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2020中国服务机器人产业发展研究报告解析

2020-11-12亿欧智库

机器人产业 2020年4期
关键词:医疗机器人服务

在疫情催化之下以及数年的持续高速增长基础上,中国服务机器人产业未来仍将迅速扩张且潜力巨大。认清发展现状,理清发展逻辑,紧跟发展机会,是产业当中所有参与者需努力的方向。本报告基于服务机器人产业链,重点针对服务机器人中上游核心技术模块及下游终端应用两大部分进行纵向分析,以此探究中国服务机器人产业的发展现状,展现服务机器人行业目前所处发展阶段、发展过程中的关键影响因素、未来机遇及挑战,以期为行业参与者及各方关注人士提供可参考资料。

中国服务机器人产业发展概况

服务机器人应用场景复杂多样、具体细分种类繁多。其可应用在零售、物流、医疗、教育、安防等众多行业和场景,实现引导接待、 物流配送、清掃、陪伴教学、安防巡检等多样化、复合型功能。结合大量研究及专家访谈,亿欧智库以应用场景与实现功能为划分标准,研究内容将重点聚焦3大类型下9种功能应用的服务机器人。

服务机器人发展背景

中国服务机器人持续保持良好增长态势,有望成为全球行业领导者。IFR统计数据显示,2019年中国服务机器人市场规模约22亿美元,约占全球25%的市场份额。2015年到2019年间,中国服务机器人的销售额增速持续高于全球服务机器人销售额增速及中国工业机器人销售额增速,保持良好增长态势。

不同于在工业机器人领域中国处于行业追随者位置的境况,在服务机器人领域中国在市场规模、产业链等方面具备全球竞争优势,未来有望引领全球服务机器人行业的发展。

中国服务机器人资本逐渐回归理性,投资数量持续走低,主要投资阶段向中期转移。

2013-2019年中国服务机器人领域投资数据显示,中国服务机器人领域的投资频数及投资金额分别在2017年和2018年达到最高值,2019年的投资频数及金额相较前年均有所回落,但单笔平均投资额仍维持在较高水平。

2019年中国服务机器人投资轮次分布数据显示,2019年资本市场投资重点集中在A/B轮,其中B轮(含Pre B/B+轮)总投资额最高,达19.95亿元。随着时间推移和行业发展,经历过前期狂热的初级投资发展阶段之后,服务机器人领域的资本也逐渐回归理性,在资本市场遇冷的大背景下,初期种子/天使轮投资项目占比较少,可落地或可验证的项目更受青睐。

投资者开始倾向于头部企业,核心技术厂商或应用 场景明确的整机厂商更受青睐。

2019年资本对于服务机器人领域的投资相较于前两年态度更为谨慎,资本开始更加聚焦于头部企业。根据部分2019 年较大融资事件的梳理,资本更青睐拥有明显核心技术优势的公司(如追一科技、硅基智能等)或已验证可落地、应用场景明确的公司(如云迹科技、优地科技等)。

在这种大背景下,赛道上的参与者需抓紧时间建立自身优势,寻找差异化细分领域,尊重市场需求,方能在变化中继续稳定成长。

服务机器人产业五大驱动因素

亿欧智库认为,内在价值、技术创新、社会结构、经济环境及政策体系是共同驱动中国服务机器人产业发展的五大关键影响因素。这些因素的共同作用使得中国服务机器人产业发展初具规模,并且在未来仍然拥有极大的发展潜力和成长空间。

内在价值:能否有效解放生产力、提高效率及提升服务质量是服务机器人产业发展的内在基础。服务机器人的本质在于服务,其内在价值可根据主要作用及需求满足类型分为三大类:解放生产力、提高效率及提升服务质量。价值越高,越易得到市场拓展和快速发展机会,这三大价值是促进服务机器人行业发展的内在基本动力。

技术创新:人工智能技术和机器人制造技术是服务机器人产业颠覆性发展的根本动力。人工智能技术是服务机器人在下一发展阶段获得实质性进展的重要决定因素。近年来学术研究参与度持续上升,目前已在深度学习、感知识别、语义识别等方面取得显著进展。除高校和科研机构外,企业也逐渐积极地投入到基础科研中,各种工具的开发降低了人工智能技术的使用门槛和转换成本。

