全球服务机器人：待掘的金矿

□文/王鹏

王鹏浙商证券研究所主题策略&中小盘团队负责人

随着机器人技术的不断发展，人们对于机器人的目光已经不再局限于工业市场了，现在越来越多的机器人被应用到生产和生活的各个方面。新生代员工就业观念的改变，也使得越来越多的人不愿意再从事那些对服务性意识要求很高的行业，服务机器人也就顺理成章地走上了由构想到现实的道路。当前世界服务机器人市场化程度仍处于起步阶段，但受简单劳动力不足及老龄化等刚性驱动和科技发展促进的影响增长很快。未来几年全球服务机器人市场规模有望保持14%以上的复合增速，增长潜力巨大。

分领域来看，个人/家用服务机器人单价低、需求数量巨大，成为全球服务机器人产业中发展前景最好和增速最快的领域。根据国际机器人联盟（IFR)预计，2014-2017年将有超过3100万台个人/家庭服务机器人被售出，未来几年内将呈现出爆发式增长；专业服务机器人在极端环境和精细操作等某些特殊领域具有不可替代性，未来仍有较大增长空间，预计2014-2017年将有13.45万台专业服务机器人被安装使用，总销售额达到189亿美元，其中国防应用机器人和医疗机器人最具产业化潜力，成为专业服务机器人领域的发展热点。

下一片蓝海

按照国际机器人联盟（IFR)的定义，服务机器人是指从事工业生产以外的一种半自主或全自主工作的机器人。主要包括个人/家用服务机器人和专业服务机器人，其中个人/家用机器人主要包括家务机器人、养老/亲子机器人、教育娱乐机器人和残障辅助机器人等，而专业服务领域应用最广的四大类别为医疗机器人、场地机器人、国防应用机器人和物流机器人等。服务机器人的定位就是服务。从机器人的功能特点上来讲，它与工业机器人的一个本质区别在于，工业机器人的工作环境都是已知的，而服务机器人所面临的工作环境绝大多数都是未知的。

数据显示，目前世界上至少有48个国家在发展机器人，其中25个国家已涉足服务型机器人开发。在日本、北美和欧洲，迄今已有7种类型共计40余款服务型机器人进入实验和半商业化应用。日前，美国正在致力于将为军队伤病员开发的机器人假肢和小型无人侦察直升机等技术转为民用。欧盟最近启动全球最大民用机器人研发项目，到2020年将投入28亿欧元研发用于医疗、护理、家务、农业和运输等领域的机器人。在服务机器人领域，发展处于前列的国家中，西方国家以美国、德国和法国为代表，亚洲则以日本和韩国为代表。

美国是机器人的发源地，美国的机器人技术在国际上一直处于领先地位，其技术全面、先进，适应性十分强，在军用、医疗、家用服务机器人产业都占有绝对的优势，占服务机器人市场约60%的份额。

日本是机器人生产、研发和使用大国，一直以来日本将机器人作为一个战略性产业，在发展技术和资金方面一直给予大力支持。2013财年，日本政府拨款23.9亿日元，帮助24家企业开发和推广护理机器人。日本还计划至2020年，实现工业机器人市场规模翻番，扩大至1.2万亿日元（约合人民币732亿元）,主要增量将集中在服务机器人。护理和医用机器人领域的市场规模也将达到1.2万亿日元，是现在市场规模的20倍。

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，把服务机器人作为国家的一个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。

德国向来以严谨认真著称于世，在服务机器人的研究和应用方面在世界上处于公认的领先地位。其开发的机器人保姆Care-OBot3拥有遍布全身的传感器、立体彩色照相机、激光扫描仪和三维立体摄像头，让它既能识别生活用品也能避免误伤主人。同时，它还具有声控或手势控制等自我学习能力，还能听懂语音命令和看懂手势命令。

法国不仅在机器人拥有量上居于世界前列，而且在机器人应用水平和应用范围上处于世界先进水平。法国政府一开始就比较重视机器人技术，大力支持服务机器人研究计划，并且建立起一个完整的科学技术体系，特别是把重点放在开展机器人的应用研究上。

从目前的发展状况来看，全球服务机器人尚属于机器人领域的新军，市场化程度不高。根据IFR2014年世界服务机器人统计报告，全球服务机器人2013年总销量为402.1万台，总销售额为52.7亿美元，相比工业机器人290亿美元的年销售额仍有不小的差距。其中个人/家用服务机器人销量约为400万台，环比上升28%，总销售额为17亿美元；专业服务机器人2013年总销量为21000台，销售额为35.7亿美元。

