解析中国服务机器人产业格局

□文/徐方、邹风山

现今，从机器人行业的兴起到机器人产业的大面积布局，再到机器人全面进入井喷式发展阶段，“机器换人”已经不再是一个新鲜词汇。目前我国正在加快部署实施《中国制造2025》规划，实现制造业“智造”转型升级，机器人被列为重点发展产业。同时，随着人类对服务机器人产品的需求量日益增加，众多企业将目光投向智能服务领域。服务机器人行业展现出巨大的市场需求空间，它将逐渐成为机器人企业最重要的掘金点。如何使机器人快速地融入服务行业将会是各大机器人企业的下一个目标，也将是各个机器人企业长期站稳脚跟的重要保障。

服务机器人作为机器人家族中的年轻成员，倏然成为业内新宠。全球的行业数据预测，服务机器人的增速将远超工业机器人。从目前的服务机器人市场来看，服务机器人产品种类繁多、型号繁琐、产业类型覆盖领域大。据国际机器人产业联盟（International Federation of Robotics, IFR）统计，家用服务机器人2011年销量250万台，同比增长15%，销售额6.36亿美元，同比增长19%。2012-2015年在家用服务机器人领域，家政服务机器人销量将达1100万台，销售额近48亿美元；娱乐机器人销量预计为470万台，销售额达11亿美元；助残机器人销量将达4600台。据研究机构MarketsandMarkets预测，全球服务机器人市场规模年复合增长率约17.4%，到2017年将达到461.8亿美元。虽然更早地布局服务机器人行业有利于更快地占有市场，但是服务机器人产品生命周期短、技术指标高、产品更新换代快等一系列问题也对企业提出了更高的要求。

表1　服务机器人分类

目前，服务机器人炙手可热，不过，服务机器人仍然没有一个严格的定义。国际机器人产业联盟经过几年的搜集整理工作，初步给服务机器人下了一个定义——服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人，它能够完成有益于人类的服务型工作，但不包括从事生产的设备。由于服务机器人的应用领域十分广泛，为了更好地梳理服务机器人类型，IFR按照应用领域划分，将服务机器人分为个人/家用机器人（Personal/Domestic Robots）和专业服务机器人（Professional Service Robots）两大类，详见表1。

国内市场上升空间巨大

服务机器人主要应用于家庭娱乐、送餐服务、安全监控、灾难救援、才艺表演、医疗陪护和娱乐展示等众多领域，拥有着最大的潜在客户群体与市场，因而最有希望形成大规模产业。时至今日，机器人已从第一代示教再现型机器人、第二代感觉机器人，发展到第三代智能机器人，而服务机器人正是第三代机器人的典型代表。

目前，国内外相关研究机构对服务机器人展开了大量、深入的研究，研究内容涉及机械机构、控制算法、电子组件等各个方面，为服务机器人产业的发展提供了理论保障。

随着服务机器人产业化趋势显现，家务机器人、娱乐机器人和陪护机器人研究和应用在一些发达国家得到迅速的发展，相关企业不断涌现。它们包括研制达芬奇机器人的直觉外科公司（Intuitive Surgical）和生产吸尘器机器人的iRobot公司等。目前，在服务机器人领域，发展处于前列的国家主要是日本、韩国、美国和德国。

机器人不仅仅是一项热门技术，也是衡量一个国家科技实力的重要指标。我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中对智能服务机器人给予了明确定义——智能服务机器人是在非结构环境下为人类提供必要服务的多种高技术集成的智能化装备。国内服务机器人虽然起步较晚，但是市场空间大，发展成绩也颇为显著。目前，我国的家用服务机器人主要有吸尘器机器人、教育机器人、娱乐机器人、保安机器人、智能轮椅机器人、智能穿戴机器人、智能玩具机器人。同时，我国还具备一批有能力为服务机器人提供核心控制器、传感器和驱动器功能部件的企业。

