服務機器人的主要應用領域

　　服務機器人是一類用以輔助人們日常工作、生活、休閑，以及幫助殘疾人與老年人的機器人系統。在工業機器人系統中，機器人的任務是完成高質量、高一致性的生產任務。服務機器人與之不同的是，工業機器人通常工作在有人的空間或者會直接同人類協作工作，服務機器人通常從事專業服務和個人服務兩種工作。

　　專業服務機器人

　　專業服務機器人主要指能夠產生經濟效益的服務型機器人，如用于物流自動化、基建設施巡檢、醫院送藥、商業草坪清理、娛樂等，其市場規模正以30%的年增長率迅速擴大。國際機器人聯合會（IFR）和德國機械設備制造業聯合會（VDMA）的數據表明，已有超過172000臺專業服務機器人用于各行各業。

　　物流自動化

　　伴隨“即時生產”降低庫存的發展趨勢，低成本、高靈活性的物流系統日益成為供應鏈管理中的重要組成部分，例如著名的亞馬遜Kiva倉儲機器人系統與FedEx及UPS的自動化配送中心。然而，它們只能在量身定制的固定倉庫中使用。若想讓機器人發揮更大作用，就必須賦予機器人更高的機動性：能夠應對樓梯、電梯、房門、不平坦的地面和雜亂環境等人類生活的常見場景。隨著研究的進展，高機動性機器人也正在逐步成為現實，它們將使整個物流系統變得更加快速、靈活、廉價、可控、穩定。

　　不少公司已經將目光投向物流市場，包括生產酒店運輸機器人的Savyoke，為醫院制作運輸機器人的Aethon和Vecna，生產超市倉儲機器人的Bossa Nova，著眼于無人機快遞的Amazon Prime Air和Google Project Wing，提供最后一公里物流快遞的Starship Technologies和生產倉儲機器人的Fetch等。物流機器人市場的指數增長使得該領域成為未來15年最大的投資熱門。

　　基礎設施巡檢

　　機器人技術在橋梁、道路和管網等基礎設施的檢修與保護方面有著巨大的應用前景：如用于檢查橋梁和港口的無人船與無人機、用于監控地下管道與線路的無人車、用于巡檢管道與電網的無人機等，還能為石油和天然氣產業提供監控服務。

　　這類系統借助多種先進傳感器和其他機器人技術，能夠勝任各種復雜的地下任務。這類機器人可以全天候自動判斷故障，在與人類協同工作的同時減少人類的介入，較低成本，提高效率。其應用在未來5年將增長約20%。

　　無人機正成為巡檢領域的一個有效機器人平臺。未來5年，無人機將變得更小、更便宜、更可靠，如大疆和3D Robotics等公司僅售約2000-3000美金。

　　目前，無人機系統存在的主要挑戰包括：（1）操作的安全性與隱私性問題;（2）發生故障后的失效保護功能;（3）對環境變化的適應能力;（4）在飛行過程中處理獲得的大量數據;（5）新型飛行器設計;（6）多機協同作業與避免碰撞。

　　遠程替身機器人

　　遠程替身機器人是最典型的用于改善人類交流體驗的服務機器人，是繼視頻會議之后的又一次通訊變革，讓交流協作更加高效。遠程替身機器人不僅能夠讓員工在外也能身臨其境，如Beam、VGo和Double等公司為企業辦公開發的系統，還能讓無法去學校的學生在家上課。

　　在醫護領域，配備有攝像頭、麥克風和揚聲器的遠程醫療機器人能夠讓醫生與患者『面對面』交流。目前，基本用于中風這類需要及時診斷的疾病。未來，遠程醫療機器人將還能用于術后護理、慢性病調理等領域。此外，研究人員已經嘗試將其用于老年人的家庭監護。這類機器人能夠顯著降低醫護成本，為更多人提供良好的醫療技術服務。

　　娛樂

　　機器人技術在娛樂和游戲行業的應用越來越廣泛，如Bot & Dolly公司在電影拍攝行業的應用，Anki Cozmo公司的交互型智能玩具和樂高發布的可編程機器人等。2016年風靡全球的《Pokemon Go》是增強現實技術（AR）在商業領域的首次成功應用。作為機器人交互的重要技術，AR進入游戲行業將促使其發展進一步加速。

　　交通運輸

　　隨著機器人技術的成熟完善，原本用于專業環境的無人運輸系統將有可能用于城市等其他交通環境中。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的平衡車等新型個人交通工具，完全自主駕駛的機器人也即將面世。2016年，谷歌的無人駕駛汽車行駛里程突破200萬英里，特斯拉發布了高速自動巡航技術，Uber也開始嘗試用自動駕駛汽車接受出租訂單，美國國家公路和運輸安全管理局（NHTSA）還發布了促進自主駕駛汽車發展的指導文件。