机器人制造技术是服务机器人的落地基础。材料技术、控制器及传感器技术等的突破发展,能够有效提升机器人的灵敏度和适应复杂环境的能力,提高功能的多样性、使用的便捷性,加速机器人的商业化应用。

社会结构:人口结构、劳动力供给及劳动力成本各项因素是服务机器人产业快速发展的催化剂。国家统计局数据显示,自2012年起中国劳动年龄人口的数量和比重连续7年出现双降,中国人口老龄化趋势明显,劳动力供给不断减少。同时中国就业人员平均工资实际指数近10年来均高于100,表明就业人员平均工资一直处于上升状态,即劳动力成本不断提高。

人口老龄化趋势、劳动力供给不断减少以及劳动力成本的不断提高给社会发展及企业用工等均带来严峻挑战,共同推动机器替代人力及服务人类的需求加速。

经济环境:第三产业占GDP比重提升及消费升级是服务机器人产业高质量发展的重要引擎。国家统计局数据显示,中国第三产业增加值占GDP比重逐年升高,而第三产业内的教育、医疗、餐饮等服务行业的快速发展则有望拉动对于服务机器人的需求量,促进服务机器人行业质量与品类的快速提升。

同时,中国居民人均可支配收入持续不断上升,居民生活质量提高,购买力与消费水平的攀升带来消费观念的变化,消费升级宏观背景下服务机器人市场空间的开拓将更容易实现。

政策体系:注重对产业发展的生态设计及发展规划,创新及应用体系建设是服务机器人产业良性发展的重要保障。2006年至今,中国政府持续出台一系列政策,明确支持服务机器人相关产业发展,注重推动相关研发技术及产业应用的发展。同时 全国各省市也积极配合国家政策的大力推动纷纷发布一系列扶持和引导政策,形成了自上而下的政策支持体系,产生了一系列区域集群效应,有效地推动了行业的快速发展。

服务机器人产业链图

以上中下游逻辑拆分服务机器人产业链,重点研究核心技术模块及终端应用两大部分。

本研究报告聚焦于服务机器人的全产业链,从基础硬件、系统集成及整机制造、终端应用(上、中、下游)这三大环节的发展情况 探究中国服务机器人产业的发展现状,展现服务机器人行业目前所处发展阶段、发展过程中的关键影响因素、未来机遇及挑战等。

研究内容基于产业链展开,将对服务机器人中上游核心技术模块及下游终端应用两大部分进行纵向分析。其中技术模块的内容占比相对较低,报告将对技术模块的发展现状及趋势、主要参与者及技术解决方案等内容进行基本梳理,呈现服务机器人行业技术层面的基本发展情况;而终端应用部分将占据大比例的研究份额,将从应用需求属性、商业模式、行业竞争格局、发展趋势等角度展开,探究服务机器人落地应用的发展现状及趋势。

服务机器人核心技术模块分析

环境感知技术

环境感知是机器人技术体系实现的基础和前提条件,传感器是机器人感知环境及自身状态的窗口。

环境感知技术作为机器人系统不可或缺的一部分,与智能机器人的地图构建、运动控制等功能息息相关。一旦机器人失去感知能力将无法帮助人们完成具体工作任务,因此它是机器人的“感知+运控+交互”技术体系融合发展的基础和前提条件。

机器人的感知功能通常需要通过各类传感器来实现。借助传感器,机器人能够及时感知自身和外部环境的参数变化,为控制和决策系统做出适当响应提供数据参考。具体来看,机器人的环境感知一般需要应用各类传感器来代替人类感觉,如视觉、听觉、触觉等,强抗干扰能力、高精度以及高可靠性是机器人对传感器的最基本要求。

多传感器融合是机器人整合多渠道数据信息并处理复杂情况的重要应用。

传感器技术是影响机器人环境感知技术模块发展进程的核心因素。系统内的单个传感器通常仅能获得环境的信息段或测量对象物的部分信息,而机器人为整合多渠道数据信息并处理复杂情况,需从视觉、触觉、听觉等多维角度配置相应传感器来采集环境信息,因此传感器种类繁杂、成本高但使用率低。

受技术限制,目前市场上的机器人大多服务功能缺乏复合性,感知技术的逻辑性较弱,行业需加强融合型感知技术的应用研究。目前机器人对环境的感知大多通过激光雷达、摄像头、毫米波雷达、超声波传感器、GPS这五类传感器及其之间的组合来实现自主移动功能。