上海交通大学研发的机器人可用筷子捞面，而且它的大拇指可小角度地旋转并按下，将蛋糕轻松地抓在手上。端茶倒水、操作键盘、拨打电话亦不在话下。哈尔滨工业大学机器人研究所研制的“智能保安机器人”能在家庭范围内巡视，观察室内环境的变化，发现入侵者，并及时把探测到的信息用无线网络通信的方式通知主人。通过在机器人身体上安装光学监视装置，人类可查看井下巷道被破坏的情况，并利用无线或有线网络传输实时视频通信。“爱乐优家庭亲子机器人”由紫光优蓝机器人股份公司出品，它可以陪幼童玩耍、学习、唱歌等。腾讯公司、中科睿成智能科技有限公司和深圳先进技术研究院联合开发了“小Q机器人”，该机器人可以用于语音聊天、信息查询、互动娱乐。新松公司研制的陪护机器人适用于养老院或社区服务站环境，具有生理信号检测、语音交互、远程医疗、智能聊天、自主避障漫游等功能。昆山穿山甲机器人有限公司研发出“餐饮机器人”，只需一层不干胶便可有轨运行，并可遥控控制其完成180度旋转，还能提前录制语音，遥控输入坐位号，对号送达。海尔推出的扫地机器人“小蜜蜂”具有智能语音导航，也可以预约扫地，同时遇到障碍会旋转方向。中国科学院自动化研究所开发了“智能助老机器人”，该机器人利用RGB-D传感器感知外界环境，通过分析人的肢体语言来理解人的意图或行为，并据此完成相应的任务。苏州哈工智伟机器人科技有限公司研发出一款餐饮智能服务机器人，该机器人可以送餐、传菜、收盘子，还可以和顾客打招呼、问好等语言交流。

日本将机器人作为战略产业给予大力支持，并投入大量资金。2006-2010年，日本每年投入1000万美元用于研发服务机器人。韩国将服务机器人技术列为未来国家发展的十大“发动机”产业，他们已经把服务机器人作为国家新的经济增长点进行重点发展，对机器人技术给予了重点扶持。美国是机器人的发源地，尽管在机器人发展史上走过一条重视理论研究、忽视应用开发研究的曲折道路，但是美国的机器人技术在国际上仍一直处于领先地位，其技术全面、先进、适应性强。目前全世界销售出的9000台军用机器人之中，60%来自美国。而德国经过近十年的努力，其服务机器人的研究和应用水平在世界上亦处于公认的领先地位。

在产品方面，各种各样的服务机器人产品层出不穷。法国Aldebaran Robotics公司研制的小型人形机器人“Nao”，可用手抓拿物体，并可处理影像与声音，利用声纳系统侦测周遭环境。日本SONY公司推出的“AIBO”电子机器宠物，它会像真狗一样做出各种有趣的动作，如摆尾、打滚。它也能理解并分辨对它的称呼和责备。意大利研制的“iCub”机器人作为一个人形机器人，它能自己学习如何使用弓箭射击目标，通过复杂的计算机算法，能够从没有命中目标的失败射击中汲取教训和经验，不断改进，直到一箭命中靶心。日本本田技研工业株式会社研制的仿人机器人“ASIMO”，能走能跑，能上下楼，会开启瓶盖给你倒一杯饮料，也会尝试友好地与陌生人握手。“Roomba”机器人吸尘器由美国iRobot公司研制，iRobot机器人吸尘器拥有三段式清扫，可以自动检测房间的布局，并自动规划打扫路径，吸取房间的灰尘微粒，清扫房间的宠物毛发、瓜子壳和食物残渣等房间垃圾。

图1　仿人机器人ASIMO

图2　iRobot机器人吸尘器

国内龙头企业力争行业先锋

新松公司是以机器人及自动化技术为核心，致力于开发数字化高端装备制造的高技术企业。公司立足自主创新，形成了以独有技术、核心零部件、领先产品及行业系统解决方案为一体的完整产业链。公司正以前沿的创新理念、齐全的产业线以及行业的权威影响，力争在推动产业转型升级中发挥关键作用。