图1　全球服务机器人市场规模

图2　全球服务机器人行业构成

图3　2013年全球个人/家用服务机器人销量占比

图4　2013年全球专业服务机器人销量占比

图5　全球个人/家用服务机器人销量预测

图6　全球专业服务机器人销量预测

随着技术进步、人口老龄化趋势和劳动力不足等因素的推动，未来服务机器人产业将进入快速成长期。根据TechNavio的报告，预计2012-2016年全球服务机器人销量复合增速高达19%，到2016年达到607万台；全球服务机器人产业市场规模复合增速为14.3%，到2016年达到82.51亿美元。

个人/家用市场：潜力大、增速快

个人/家用服务机器人单价低、需求数量巨大，已经成为全球服务机器人产业中发展前景最好和增速最快的领域。个人/家用机器人定位为代替人完成家庭日常服务工作，按照应用场景不同可以分为家务机器人、教育娱乐机器人和残障辅助机器人。2013年全球个人/家用机器人实现销量400万台，同比增速为28%，远高于同期工业机器人和专用服务机器人的增长。其中家务机器人和娱乐机器人占据主要市场份额，残障辅助机器人的市场份额相对微小。随着劳动力成本上升、人口老龄化和技术进步，未来个人/家用服务机器人有望逐步进入日常家庭。根据IFR的预计，2014-2017年，将有超过3100万台个人/家用服务机器人被销售，未来几年内将产业呈现出爆发式增长。

家务机器人种类繁多，价格从几百元到几千元不等。主要有吸尘机器人、拖地机器人、除草机器人、泳池清洗机器人以及窗户清洁机器人等。根据IFR统计，2013年清洁器人共销售270万台，实现收入7.99亿美元，同比增长15%。按照IFR预测，2014-2017年，家务机器人预计可销售2390万台，实现收入约65亿美元。

教育娱乐机器人目前以玩具机器人和参加竞技比赛机器人为主，可以提高玩家的创新能力、动手能力，市场定价在千元以上。根据IFR统计显示，2013年娱乐机器人共销售120万台，实现收入9.11亿美元，同比增长12%。按照IFR预测，2014-2017年，教育娱乐机器人预计可销售750万台，实现收入约45亿美元。

残障辅助机器人由于技术复杂（涉及医学、生物力学、机械学、电子学等诸多领域）、成本高，目前市场化的程度并不高，处于示范应用阶段。当前残障辅助机器人覆盖率低但潜力巨大，许多国家正在运作此类项目并计划推广残障辅助机器人的技术和使用率，残障辅助机器人在随后的20年内将迎来爆发性增长。据IFR预测，到2017年，残障辅助机器人有望销售12400台。

图7　家务机器人的主要应用场景

专业服务机器人：产业化初具规模

专业服务机器人大都应用在特定的场景，特别是在极端环境和精细操作等某些特殊领域（军事空间、精细外科、危险作业等），专业服务机器人具有不可替代性。目前较为成熟的代表性产品包括达芬奇外科机器人、挤奶机器人、反恐机器人、军用大型无人直升机、四旋翼搬运、军用无人飞机、四旋翼搬运作业机器人、水下机器人等。

图8　教育娱乐机器人的主要产品

未来专业服务机器人仍有较大增长空间。1998年以来，全球专业服务机器人累计已销售15万台，其中2013年，专业服务机器人总销量为21000台，比2012年增长了4%；2013年总销售额为35.7亿美元，环比略降1.9%。从数量来看，国防应用机器人和场地机器人是销量最多的两大品类，分别占45%和28%；从销售额来看，医疗机器人和场地机器人占比最高，分别达到41%和25%。根据IFR的预测，2014-2017年将有13.45万台专业服务机器人被安装使用，总销售额达到189亿美元。其中国防应用机器人将新增销售54000台，场地机器人中的挤奶机器人销量约达2.82万台，两者占总专业服务机器人销量61%。