激光雷达是基于光和激光的距离传感器,用于获取精确位置信息,在机器人的感知系统中占据核心位置。

激光雷达是一种用于获取精确位置信息的传感器,可以确定物体的位置、大小等,由发射系统、接收系统及信息处理三部分组成。其优点主要包括分辨率高、抗干扰能力强、不受光线影响以及体积小、质量轻等。相较于其他类型的传感器,激光雷达在精度和探测人体的稳定性方面能力十分突出,因此在机器人的感知系统中占据核心位置。

运动控制技术

运动控制技术是机器人实现稳定运行的保障,定位导航与运动协调控制为两大重点研发方向。

运动控制指机器人为完成各种任务和动作所执行的各种控制手段,既包括各种硬件系统,又包括各种软件系统。控制系统是提高机器人性能的关键因素,主要包含位置控制、速度控制、加速度控制、转矩或力矩控制几种控制类型。

服务机器人的运动控制主要有电机系统和液压系统两种实现方式。对于服务机器人来讲,其在运动控制方面的任务中最重要的两项为:定位导航与运动协调控制。

SLAM (即时定位与地图构建)是机器人运动与交互能力实现的关键,是机器人通过对各种传感器数据进行采集和计算,生成对其自身位置姿态的定位和场景地图信息的系统。SLAM技术对于机器人的运动和交互能力十分关键。

SLAM系统通常包含多种传感器和多种功能模块。按照核心的功能模块区分,目前常见的机器人SLAM系统可分为两种形式:基于激光雷达的SLAM(激光SLAM)和基于视觉的SLAM(V-SLAM)。激光SLAM目前发展比较成熟、应用广泛,未来多传感器融合的SLAM技术将逐渐成为技术趋势,取长补短,更好地实现定位导航。

作为机电一体化元器件的舵机主要用于控制关节运动,国产品牌有望凭价格及渠道优势突破国外垄断。

舵机是步态服务机器人的核心零部件和成本构成,是包含电机、传感器、控制器、减速器等单元的机电一体化元器件。舵机可以驱动和控制服务机器人的关节运动,关节越多,所需舵机数量越多,对舵机力矩的要求也越高。

由于中国在此领域起步较晚,中国市场目前仍然有一大部分市场份额被外资品牌占据,其中的减速器、电机等零件国外已基本形成垄断局面。但随着机器人行业的迅速发展,越来越多机器人企业也开始重视舵机的自主研发。技术在发展过程中实现不断突破,同时国产品牌相较外资品牌具备明显的价格优势和渠道下沉优势,有望未来实现本土化。例如优必选公司开发的舵机,自主改进算法,其价格仅为国外同等参数产品的三分之一。

人机交互技术

人机交互技术是实现人机有效沟通的桥梁,多模态交互是未来发展方向。

人机交互是指借助计算机外接硬件设备,以有效的方式实现人与计算机对话的技术。在人机交互(Human-Computer Interaction)中,人通过输入设备给机器输入相关信号,这些信号包括语音、文本、图像、触控等的一种或多种模态,机器通过输出或显示设备给人提供相关反馈信号。

服务机器人的人机交互,就是使用人机交互技术,通过屏幕、语音、手势视觉、Web后台等一系列的方式来控制机器人按照用户的意图执行任务。一个完善的機器人系统需要友好的交互技术做支撑,功能齐全的人机交互系统能极大地提升机器人使用体验,吸引用户使用。

以语音识别、自然语言处理、语音合成为主要技术构成模块的语音交互技术已发展较为成熟。

基于语音的人机交互是当前人机交互技术中最主要的表现形式之一。它以语音为主要信息载体,使机器具有像人一样的“能听会说、 自然交互、有问必答”的能力,其主要优势在于使用门槛低、信息传递效率高,且能够解放双手双眼。

目前国内的头部技术供应商主要包括科大讯飞、云知声、思必驰、出门问问等。他们均拥有自主核心科技,专注智能语音技术及输出语音识别等应用。其中科大讯飞的语音识别技术能力最强,市场占有率最高。目前行业整体语音识别成功率已达较高水平,但在具体落地时仍然会存在诸如语音交互效果受周围环境影响较大、沟通方式不够人性化等问题,因此仍需在场景应用层面继续改善。

