服務(wù)機(jī)器人的主要應(yīng)用領(lǐng)域

　　服務(wù)機(jī)器人是一類用以輔助人們?nèi)粘９ぷ鳌⑸睢⑿蓍e，以及幫助殘疾人與老年人的機(jī)器人系統(tǒng)。在工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中，機(jī)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(jī)器人與之不同的是，工業(yè)機(jī)器人通常工作在有人的空間或者會(huì)直接同人類協(xié)作工作，服務(wù)機(jī)器人通常從事專業(yè)服務(wù)和個(gè)人服務(wù)兩種工作。

　　專業(yè)服務(wù)機(jī)器人

　　專業(yè)服務(wù)機(jī)器人主要指能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的服務(wù)型機(jī)器人，如用于物流自動(dòng)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(chǎng)規(guī)模正以30%的年增長率迅速擴(kuò)大。國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)（IFR）和德國機(jī)械設(shè)備制造業(yè)聯(lián)合會(huì)（VDMA）的數(shù)據(jù)表明，已有超過172000臺(tái)專業(yè)服務(wù)機(jī)器人用于各行各業(yè)。

　　物流自動(dòng)化

　　伴隨“即時(shí)生產(chǎn)”降低庫存的發(fā)展趨勢(shì)，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(chǔ)機(jī)器人系統(tǒng)與FedEx及UPS的自動(dòng)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(jī)器人發(fā)揮更大作用，就必須賦予機(jī)器人更高的機(jī)動(dòng)性：能夠應(yīng)對(duì)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(chǎng)景。隨著研究的進(jìn)展，高機(jī)動(dòng)性機(jī)器人也正在逐步成為現(xiàn)實(shí)，它們將使整個(gè)物流系統(tǒng)變得更加快速、靈活、廉價(jià)、可控、穩(wěn)定。

　　不少公司已經(jīng)將目光投向物流市場(chǎng)，包括生產(chǎn)酒店運(yùn)輸機(jī)器人的Savyoke，為醫(yī)院制作運(yùn)輸機(jī)器人的Aethon和Vecna，生產(chǎn)超市倉儲(chǔ)機(jī)器人的Bossa Nova，著眼于無人機(jī)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(chǔ)機(jī)器人的Fetch等。物流機(jī)器人市場(chǎng)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(jī)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(hù)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(jī)、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(jī)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(jìn)傳感器和其他機(jī)器人技術(shù)，能夠勝任各種復(fù)雜的地下任務(wù)。這類機(jī)器人可以全天候自動(dòng)判斷故障，在與人類協(xié)同工作的同時(shí)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(jī)正成為巡檢領(lǐng)域的一個(gè)有效機(jī)器人平臺(tái)。未來5年，無人機(jī)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(jī)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(hù)功能;（3）對(duì)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(jì);（6）多機(jī)協(xié)同作業(yè)與避免碰撞。

　　遠(yuǎn)程替身機(jī)器人

　　遠(yuǎn)程替身機(jī)器人是最典型的用于改善人類交流體驗(yàn)的服務(wù)機(jī)器人，是繼視頻會(huì)議之后的又一次通訊變革，讓交流協(xié)作更加高效。遠(yuǎn)程替身機(jī)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(hù)領(lǐng)域，配備有攝像頭、麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器的遠(yuǎn)程醫(yī)療機(jī)器人能夠讓醫(yī)生與患者『面對(duì)面』交流。目前，基本用于中風(fēng)這類需要及時(shí)診斷的疾病。未來，遠(yuǎn)程醫(yī)療機(jī)器人將還能用于術(shù)后護(hù)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(hù)。這類機(jī)器人能夠顯著降低醫(yī)護(hù)成本，為更多人提供良好的醫(yī)療技術(shù)服務(wù)。

　　娛樂

　　機(jī)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(jī)器人等。2016年風(fēng)靡全球的《Pokemon Go》是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AR）在商業(yè)領(lǐng)域的首次成功應(yīng)用。作為機(jī)器人交互的重要技術(shù)，AR進(jìn)入游戲行業(yè)將促使其發(fā)展進(jìn)一步加速。

　　交通運(yùn)輸

　　隨著機(jī)器人技術(shù)的成熟完善，原本用于專業(yè)環(huán)境的無人運(yùn)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(gè)人交通工具，完全自主駕駛的機(jī)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(dòng)巡航技術(shù)，Uber也開始嘗試用自動(dòng)駕駛汽車接受出租訂單，美國國家公路和運(yùn)輸安全管理局（NHTSA）還發(fā)布了促進(jìn)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(jī)、自動(dòng)收費(fèi)等裝置解決交通問題。一個(gè)被稱為“車輛基礎(chǔ)設(shè)施集成（VII）”的公私合營國家計(jì)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(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模