　　此外，研究人員試圖從智能路網的角度，通過增加傳感器、攝像機、自動收費等裝置解決交通問題。一個被稱為“車輛基礎設施集成（VII）”的公私合營國家計劃正嘗試將智能車與智能路網結合起來，創建虛擬的交通信息網。

　　服務機器人市場規模

　　近年來，全球機器人產業在基礎技術、市場規模、企業智能化轉型方面持續提升。2018年全球市場規模達到298.2億美元，2013-2018年平均增長率約為15.1%。

　　其中，我國服務機器人的市場規模快速增長，成為機器人市場應用中頗具亮點的領域。隨著人口老齡化加快以及醫療、教育需求的持續旺盛，我國服務機器人市場存在巨大潛力和發展空間，2018年我國服務機器人市場規模達到18.4億美元。

　　目前來看，我國機器人產業發展已經形成了幾大特征。目前國內主要機器人產業集聚區域，已結合各自資源稟賦，在經濟發展水平、工業基礎、市場成熟度與人才環境等關鍵因素影響下，形成錯位發展的典型特征。

　　其次，應用場景由傳統制造領域向新興領域加快延伸。工業機器人應用領域不斷擴大，已經由汽車、電子、食品包裝等傳統領域逐漸向新能源電池、環保設備、高端裝備、生活用品、倉儲物流、線路巡查等新興領域加快布局。

　　不過，近年來國內企業和科研機構加大機器人技術研究與研制方向的人才引進與培養力度，在硬件基礎和技術水平上取得顯著提升，但現場調試、維護操作與運行管理等應用型人才的培養力度依然有所欠缺，所以，人才培養方面“重研發、輕應用”的現象仍然存在。

　　按區域來說，目前長三角地區在我國機器人產業發展中基礎相對最為雄厚，珠三角、京津冀地區機器人逐步發展壯大，東北地區雖具有一定機器人產業先發優勢，但近年來產業整體表現較為有限，中部和西部地區機器人產業發展基礎較為薄弱，但已表現出相當的后發潛力。

　　從機器人產業發展趨勢看，隨著人們對智能生活需求的提升，機器人技術的發展可謂一日千里。各種相關預測也認為，中國在不久后將成為全球最大的機器人應用市場，預計在2030年產業規模將達到260億美元，至少占到全球1/3。

　　在眾多應用領域中，工業生產與制造的智能化升級被視為釋放中國龐大生產力的一個重要抓手，這也為中國工業機器人蓬勃發展帶來強有力支撐。據估計，到2023年，中國工業機器人的產業規模將達到156億美元，逼近全球工業機器人產業規模一半左右。據華為發布的《全球產業展望GIV 2025（Global Industry Vision 2025）》預測，到2025年，每萬名制造業員工將與103個機器人共同工作。

　　在服務機器人領域，中國市場需求同樣潛力巨大，對此GIV也預測稱，到2025年智能個人終端助理將覆蓋90%的人口。在特種機器人領域，應用場景范圍擴展，市場進入了蓄勢待發的重要時期。

　　不過，在快速發展背后，有些問題也同樣需要注意。首先就是我國機器人技術演進較快，應用場景變化大，但國家標準定制周期較長，通常需要2-3年時間，因此會出現機器人標準制定進程明顯滯后于市場發展情況。而標準體系不完善，導致機器人研發、生產、銷售、集成、服務等很難形成有序和細化的產業鏈；從市場需求角度看，現有機器人產品尚不能滿足用戶智能化需求，人機交互、柔順控制、功能仿生、智能感知等關鍵技術嚴重制約機器人發展。

　　此外，由于關鍵零部件依賴進口，導致中國機器人企業處于被動狀態，生產成本難以降低。

　　從專利申請數據角度看，國內科研單位、高校和個人的專利數量在工業機器人、服務機器人專利總量中分別占比33.6%、45%，但由于缺乏技術轉化平臺，面臨嚴重的成果轉化率低的問題，大量學術資源、技術資源未被充分利用，同時也導致技術成果與生產應用、產業需求不匹配，經濟價值無形流失。

　　不過，伴隨機器人開始應用于越來越多的實際應用場景，機器人制造過程中輕型化、柔性化、智能化趨勢明顯。在行業人士看來，未來機器人將越來越靈巧、安全，并且可以以更多形式提供服務，大大擴展機器人應用范疇。