国防应用机器人和医疗机器人最具产业化潜力，成为当前专业服务机器人领域的发展热点。目前，军事用机器人正在美德英法意等一些发达国家使用，一些国家正在组建机器人部队，开始执行侦察和监视任务，或替代士兵站岗放哨、排雷除爆。军用无人机市场也在迅速发展，军机市场预测的权威机构蒂尔集团预测未来10年全球无人机研发投入和采购需求将达到940亿美元，这将诞生一个巨大的市场。医疗机器人是平均单位价值最高的机器人，平均每台的价值高达150万元（含零配件和服务）。目前最为成功的医用机器人为直觉外科公司生产的达芬奇机器人，为一款革命性的腹腔手术辅助医用机器人产品。医用机器人未来的前景广阔，主要驱动力包括：1）老龄化背景下，医疗、护理和康复的需求增加；2）医护人力相对缺乏，医用机器人作为新兴医护手段具有巨大的发展潜力。

服务机器人进入日常生活

个人/家用领域：iRobot家居清洁机器人

个人/家用服务机器人相对专业服务机器人的难度更高，对软硬件的技术要求更多更严更智能。目前，家庭清洁机器人是最成熟的智能家用机器人，在机械学、电子技术、传感器技术、计算机技术、控制技术、机器人技术、人工智能等诸多学科迅速发展的背景下，家庭清洁机器人能够较好地实现家庭家务自动、智能清洁。

图10　iRobot公司的产品演变

美国iRobot公司是家用服务机器人的开启者，2002年成功研发吸尘机器人Roomba，成为全球第一台真正意义上的家用服务机器人。iRobot生产的Roomba系列运用了第二代光学抗污感应侦测器（Dirt Detect Series 2），采用光学声波感应来扫荡脏污及残余垃圾，集中执行清扫任务并确保地板的干净整洁。Roomba系列之所以能够成为一款革命性的家用机器人产品，主要原因在于iRobot运用了独家研发的人工智能系统iAdapt技术，让机器人有序实现感知、思考、清扫三部曲，使Roomba机器人能在不同的家具环境中采取不同的清扫行为，以适应全球不同的家居环境。

iRobot公司生产的Roomba系列诞生后，引领了家庭清洁机器人市场迅速发展，以扫地机器人为例，过去三年复合增长率达21.8%。扫地机器人对传统扫地设备的替代率不断提高，2013年占扫地设备市场18.1%。截至目前，许多国家已经涉足并开发出家庭清洁机器人，其中前沿的国家主要有美国、德国、日本、瑞典及韩国等。

表1　家庭清洁机器人技术领先企业

专业服务领域：达芬奇医疗机器人

目前在全球范围内运用最为成功的专业服务机器人之一为达芬奇医疗机器人。达芬奇手术系统是为外科医生手术操作中的直观的控制运动、精细组织操作和三维高清晰度视觉能力而设计的，同时还允许外科医生进行微创手术。该套系统主要由医生的控制台、手术床边的机器手臂和影像系统构成。外科医生坐在控制台上看着手术部位的三度空间影像，然后可以通过遥控机器手臂做出与人手相媲美的各种角度的旋转、弯曲、捏夹等动作，还可避免人手会颤抖的情形，可以让手术更精确、侵害性更小。相对于传统手术，不但可以缩小伤口、减轻疼痛，更可以降低感染及并发症的问题发生，有效缩短病患住院时间。目前，美国FDA已经批准将达芬奇机器人手术系统用于成人和儿童的普通外科、胸外科、泌尿外科、妇产科、头颈外科以及心脏手术。

直觉外科公司（Intuitive Surgical,Inc.）是一家设计、生产及销售达芬奇牌手术系统的医疗器械生产商，是全球领先的微创机器人和腹腔手术辅助医用机器人的领军者。公司2013年营业收入达22.65亿美元，净利润高达6.71亿美元，产品远销北美、南美、欧洲、中东、大洋洲和亚洲，公司名列2013年全球最具创新力百强企业的第8名。

直觉外科公司的达芬奇手术机器人系统，十年间已经演进至第三代。随着各国对医疗机器的需求提高和直觉外科公司在国际市场的营销推进，达芬奇医疗机器人的市场迅速扩大，直觉外科公司在过去的10年里实现高速成长。过去10年间达芬奇医疗机器人使用范围复合增长率为16%，使用频率达52.3万次。截止到2014年第一季度，共有3039台达芬奇医疗机器人已经得到安装使用，其中美国占2116台，欧洲488台，其他地区435台。