体感交互应具备合理性、简洁性、准确性和即时性特征,未来机器人有望成为高层次体感交互的载体。

体感交互是直接通过对人的姿势的识别来完成人与机器的互动。体感交互主要是通过摄像系统模拟建立三维空间,同时感应出人与设备之间的距离与物体大小。这种交互方式区别于传统鼠标、键盘、多点触摸式交互的交互方式,是由即时动态捕捉、图像识别、 语音识别、VR等技术融合衍生出的交互方式。

交互形式的合理性、交互行为的简洁性、交互意图的准确性以及交互反馈的即时性是发展体感交互技术过程中的四大重要因素。体感交互技术早期以图像识别设备为实现载体,但随着体感交互技术的发展成熟,机器人未来有望成为高层次体感交互的载体。

操作系统技术

企业通常以底层基础操作系统内容为基础,开发适用自身特色的应用系统。

机器人操作系统是用于机器人的一种开源操作系统或次级操作系统,是为机器人标准化设计而构造的软件平台,提供一系列用于获取、建立、编写和运行多机整合的工具及程序。它能够有效地提高机器人研发代码的复用率,简化多种机器人平台之间创建复杂性和鲁棒性机器人行为的任务量。当前全球主流机器人操作系统为Android系统和ROS(Robot Operating System)系统。

中国自研智能机器人操作系统目前还在发展当中,大部分公司都是基于底层主流操作系统的开源架构做进一步开发,使其适合自身个性化应用。机器人操作系统的发展并非一成不变,而是始终处于不断开发与完善之中。未来机器人操作系统的成熟程度不仅受硬件发展程度的制约,同时也需要全球众多优秀开发者参与其中合力促进。

芯片技术

芯片应用在机器人的众多环节,中国有望在人工智能芯片领域实现赶超。

机器人在定位导航、视觉识别、处理传输、规划执行等环节都需要用到不同类型的芯片,因此芯片对于机器人有至关重要的作用。 一般在机器人中,几个支持芯片会将接口集合起来,之后再统一连接到微控制器上。这些支持芯片也能够实现对信号的预处理,从 而降低控制中枢的工作负载量,实现机器人的快速反应。从应用范围看,机器人所应用芯片可分为通用芯片和专用芯片两类。

对于通用芯片和专用芯片的探索研发都具有重要意义。中国的通用芯片技术发展水平与外国相比仍然存在很长的路要走,短期内无法完全扭转落后格局;而在人工智能芯片领域,中国的发展情况目前走在世界前端,有望通过现有技术优势提升国际影响力,成为生态建设中的重要一环。

服务机器人终端应用分析

家用服务机器人

家用服务机器人在中国市场兴起于两大热潮,是率先实现产业化的细分领域。

中国服务机器人细分应用市场数据显示,相较于医疗服务机器人与公共服务机器人,家用服务机器人占据最大的市场份额,是率先实现产业化的细分领域。2014年底,以亚马逊Echo为代表的智能音箱在全球掀起了热潮,这代表着以智能语音技术为代表的AI技术变革兴起;同时期,儿童教育与玩具市场开始进入蓬勃发展时期。在两股热潮的共同推进下,从2015年开始,在中国市场上智能语音技术开始以教育型、娱乐型机器人等产品形态大规模爆发。而以扫地机器人为代表的工具型机器人则因其契合市场需求的特征在早期迅速打开市场并实现大规模量产,目前已成为产业化程度最高的细分品类。

家用服务机器人的分类源于基础价值。

亿欧智库认为机器人的实际底层价值为满足用户需求。在个人/家用领域,主要存在效率提升、教育及娱乐休闲等基本需求,在本研究中将主要关注工具型机器人和教育型机器人这两大类别。目前市面上仍有许多产品功能冗杂、定位不清晰,同时堆叠早教、娱乐、管家等多项功能。因此本研究未将娱乐类、管家类机器人列入研究范围。

目前在家用服务机器人领域的细分品类当中,在工具型机器人领域,扫地机器人、智能音箱等产品已实现规模化量产;在教育娱乐型机器人中,Makeblock、蓝宙科技等STEAM教育机器人公司都处于迅速增长中,教育陪伴类机器人也经历了产品的不断更迭发展。

工具型家用服务机器人发展前景广阔,消费品属性明显。

工具型家用服务机器人消费品属性明显,市场规模及行业发展速度由消费者需求驱动。因此衡量工具型家用服务机器人落地场景是否具备发展空间的主要因素为是否存在刚需、使用频次以及个性化程度。其中扫地机器人近几年发展势头尤为猛烈,这与家用场景下的清洁需求属于刚性需求、需求频次高及个性化程度低的特征密不可分。

