。

雙足機器人基于陀螺儀與速度傳感器的發(fā)展，在經典零力矩點（ZMP）控制算法上不斷迭代升級，行走穩(wěn)定性不斷提升，其中波士頓動力與日本ASIMO具領先優(yōu)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(xiàn)簡單場景、常規(guī)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(fā)展，復雜場景下的多輪對話將是未來交互性機器人的發(fā)展方向，目前軟銀的Pepper較具代表性。

三大舉措助力產業(yè)騰飛

在推動我國服務機器人產業(yè)發(fā)展上，業(yè)界應從三個方向入手。

一是重點突破核心零部件與算法，實現(xiàn)硬件國產化、自主化。重點突破多線束激光雷達，同時圍繞固態(tài)化、小型化和低成本化等趨勢，加強固態(tài)激光雷達研發(fā)進度。鼓勵企業(yè)探索面向未來發(fā)展的新型傳感器制造技術、集成技術、智能化技術等。著力發(fā)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(fā)展小體積、高速度、大扭力的數(shù)字與模擬舵機技術，盡快縮小國內外差距。基于我國人工智能發(fā)展基礎，加快推進人機交互相關人工智能算法研究與創(chuàng)新。

二是積極培育龍頭企業(yè)，打造知名國際品牌。加快培養(yǎng)發(fā)展機器人自主品牌和企業(yè)，在重點發(fā)展機器人整機企業(yè)的同時，關注零部件和產業(yè)鏈配套環(huán)節(jié)的協(xié)同發(fā)展，打造具有國際競爭力的機器人全產業(yè)鏈。充分發(fā)揮龍頭企業(yè)的帶動作用，以龍頭企業(yè)引領創(chuàng)新，推進特色鮮明、優(yōu)勢突出的機器人產業(yè)集群發(fā)展。創(chuàng)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(yè)緊密結合。

三是加快制定行業(yè)發(fā)展規(guī)劃和標準。加快制定行業(yè)發(fā)展規(guī)劃，明確發(fā)展重點，規(guī)劃產業(yè)布局和發(fā)展步驟，指導服務機器人產業(yè)健康有序發(fā)展，形成以主機企業(yè)、系統(tǒng)集成企業(yè)和零部件及產業(yè)服務企業(yè)協(xié)同發(fā)展的全產業(yè)鏈體系。加強頂層設計，制定行業(yè)標準和關鍵技術標準以及產品標準和相關應用標準。

關鍵零部件與算法亟待突破

國內服務機器人市場已初具規(guī)模，但在技術與產業(yè)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(fā)展迅速。IFR數(shù)據(jù)顯示，2016年國內服務機器人市場規(guī)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%，略高于全球市場年均增速。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(guī)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(yī)院等10多家醫(yī)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，國內廠商多處于產業(yè)鏈下游。進口服務機器人已占據(jù)國內超八成市場，其中日本的智能機器人最多，高達78.36%。由于市場前景良好，國外廠商紛紛在中國設廠，以提高市場占有率，但我國服務機器人生產企業(yè)大部分仍以組裝和代加工為主，處于產業(yè)鏈下游，普遍存在進入時間短、產業(yè)集中度低、技術基礎薄弱、總體規(guī)模小等短板。

服務機器人關鍵零部件與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(tài)化、小型化、低成本和融合化的發(fā)展趨勢為國內廠商提供了新的切入點。在多線束非固態(tài)激光雷達市場被美德日等國家壟斷的情況下，固態(tài)激光雷達以“弱硬件強算法”的研發(fā)思路逐步興起，為國內企業(yè)提供了一個全新的發(fā)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(yōu)勢，如國內企業(yè)SLAMTEC結合激光三角測距技術與高速視覺采集處理機制，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。

相較于工業(yè)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，并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后，但近幾年國內企業(yè)展開自主創(chuàng)新，以低價優(yōu)勢逐步縮小市場占有率差距，如優(yōu)必選公司開發(fā)的舵機內置MCU系統(tǒng)，自主改進算法，其價格僅為國外同等參數(shù)產品的三分之一。

在人機交互方面，國內相關算法和終端企業(yè)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(tài)人機交互技術的逐步發(fā)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(yè)依托相關項目與平臺獲取產業(yè)發(fā)展先機外，國內機器人廠商與算法企業(yè)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(yōu)藍推出U05類人型商用服務機器人，采用科大訊飛語言引擎，實現(xiàn)5米內的360度全向拾音，準確率達到95%。