江苏人形机器人领域关键靶点与发展路径探究
2024-10-17梅志敏胡峰
摘要:人形机器人作为未来颠覆性技术产品,将深刻影响生产生活方式。江苏凭借强大的制造业基础和智能机器人优势,具备发展人形机器人产业的优越条件。然而,在国内各省市冲击下,江苏面临优势不保的挑战。为此,文章探讨了江苏发力人形机器人的技术、产业和市场关键靶点,并基于这3个方面提出基于江苏实际情况的发展路径。研究结果为江苏省人形机器人产业发展提供了战略指导,同时为国内外人形机器人产业的发展提供理论与实践支持。
关键词:人形机器人;关键靶点;发展路径
中图分类号:TP242中图分类号文献标志码:A文献标志码
0引言
人形机器人整合了人工智能、高端制造、新材料等多种先进技术,有望成为继计算机、智能手机和新能源汽车之后的新一代颠覆性产品,显著变革人类的生产生活方式,并重塑全球产业发展格局[1]。据国际机器人协会预测,2021—2030年全球人形机器人市场规模的年复合增长率(CAGR)将高达71%,其中服务、医疗、教育等领域需求增长最为迅速。这一市场的高速增长主要得益于技术的持续突破与人形机器人应用场景的不断扩展,人形机器人在服务行业、医疗辅助、教育培训等多个领域展现出巨大的应用潜力。
江苏在智能机器人、高端软件开发和人工智能技术等领域已形成了完善的产业链和技术生态,此外其强大的制造业基础、先进的工业机器人应用经验和丰富的产业配套资源,也奠定了发展人形机器人产业的天然优势。然而,自2023年10月工信部发布《人形机器人创新发展指导意见》[2]以来,各省市纷纷加速布局,竞争态势愈加激烈,江苏面临着优势不保、不进则退的困境,必须在顶层设计、企业培育、投资部署和核心技术攻关等方面加强部署,才能在全国人形机器人产业发展中保持领先地位。为此,江苏应充分利用其现有优势,积极布局人形机器人产业链,推动核心技术创新和产业链整合,打造新的产业引擎。
本研究旨在系统分析江苏省人形机器人产业发展的关键靶点,包括深入探讨技术研发、产业链整合、市场推广等方面的关键要素。通过识别并聚焦这些关键靶点,提出针对性的策略和措施,以促进江苏在全国人形机器人产业中的竞争力和影响力。本文重点分析江苏在人形机器人领域的发展路径,包括如何在技术创新、产业生态建设和市场拓展等方面形成系统化的布局策略。通过探索适合江苏省情的路径选择,制定出可行性高、实施效果好的发展路线图,为江苏人形机器人产业的长远发展提供科学指导和决策依据,并为国内外学术界和产业界提供有价值的参考,助力全球人形机器人技术进步和产业应用推广。
1江苏人形机器人发展的现状分析
1.1人形机器人产业概况
江苏机器人产业正在迅速发展。数据显示,截至2023年12月,江苏有工业机器人相关企业4.28万家,位居全国第一,已累计有南京埃斯顿自动化股份有限公司、南京熊猫电子装备有限公司、昆山佰奥智能装备股份有限公司等47家工业机器人上市企业。从全产业链布局看,江苏涌现出一批具有自主知识产权的人形机器人产品,包括仿人型机器人、服务型机器人和特种机器人等,集聚绿的谐波、南通振康、盐城金洲机械、苏州天准、征图新视(江苏)等上游核心零部件企业,埃斯顿、无锡黎曼机器人、金石机器人等中游本体制造企业以及快克智能、江苏北人等下游集成应用企业,形成较为完整的机器人产业链。从区域发展布局看,江苏已初步形成以苏州为中心,无锡、常州和南京为支点的机器人集群发展格局,为人形机器人产业发展提供重要支撑。
1.2人形机器人核心技术与产品创新现状
在关键核心技术方面,基础薄弱的上游核心零部件领域相继突破减速器、伺服系统、控制器等难题,如绿的谐波减速器、天准科技视觉检测产品等关键性能指标已达行业前列;南通振康RV减速机的批量生产填补了国内空白;信捷电气、伟创电气掌握了可编程控制器、人机界面、伺服控制系统、变频驱动等核心技术,基本解决了机器人控制的二次开发问题。龙头企业埃斯顿打造“核心部件+本体+机器人集成应用”全产业链,除个别类型芯片和某些型号的减速机,产品均已实现国产化。
在产品创新方面,2023年12月5日,一款名为“夸父”的大尺寸高动态人形机器人在苏州正式发布。该产品由乐聚机器人技术有限公司牵头,苏州钧舵机器人有限公司提供末端执行器技术,依托苏大—乐聚人形机器人协同创新研究院推动科技成果的快速产业化,是业内首款可跳跃、可适应复杂地形行走的开源鸿蒙人形机器人,填补了该领域的国产空白。
1.3人形机器人产业省内布局现状