而对于具体工具型服务机器人品牌来讲,品牌认知度、核心技术研发与创新能力是其核心竞争力的重要来源。从这两项因素来看,早期进入者容易建立较高的竞争壁垒,新进入者难以在短时间内获得竞争优势。

工具型机器人:扫地机器人市场长期保持高速增长,市场接受度已达高水平。

通常来说,扫地机器人并非严格意义上的机器人,而是在吸尘器基础上进行智能化改造,加入了路径规划、传感器等功能。因此, 很多扫地机器人厂家早期均是做吸尘器或电机起家,扫地机器人也常常归为智慧家居的一部分。

中怡康统计数据显示,中国扫地机器人近年来市场增长速率一直维持较高水平,2012-2018年产品销售额CAGR达到61%。從 全球各国市场角度看,中国目前已成为扫地机器人占吸尘器整体市场比例最高的国家,这表明中国的扫地机器人市场接受程度已达较高水平。但从整体的市场渗透率角度来看,中国还与发达国家存在一定差距,存在较大可扩展空间。

工具型机器人:扫地机器人行业格局逐步稳定,龙头长期占据较高市场份额。

目前扫地机器人品牌众多,科沃斯凭借核心技术及产品能力长期占据中国扫地机器人市场龙头地位。小米、石头、海尔等品牌最近三年异军突起,挤掉了传统厂商福玛特和普桑尼克的领头位置。在全球扫地机器人市场上市占率最大的iRobot在中国市场上依旧占据一定份额,但相较前些年的数据来看,由于中国国内优秀品牌的崛起,iRobot近年来在中国的市场份额受到一定挤压。

历年数据中,中国扫地机器人行业CR3(行业前3家最大企业所占市场份额总和)数据一直维持较高水平,即行业集中度较高。未来行业主要玩家将会越来越集中和固定,新进入者和仍未占据有利市场份额者的生存将会变得更具挑战性。

机器人与教育领域相结合衍生出教育服务机器人与机器人教育两大概念,教育机器人按适用对象与应用场域划分种类繁多。

教育与机器人的结合具有极大的想象和开拓空间,从中衍生出了教育机器人与机器人教育这两大概念。二者的主要区别在于:教育服务机器人具有固定结构,一般不支持用户自行拆装。协助进行教学或学习活动的“机器人教育”和具有教育服务智能的“教育服务机器人”可统称为教育机器人,因此本报告的研究内容即教育机器人同时涵盖教育服务机器人与机器人教育这两部分。

北京师范大学发布的《2019全球教育机器人发展白皮书》依据“适用对象”与“应用场域”两个维度将教育机器人划分为以下12个主要品类,包含主要应用在家庭、学校教室以及专用场景下的教育机器人等。

教育机器人经历了从概念先行到价格营销到回归内容与价值本质的发展阶段变迁。

人工智能技术的发展推动整个教育机器人市场的变革。教育机器人发展初期以技术概念为主要卖点,但技术成熟度不够导致实际产品性能不足;发展中期,市場上产品同质化严重,鱼龙混杂,存在大量低价格战与营销大战;目前及未来阶段,行业正逐步回归教育本质,希望人工智能技术与教育应用真正进行深度结合,创造实际价值。

以教育陪伴机器人与STEAM教育机器人产品为主的教育机器人正在市场利弊的共同影响下持续发展。

从市场发展现状来看,许多类型的产品如课堂机器人助教、机器人“教师”等仍处于概念性发展阶段,产品仍需市场验证。因此本报告研究的教育机器人主要是以智能玩具、儿童娱乐教育同伴、STEAM教具为主要角色的机器人。

根据目前市面上主流教育机器人产品的功能,本研究将主要聚焦以下两大类别:教育陪伴机器人和STEAM教育机器人。这两种类型的机器人主要特征区分明显,但均与人工智能技术的发展密切相关。

教育机器人按应用场域划分的客户类别与商业模式清晰,众多公司采用2B2C的发展路径。

教育机器人的市场可分为TO B和TO C。其中在B端的主要客户为学校和培训机构,主要提供机器人的产品、课程、培训等,由学校老师或机构老师带领学生学习;在C端则是主要针对家庭场景陪伴和方便孩子学习。