而随着机器人产业的不断进步，机器人领域所涉及的智能移动、人机交互、多传感器、互联网等方面的先进技术也在不断从实验室、工厂融入民生领域。智能扫地机器人、智能服务机器人等民用机器人产品的问世让我们的生活变得多姿多彩，新松智能服务机器人已悄然走进我们的生活。

2005年，新松公司开始涉猎服务机器人领域。2006年，新松公司推出了第一代家用服务机器人“亮亮”和“月月”。在接下来的几年里，新松服务机器人产品不断增加，各种型号的服务机器人产品先后亮相，包括迎宾服务机器人、展示机器人、充当某银行“大堂经理”的“智慧宝贝”服务机器人、送餐机器人等。

智能送餐机器人

送餐智能机器人是新松公司研发的一款专门针对餐厅、咖啡厅等开发的智能服务机器人产品。该服务机器人产品具有智能送餐、自动充电、智能语音、地图建立、路径规划等实用功能，能够代替或者部分代替餐厅服务员繁重重复的送餐工作，为餐厅运营节约人力成本，解放劳动力。不仅如此，该机器人对于提升餐厅的品牌形象和高科技服务体验具有较大应用价值，在人力成本越来越高的今天，该类型机器人具有广阔的市场前景和销售潜力。

图3　某餐厅现场应用新松送餐服务机器人

智能展示机器人

新松展示机器人具有自主运动、信息发布、安全监控、才艺表演等功能，用户可以通过触摸屏、语音、遥控器、远程网络等渠道与机器人进行人机交互。该展示服务机器人可以胜任抓水杯、迎宾导览、信息查询、人机互动、拍摄合影等任务。它可以广泛应用于政府办事大厅、体育场馆、科技展馆、餐厅酒店等公共场所，同时也适用于主题展会、企业展厅等展览环境。

图4　某银行现场应用新松展示服务机器人

智能陪护机器人

陪护机器人可应用于养老院或社区服务站环境，具有生理信号检测、语音交互、远程医疗、智能聊天、自主避障漫游等功能。机器人在养老院环境实现自主导航避障功能，能够通过语音和触屏进行交互。配合相关检测设备，机器人可具备血压、心跳、血氧等生理信号检测与监控功能，可无线连接社区网络并传输到社区医疗中心，紧急情况下可及时报警或通知亲人。机器人具有智能聊天功能，可以辅助老人心理康复。陪护机器人为人口老龄化带来的重大社会问题提供解决方案。

图5　智能陪护机器人

井下探测救援机器人

新松井下探测救援机器人具有履带式行走结构，具有一定越障能力、较高的防水与防爆等级。该机器人具有环境侦察能力，可通过在机器人上安装光学监视装置，查看井下巷道的破坏情况，通过无线或有线网络传输实时视频图像。救援机器人配备了井下有毒气体、压力、温度等检测仪，可对现场危险气体进行检查，以确保救援人员的安全。通过双向语音传送系统，救援人员可及时了解被困人员信息与周围环境，帮助井下人员树立信心，实现互助自救。随着物联网、大数据平台等信息技术的不断完善，新松公司将创新技术不断融入到机器人产品中，以更好地完善智能服务机器人功能。基于多信息技术平台打造的多机器人调度系统、远程控制系统也将于今年问世。多机器人调度系统意在解决多机器人在同一区域内工作时，可能发生的冲突、拥堵等现象，对区域内机器人进行同一协调、调度。它可与餐厅点餐系统结合，打造完全自主的机器人餐厅。