2023年11月,《江苏省政府关于加快培育发展未来产业的指导意见》明确将类人机器人作为前沿性未来产业谋划部署[3]。各地市纷纷探索布局,如无锡市政府出台《关于加快培育发展未来产业的实施意见》,将人形机器人作为重点拓展的未来产业新方向。无锡滨湖复星人形机器人产业园项目于2024年2月17日正式开工,总投资12.6亿元,旨在打造集高品质厂区、办公科研、生活配套等综合服务功能于一体的“智慧+”工业4.0智能制造产业园,达产后预计年产值约10亿元。苏州大学与乐聚机器人公司携手共建苏大—乐聚人形机器人协同创新研究院,将围绕人形机器人基础部件研发、控制算法开发、机械机构创新、创新应用研究、行为技能数字化等六大方向开展实验研究,助力人形机器人在教育、医疗、服务等场景创新应用,推动人形机器人前沿技术研究和应用创新;南京、徐州等地纷纷面向人形机器人,组织开展未来产业创新任务“揭榜挂帅”工作,推动人形机器人产品突破,加速新技术、新产品落地应用。
2人形机器人发展的关键靶点
2.1技术靶点
人形机器人智能化水平的提升依赖于高级的人工智能技术,尤其是机器学习和深度学习的应用。这些技术使机器人具备自我学习能力,可以通过大量数据的训练提高对复杂任务的理解与执行能力,从而在动态环境中实现自主决策和行为优化。例如,利用自然语言处理技术,人形机器人可以更自然地与人类交流,理解语境和情感,提高服务质量和互动体验。
此外,机器人运动控制与执行机构的研发是人形机器人灵活行动的核心[4]。先进的机电一体化技术,包括高精度的电机控制、精密的传动系统和智能的力反馈机制,使得机器人能够实现流畅的运动和精细的操作。这种技术整合增强了机器人对复杂动作的控制能力,如精准的步态行走、平衡保持,以及复杂工具的操控,从而扩展了其在实际应用中的适用性。
最后,环境感知与人机交互的改进需要先进的传感技术和智能交互系统[5]。高精度的传感器阵列(如视觉、听觉、触觉传感器)能够实时感知环境变化和人体语言,结合数据融合技术提高机器人对周围环境的理解能力。同时,人机交互技术的进步使机器人能够通过语音、手势、表情等多种方式与人类沟通,形成更自然、直观的互动体验,提高机器人的服务效能和用户接受度。
2.2产业靶点
核心部件和系统集成的产业链整合是人形机器人产业发展的关键。有效的整合涵盖从关键传感器、执行器到高级计算平台和控制系统的研发与制造,这不仅能确保机器人核心技术的自主可控,还能加速创新和降低成本。通过垂直整合,企业能够协调各环节的技术标准和产品规格,减少技术壁垒和时间成本,推动整机系统的稳定性和市场竞争力的提升[6]。
关键零部件和材料的本地化是提升供应链效率和抗风险能力的重要手段。人形机器人的关键零部件,如高性能电机、先进传感器、高强度材料的生产如果依赖进口,将导致供应链不稳定和成本上升。本地化生产可以缩短供应周期、降低成本,并增强对市场需求变化的快速响应能力,有助于建立一个更具弹性的供应链体系,从而促进人形机器人产业的可持续发展。
行业标准和技术规范的制定是促进人形机器人产业规模化和规范化的基础。统一的技术标准和认证体系能够规范企业生产流程,提高产品的兼容性和互操作性,避免重复开发和资源浪费。同时,标准化有助于提升产品质量和安全性,为市场准入和监管提供明确依据,推动人形机器人产业的健康发展和国际竞争力的提升。
2.3市场靶点
深入了解目标市场的用户需求是人形机器人开发的关键步骤。通过多层次的市场调研、焦点小组讨论和用户访谈,可以获得用户对机器人功能、外观设计和互动方式的具体期望。这种需求挖掘不仅包括现有用户对当前产品的反馈,还要探索潜在用户的潜在需求和痛点,从而指导产品设计和功能优化。通过持续的用户调研,能够不断调整产品定位和技术路线,使得人形机器人更加贴近用户的实际需求,提升用户体验和满意度。
提升市场接受度是确保人形机器人成功进入市场的核心任务之一。通过系统的市场调研和用户反馈分析,可以找出影响用户接受度的关键因素,如价格、性能、使用便利性以及社会伦理等方面的问题。通过针对性地改进产品的设计和功能,如提高易用性、增强与用户的情感交互能力以及降低制造成本,能够逐步打破用户的心理障碍,增加他们对新技术的信任感。此外,还应加强用户教育,帮助他们理解和熟悉机器人技术的优势,进一步提升市场接受度。
制定有效的市场推广和品牌建设策略是扩大人形机器人市场覆盖率和影响力的必由之路。在推广过程中,应根据市场调研数据,识别出目标受众并选择最能触达他们的推广渠道和策略,包括线上广告、社交媒体营销、线下展示活动等。同时,构建品牌形象和故事,让品牌与用户产生情感共鸣,通过成功案例和用户口碑塑造积极的品牌认知。此外,还需制定长期的品牌建设计划,确保品牌能够在市场中持续保持竞争力和影响力,最终形成稳定的市场份额。