由于教育机器人涉及教育内容的专业性等众多因素,因此众多公司均从针对学校及培训机构的产品开始做起,然后再逐渐拓展C端市场。一方面,从B端切入可以让学校或培训机构做背书,帮助企业提高影响力,积累潜在客户;另一方面,扩展C端业务不仅能解决 TO B模式的客单价低且难规模扩张的问题,同时能通过B端引流,降低TO C模式的高获客成本。

整体市场未达爆发式增长阶段,供需两端将共同构建教育机器人发展循环逻辑。

教育机器人市场历经超五年时间的发展之后,目前市场仍未达到爆发式增长阶段。在供应端,目前产品技术成熟度仍未超过用户实际需求水平。在交互、反馈与个性化等方面,教育机器人的智能化程度均不够满足实际需求。在需求端,各路玩家近几年来纷纷通过价格战、技术营销等方式教育市场,目前市场用户对教育机器人的概念认知已经基本建立。但供应端产品发展不成熟,这导致用户对产品功能定位的认知仍然不够清晰,同时对于相关品牌的认知统一度也不高,尚未形成稳定的消费意识与习惯。

因此,教育机器人的发展循环逻辑为:供应端产品的成熟促进需求端认可度和消费意愿的提升,从而促进市场放量,这将进一步促进供应端技术迭代与产品成熟。

医疗服务机器人

医疗机器人在政策、人口结构及医疗需求等因素共同推动下迎来爆发式增长。

随着技术端的医学、工程学、机器人学不断取得突破,新型材料、大数据及人工智能等技术与医疗领域结合日渐紧密,消费群体对医疗服务质量需求不断提升,人们对于高端医疗服务需求不断提升,医疗机器人的行业应用将成为大势所趋。

医疗机器人是基于机器人硬件,将人工智能、大数据等新一代信息技术与医疗诊治手段相结合,在医疗环境下为人类提供必要服务的系统统称。它是人工智能技术在医疗领域应用的重要硬件平台,是未来医疗服务高质量发展的重要推动力。根据应用领域医疗机器人可主要分为四大类:医疗手术机器人、医疗康复机器人、医疗辅助机器人及医疗后勤机器人。

医疗服务机器人市场增速向好,各类型医疗机器人市场呈现差异化发展。

中国医疗机器人市场规模持续增长,应用效果良好,正在不断提升市场渗透率。但从整体发展阶段来看,医疗机器人仍处于初期导入阶段,产品本身的技术水平及医护人员的操作能力都需要继续培育。

目前医疗机器人市场中,医疗康复机器人由于应用范围及政策利好等因素已成为中国市场规模最大的医疗机器人品类;医疗辅助机器人则以技术相对简单的特性,以及社区、养老区等需求增长扩大因素,市场规模迅速扩张;而医疗手术机器人虽然前期经历快速发展,但由于应用成本高昂导致市场普及进度相对缓慢,目前市场占比相对较小;医疗后勤机器人则应用场景较为多样化,技术难度及产品价格相对较低,市场空间还在不断拓展当中。

医疗机器人企业整体处于发展初期,京深沪以其丰富资源聚集了大量优秀企业。

根据亿欧智库盘点的各类型医疗机器人领域主要企业信息,整体来看,多数企业处于发展初期,业内领先公司以非上市公司为主。 成立较早的企业中,许多为工业机器人企业或医疗器械企业,它们在发展过程中将医疗机器人作为新拓展业务,如楚天科技、金山科技;新兴科技创新公司中取得CFDA认证的医疗机器人公司相对更容易得到资本市场的认可,如天智航、安翰医疗。

从企业分布区域可看出,京深沪三地发展优势明显,医疗机器人优秀企业在这些区域呈现明显集聚现象。这主要源于这些地区的医疗设备产业链完备、市场渠道及资源丰富。从产品类型看,各大类别的医疗机器人细分品类丰富,但目前发展成熟的类别相对集中。

医疗手术机器人和康复机器人技术门槛相对较高,医疗辅助机器人和后勤机器人产品应用方向多元化。

现阶段,中国医疗机器人研发团队都面临着自身产业化经验不足、工程化能力薄弱;外部环境中医疗系统采购模式变革、国内精密控制和精密加工能力不强、专利壁垒等问题。除了面临的共同挑战,对于不同类型的医疗机器人,其各自具体发展情况各有不同。整体来看,各类医疗机器人均处于行业发展初期,产品应用随着技术研发水平的提高日益活跃,产品体系日益丰富。