　　近年來，全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在基礎(chǔ)技術(shù)、市場(chǎng)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(chǎng)規(guī)模達(dá)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(jī)器人的市場(chǎng)規(guī)模快速增長，成為機(jī)器人市場(chǎng)應(yīng)用中頗具亮點(diǎn)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(jī)器人市場(chǎng)存在巨大潛力和發(fā)展空間，2018年我國服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到18.4億美元。

　　目前來看，我國機(jī)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(jī)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(jì)發(fā)展水平、工業(yè)基礎(chǔ)、市場(chǎng)成熟度與人才環(huán)境等關(guān)鍵因素影響下，形成錯(cuò)位發(fā)展的典型特征。

　　其次，應(yīng)用場(chǎng)景由傳統(tǒng)制造領(lǐng)域向新興領(lǐng)域加快延伸。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)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(chǔ)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(jī)構(gòu)加大機(jī)器人技術(shù)研究與研制方向的人才引進(jìn)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(chǎng)調(diào)試、維護(hù)操作與運(yùn)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(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展中基礎(chǔ)相對(duì)最為雄厚，珠三角、京津冀地區(qū)機(jī)器人逐步發(fā)展壯大，東北地區(qū)雖具有一定機(jī)器人產(chǎn)業(yè)先發(fā)優(yōu)勢(shì)，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(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)較為薄弱，但已表現(xiàn)出相當(dāng)?shù)暮蟀l(fā)潛力。

　　從機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)看，隨著人們對(duì)智能生活需求的提升，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展可謂一日千里。各種相關(guān)預(yù)測(cè)也認(rèn)為，中國在不久后將成為全球最大的機(jī)器人應(yīng)用市場(chǎng)，預(yù)計(jì)在2030年產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)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(jí)被視為釋放中國龐大生產(chǎn)力的一個(gè)重要抓手，這也為中國工業(yè)機(jī)器人蓬勃發(fā)展帶來強(qiáng)有力支撐。據(jù)估計(jì)，到2023年，中國工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到156億美元，逼近全球工業(yè)機(jī)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(cè)，到2025年，每萬名制造業(yè)員工將與103個(gè)機(jī)器人共同工作。

　　在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域，中國市場(chǎng)需求同樣潛力巨大，對(duì)此GIV也預(yù)測(cè)稱，到2025年智能個(gè)人終端助理將覆蓋90%的人口。在特種機(jī)器人領(lǐng)域，應(yīng)用場(chǎng)景范圍擴(kuò)展，市場(chǎng)進(jìn)入了蓄勢(shì)待發(fā)的重要時(shí)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(jī)器人技術(shù)演進(jìn)較快，應(yīng)用場(chǎng)景變化大，但國家標(biāo)準(zhǔn)定制周期較長，通常需要2-3年時(shí)間，因此會(huì)出現(xiàn)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)制定進(jìn)程明顯滯后于市場(chǎng)發(fā)展情況。而標(biāo)準(zhǔn)體系不完善，導(dǎo)致機(jī)器人研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、集成、服務(wù)等很難形成有序和細(xì)化的產(chǎn)業(yè)鏈；從市場(chǎng)需求角度看，現(xiàn)有機(jī)器人產(chǎn)品尚不能滿足用戶智能化需求，人機(jī)交互、柔順控制、功能仿生、智能感知等關(guān)鍵技術(shù)嚴(yán)重制約機(jī)器人發(fā)展。

　　此外，由于關(guān)鍵零部件依賴進(jìn)口，導(dǎo)致中國機(jī)器人企業(yè)處于被動(dòng)狀態(tài)，生產(chǎn)成本難以降低。

　　從專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)角度看，國內(nèi)科研單位、高校和個(gè)人的專利數(shù)量在工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)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(tái)，面臨嚴(yán)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(shí)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(jì)價(jià)值無形流失。

　　不過，伴隨機(jī)器人開始應(yīng)用于越來越多的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，機(jī)器人制造過程中輕型化、柔性化、智能化趨勢(shì)明顯。在行業(yè)人士看來，未來機(jī)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(kuò)展機(jī)器人應(yīng)用范疇。