杀手级产品：软银Pepper机器人

软银生产的Pepper机器人为一款服务于家庭的消费级社交机器人。从2015年2月起，消费者可从软银日本门店预定由法国机器人公司Aldebaran Robotics研发的约1.4米高的人形服务机器人Pepper，同时今年6月软银将通过Sprint零售店向美国市场销售Pepper，售价仅12098元人民币。与日本传统的产业机器人不同，Pepper则是专注于消费市场的社交机器人产品，旨在推动机器人走进日常家庭。Pepper的市场定位是用于娱乐的家用机器人，可以表达情感，能看护婴幼儿和病患，甚至聚会时给人做伴。用户缴纳一定费用后可以通过各种软件应用，来扩展Pepper的功能，软银会提供Pepper相关应用软件的开发工具。

图11　索尼机器狗AIBO

图12　Pepper构建三合一的生态系统

在Pepper之前，共有两款具有影响力的社交机器人：索尼的AIBO和本田的ASIMO。索尼的AIBO为一款机器狗，1999年推出至今虽总计已经销售超过15万个，但并非严格意义上的社交机器人；ASIMO是一款定位为家庭助手的多功能拟人化机器人，2000年推出后经历了5次较大的版本升级，目前最新版本的ASIMO在运动姿态上已经达到了非常高的水平，但其智能系统（AI）还不足以支持规模商用，不具备向普通家庭用户大规模销售的能力。

与AIBO和ASIMO相比，软银的人形机器人Pepper不仅具有更强的感知、情感和交流能力，在人工智能上更胜一筹；而且通过架构开放给软件开发商，未来将构建“终端-宽带-应用”三合一的综合生态系统，一方面软银商业化应用的盈利模式得以实现；另一方面也降低了机器人终端硬件的销售价格，使得Pepper进入日常家庭具备了条件。Pepper的诞生将推动服务机器人进入家庭，有潜力成为个人/家用机器人领域的一款革命性产品。

我们认为，Pepper等革命性产品的诞生，将推动服务机器人迎来爆发。从汽车、移动终端行业的产业发展历程来看，“杀手级”产品的出现将带动相关市场需求出现爆发式增长：福特T型车的大规模生产开启了现代汽车工业时代、特斯拉Model S引领电动车新潮流、iphone产品的诞生带动移动终端行业快速发展并推动移动互联网市场爆发。Pepper的诞生并开始商业化销售推广或成为全球服务机器人快速发展的一个契机，这是我们看好服务机器人未来产业发展前景的核心逻辑之一。

图13　未来以智能服务机器人为核心终端的智慧生活圈

下一代家庭智能终端

Pepper的诞生为智能服务机器人厂商商业化提供了一个极佳思路，即通过相对便宜的硬件价格迅速切入消费级市场，成为消费者日常生活中使用的电子消费类产品。未来面向大众的服务型机器人将逐渐成为智能终端的一种高级形态，借助移动互联网技术、物联网技术带给人们全新的交互体验。我们认为，随着智能服务机器人进入日常家庭，将推动服务机器人成为继电视机、个人电脑、游戏机、智能手机之后家庭中的第五大类智能终端。

目前正在推广的个人/家用服务机器人产品大多致力于成为家庭智能服务中的移动终端，在人机交互、传感器信息耦合、跨平台通信整合、智能语音云端搜索和控制、远程视频监控等多种智能化技术方面已取得了初步成果。家用智能机器人的发展趋势是成为家庭智能服务中的核心终端，使服务机器人真正成为人们生活和工作中的伴侣。

随着物联网时代的到来，智能服务机器人将成为物联网的一个重要节点，未来有望成为智慧生活中的核心终端。物联网的本质是架起物与物之间的联系，将人与人之间沟通连接扩展到人与物、物与物。物联网技术将会引起现有产业的重构，而智能机器人将借助正是在新一轮发展中极具前景的产业，高性能的机器人可以是物联网控制决策中心，能够对整个物联网系统进行数据处理、控制决策。

我们认为，未来智能服务机器人有望成为基于物联网智能云平台的家庭终端。以智慧住宅为例，智能服务机器人将被定位为智能家庭物联网时代中的核心信息中枢，具有人性化交互、运动化控制和组件化成长的特性。扩展至智慧社区方面，智能机器人可被用在控制我们的智能家居、智慧安防，具有更强的互动体验。

总体来看，未来智能机器人将逐渐渗透至智慧商圈、智慧办公以及智能医疗等各个物联网领域，将与物联网相关的各产业产生更深度的融合，最终形成更高层面的物联网。