医疗机器人技术门槛较高,产学研结合趋势明显。

除公司外,许多高校、研究所、医院等在医疗机器人研发中也十分活跃。各高校医疗机器人专利数量数据显示,上海交通大学、天津大学、哈尔滨工业大学以及北京航空航天大学等高校的医疗机器人专利数量位居前列,相关积累深厚。

由于医疗机器人是医学、工程学、机器人学领域的结合,因此技术门槛较高。尤其是医疗手术机器人与医疗康复机器人领域,其产学研特征明显,许多公司都是建立在高校科研产业化发展的基础上或者与高校建立長期合作联系。产学研合作能够为行业发展注入持续动力,多层次合作推进高质量发展。

未来市场空间广阔,国内产品具备替代优势,产品在准入机制方面需有效平衡产品的安全性和市场性。

医疗机器人尤其是手术机器人的配置对医院门诊量有较高要求,一般年门诊量超100万以上的医院有能力配置一台或多台手术机器人。全国总诊疗人数及入院人数近年来一直在持续上升,这为医疗机器人的市场需求奠定了基础。目前国内医院应用的医疗机器人大多依靠进口,但高昂费用限制了其临床推广,而国产医疗机器人的本土化研发和生产使其具备高性价比优势。

医疗机器人虽然属于机器人产品,但同时也属于医疗设备产品。医疗设备产品面临严格的准入机制,医疗设备安全认证在国际、国内及国内各地区均有不同的本地化认证体系,因此医疗机器人在中国需要经国家药品监督管理局认证之后才能正常销售推广,这成为影响医疗机器人产业化进程的重要因素。未来行业参与者在加快产品认证、平衡医疗机器人产品安全性与市场性方面仍然任重道远。

未来需连接多种要素,多方共同构建医疗机器人产业化平台。

医疗机器人是同时跨越医学和工学的综合性学科,研发周期长,门槛高。因此需建立一个政、产、学、研、医、资结合的平台,将技术、人才、资本、高校、政府、医院等要素共同连接起来,提高资源间联系的紧密度以及合作深度,合力推动产业发展。同时,未来医疗机器人成熟的产业生态将呈现出企业、投资、产业、媒体及服务等资源的共同融合发展形态,各项内容都是产业生态中的重 要组成部分。

随着全国对于高效、优质临床服务需求的增加以及公众对于医疗机器人认可度的不断提升,医疗机器人的市场将呈现高增量态势。未来医疗机器人将带来一场新的医疗技术革命,因此更多企业将加入到产业化队伍当中,医疗机器人商业化、市场化步伐将不断加快。受益于利好的发展环境,中国医疗机器人正在从跟跑、并跑状态转为领跑状态,未来将逐步成为国际市场的有力竞争者。

公共服务机器人

行业内具备多元化的商业模式,公司在起步阶段先专注于垂直场景已成相对主流的行业共识。

多元化商业模式帮助企业探索更多发展可能性,拓宽发展路径。由于服务机器人产品定价整体处于较高区间且后期维护成本高昂,部分客户由于资金压力或产品认知度不够而不希望直接全额采购机器人产品,则租赁对于此类客户而言是相对合适的模式。代理销售模式通过扩宽产品的销售渠道同时将售后运维等服务外包帮助公司自身降低了远程运维成本。对外提供技术解决方案模式则能够帮助企业更好地打磨自身技术实力,更迭创新。

除多元化商业模式外,长期经验积累总结出的专用型发展路径也能够帮助公司找准自身优势场景,实现快速落地迭代。在发展过程中以点切面则能够帮助公司建立长期竞争优势,实现稳步增长。

参与者选择自身落地场景时需结合自身优势及场景特征综合考量。

从公共服务机器人行业参与者整体分布情况来看,目前各赛道并不拥挤,行业并未进入白热化竞争阶段,其当下的商业化应用困局主要来源于缺乏技术沉淀以及难以寻找到准确的行业刚需。

技术积累、场景积累及稳定供应链是判断公司发展潜力的三大要素,这三大要素涵盖了内外部及供需端影响因素,是判断行业中的公司能否保持长期竞争力的重要依据。而行业参与者在选择自身具体落地的细分领域时,除需紧密结合自身特征及优势外,还应从场景需求真实性、客户付费意愿及产品规模化这三大因素对于落地场景进行考量。