图6　井下探测救援机器人

机器人远程监控系统是高度模块化的监控系统产品，系统能够针对机器人的状态进行监控，采集报警信息，统计机器人运行数据，并进行大数据分析。在此数据基础上我们能够得到机器人的运行数据模型，从而实现对故障进行预判，降低机器人维护成本。新松公司智能服务机器人自推出以来，凭借其技术优势已在国内市场得到广泛认可，现已成为新松公司新的增长点，而不断研发出高新技术机器人产品正是新松公司占领市场先机的关键所在。下一步新松公司将根据市场需求在智能餐厅、公共场所服务等领域开发出更多的新型机器人产品。其中，引领讲解机器人、餐桌清理机器人等产品将成为机器人主题餐厅新的亮点。物品搬运机器人、助理机器人、导购机器人等产品将给我们的生活带来更多的惊喜。

国产服务机器人未来大有可为

随着全球制造业模式的升级，更多的智能产品走进了我们的生活。现如今，智能数码产品、智能家电、智能机器人等产品不断地提升着我们的生活品质。它们从科幻片里走了出来，俨然从遥不可及的“新鲜事物”变成了生活必需品，相信在未来人们的生活必将因为服务机器人发生质的改变。服务机器人产业化方向一直是各大公司企业关注的焦点，一般我们主要把服务机器人产业化分为几个方向：

一是智能服务方向。服务机器人最初的目的是成为新的智能家电，能替人完成某项家务工作，例如扫地、端茶倒水、家庭管家，或者为其他家电提供远程操控、智能化管理平台。

二是教育娱乐方向。教育娱乐是现代生活服务关注的热点，这类机器人产品更易于被儿童和科学院校所接受，其旨在让人们有机会更好地理解和接触机器人。

三是安全健康方向。这里主要指家庭人员财产的安全和家庭成员的健康。随着生活水平的提高、老龄化社会的临近，家庭安全健康越来越受到人们的重视。服务机器人能提供家庭安防监控、健康服务的服务，在不远的将来存在较大市场。

四是信息服务方向。随着移动互联网技术的蓬勃发展，接入移动互联网的家庭服务机器人将成为信息服务的新平台，机器人会成为无所不知的家庭助手。

需要指出的是，以上服务机器人的几个方向是相互协作融合的，目前市面上很多服务机器人同时具备以上一项或多项能力。在可以预见的未来，兼顾智能家居、教育娱乐、家庭安全、信息服务等诸多方面功能，同时为家庭提供全方位家庭服务的机器人必将走入市场。

困难与机会并存

从国内外发展状况来看，服务机器人进入市场的过程非常缓慢，要想在实际生活中有效地利用服务机器人，除了技术之外，还受到其他因素的影响。尽管国外服务机器人技术很先进，但其研究人员以及用户却是相当孤立的群体，缺乏基础设施来为潜在的用户展示其研究成果。

我国从事服务机器人研究的各个单位目前还处于产业发展初期，产品处于研发平台或者样机阶段，重复性工作非常多，尚未形成具备鲜明特色的服务机器人产品。

当下正在进行的服务机器人模块化体系结构的研究正是中国服务机器人产业所需的，它涵盖了多方面内容，主要包括硬件、软件、平台三方面。硬件模块采用基于标准总线结构，统一机械、电气接口标准；软件采用面向对象的编程语言，采用开放式、模块化方法进行机器人控制器的结构设计；该研究构建针对典型应用的机器人仿真平台，促进各单位技术信息的互享。

可以预计，机器人软件市场将成为服务机器人产业最具利润空间的市场，谁能在这个市场上占据先机，谁就有望把握服务机器人产业的方向。目前，机器人的核心传感器价格昂贵，大部分依赖进口。如果能够开发出低成本、低功耗、高性能的传感器设备，有助于推动服务机器人产业的发展，并且为企业自身带来丰厚利润。

为了更好地从多角度解决共性的技术问题，我国正鼓励和扶植企业把大学和研究机构的科技成果产业化，进一步促进和加强产学研的结合，以便从机器人的核心技术、市场接受范围等多角度支持学校和研究机构发展。只要各个单位明确分工、加强合作，便能共同促进我国服务机器人产业的发展，推进中国制造业转型升级。