公共服务机器人处于非通用性发展阶段,明确不同类型公共服务机器人价值定位是重要前提基础。

2019年,公共服务机器人销量明显提高。科沃斯商用机器人CEO高倩认为,除资本市场的支持外,更重要的是越来越多公司在自身所专注的细分赛道做得越来越出色,成功构筑了具备自身特色的竞争优势,从而大幅提高了市场认知度和认可度。普渡科技CEO张涛同时提出,技术进步促使产品投资回报周期变短,再加上头部客户的示范作用,这几项因素是促使商用服务机器人放量的关键。

当前公共服务机器人的应用主要集聚在餐厅、酒店、银行、医疗以及部分娱乐场所等。从商业用途和商业价值角度考虑,目前落地规模较大、真正体现应用价值的机器人类型主要有引导接待机器人、末端配送机器人和智能安防机器人,其各自价值定位存在很大差别。

末端配送机器人市场分散,目前主要应用场景集中在餐厅、酒 店、医疗。

按照配送距离分类,配送场景可分为三大类别。本报告将应用在室内配送(10-100米)和室外配送(100-1000米)场景下的配送機器人统称为“末端配送机器人”。末端配送机器人主要应用于餐厅、酒店、写字楼及园区等,应用场景较为分散多样。

在不同的应用场所下,配送机器人包含通用性技术的应用,但依据各自细分场景特征来进行产品的定制化、特色化研究设计占据更大内容。因此,不同场景下的应用落地程度也会受各类因素影响而呈现差异化分布。从行业优秀企业的业务方向可以看出,目前餐厅、酒店等是较具有落地可能性和市场推广价值的场所。而在医院场景下的配送机器人则通过在此次疫情中的大量投放和应用,进一步地提升了市场及群众的认可度,短期内市场有望快速扩张。

智能安防机器人在发展中逐渐丰富应用,但产品同质化严重,仍需继续打磨。

安防机器人是一种半自主、自主或者在人类完全控制下协助人类完成安全防护工作的机器人。中国安防机器人从最初的单纯巡逻类机器人,发展到包含监控类、侦察类、排爆类等多种类型,可应用在工业生产、巡检安保、楼宇监控、反恐应急等多方面。安防机器人的应用场景可主要分为封闭场景和开放环境两大类。

2015年中智科创开发出中国第一台实用性安防巡逻机器人,使安防机器人由概念走向实践。安防机器人至今已发展超过5年,伴随着AI、5G、人脸识别等技术的不断优化升级,如今的智能安防机器人也有了显著进步,可应用于各大公共场所。但目前其在安防行业的应用仍未达到预期目标,机器人热潮之下落地产品大同小异,行业看似繁华实则鱼龙混杂。

服务机器人产业趋势展望

发展趋势

短期:虽然服务机器人产业整体仍然处于发展早期阶段,但市场刚需是持续存在的,同时服务机器人的形态及服务场景是丰富多样的。从目前各公司的发展经验来看,以点切入再逐步将业务扩展成面是较为可靠的发展路径。机器人很难在现阶段实现通用性,针对具体垂直领域需求将业务做深才能真正实现价值。

长期:服务机器人的价值除替代人和协助人完成工作,还可在未来与其他终端设备互联互通,实现数字化。以人工智能、云计算、物联网等为代表的技术将带动服务机器人产业向智能化、创新化、数字化方向迅速迈进。机器人未来有望成为场景数据的入口和连接者,成为实现全场景数字化和云边端协同一体化的重要环节。

机遇及挑战

随着国家战略的推进和产业链的发展,越来越多的组织及个人将参与到服务机器人产业,“政、产、学、研、用、资”多方共建的发展格局将逐步形成,为机器人生态化发展奠定良好基础。服务机器人的产业链将逐渐完善,技术创新成果逐步积累,产业会变得更加规模化、体系化。用户需求的多样化和新技术的日益发展将给服务机器人市场带来重大发展机遇。

除利好因素外,服务机器人在发展过程中将同样面临着众多挑战,包括关键技术的突破、应用的创新与推广、资源的整合与协同等。准确把握市场动向,顺应时代发展方向,坚持不懈攻克核心技术,建立有效的安全和监管机制,才能有利于服务机器人产业的长期发展和突破。

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