3江苏人形机器人发展的路径选择
3.1技术路径
在技术路径方面包括核心技术研发和技术协作创新两种方式:核心技术研发主要是面对基础研究和关键技术的突破;技术协作创新主要是指政府与社会、高校和科研机构的科技合作创新。
3.1.1核心技术研发
江苏在人形机器人发展中可选择通过深入的基础研究和关键技术突破来奠定技术基础。这包括投资于机器人感知与智能控制系统的研究,例如开发先进的视觉识别技术和多模态感知融合算法,以提高机器人对复杂环境的感知能力和决策能力。同时,通过优化机械结构与执行器设计,提升机器人的运动稳定性和精确度,支持各种应用场景下的操作需求。这种基础研究的深入探索将为江苏人形机器人在技术创新和市场竞争中赢得先机。
3.1.2技术协作创新
积极推动与社会、高校和科研机构的紧密合作,实现技术的协同创新。通过建立产学研深度合作的机制,促进人才培养,共享科研资源和技术成果转化,加速人形机器人领域关键技术的商业化应用。高校在算法优化、人机交互和机器人伦理等方面具有深厚的研究积累,科研机构则在传感器技术、控制系统优化等领域具备专业优势,合作创新可以有效弥补产业在特定技术领域的短板,推动江苏人形机器人产业向高端技术链条迈进。这种合作不仅能够加速技术成果的转化和市场应用,还能够推动地方经济发展,提升江苏在人形机器人领域的国际竞争力和影响力。
3.2产业路径
在产业路径方面,包括企业孵化成长与产业生态建设两种方式:企业孵化成长主要是支持初创企业的发展;产业生态指在特定产业空间内,由经济活动主体、各类生产要素和经济运行规则共同构成的综合系统,产业生态建设主要是培育上下游的产业链。
3.2.1企业孵化成长
通过支持初创企业的发展,培育更多具有创新能力和市场潜力的企业。政府可以设立专门的人形机器人创新孵化器,提供资金支持、技术指导和市场资源,帮助初创企业从概念验证到产品开发再到市场推广的全过程。此外,还应加强与高校和科研院所的合作,吸引优秀人才和技术团队参与创业,推动人形机器人产业从零散的技术研发向成熟的产业化阶段转变。通过这些举措,江苏可以有效促进人形机器人产业的快速成长和整体竞争力的提升。
3.2.2产业生态建设
通过积极的产业生态建设,培育完整的上下游产业链,推动人形机器人产业的全面发展。在上游,建立健全的供应链体系,支持关键部件和材料的本地化生产,以降低成本并增强供应稳定性;在中游,促进机器人核心技术的研发与创新,如智能控制系统、多模态感知算法等的优化,提高产品技术含量和市场竞争力;在下游,建立与各行业需求对接的应用平台,推动人形机器人在服务机器人、医疗辅助、教育培训等领域的广泛应用,拓展市场空间。
3.3市场路径
在市场路径方面,主要包括市场推广与应用示范以及国际市场开拓两种方式:市场推广与应用示范的核心在于通过开展试点示范项目来验证和推广新技术、新产品及新应用场景;国际市场开拓的主要目标是通过积极开拓国外市场,提升企业在全球范围内的竞争力。
3.3.1市场推广与应用示范
通过开展试点示范项目,加速人形机器人在各领域的应用落地。建立示范项目包括但不限于服务机器人在餐饮、医疗辅助机器人在医院、教育培训机器人在学校等应用场景,通过实际应用验证技术可行性和市场接受度,吸引更多行业参与者和投资者,推动市场需求的形成与扩展,进一步促进产业链条的健康发展。
3.3.2国际市场开拓
为提升全球竞争力,江苏应积极开拓国外市场。通过参加国际展会、建立海外销售渠道和技术合作关系,推广江苏自主研发的人形机器人产品和解决方案。重点关注全球市场中高附加值的应用领域,如高端服务机器人、特定医疗辅助机器人等,利用先进的技术优势和成熟的产业链,提升品牌影响力和市场份额,进一步推动江苏人形机器人产业走向国际化。
总体来说,江苏省人形机器人发展的关键靶点和发展路径如图1所示。
4江苏人形机器人发展的困难与挑战
4.1关键技术亟待“破壁”
江苏在人形机器人领域关键核心技术已取得一定创新成效,基础薄弱的上游核心零部件领域相继突破减速器、伺服系统、控制器等难题,机器人本体制造正加速追赶国际四大家族企业,但在部分关键环节仍存在瓶颈。清华大学交叉信息研究院助理教授、星动纪元创始人认为,当前机器人技术在硬件和软件等方面都取得了长足的发展,但仍存在许多技术瓶颈:在硬件方面难以兼顾力量、速度、精度和成本等因素;在软件方面,目前还无法很好兼顾其泛化性和控制任务操作的精巧性,限制了人形机器人产业的创新发展。
4.2龙头企业亟待“破题”
近年来,江苏机器人产业发展迅速,企查查数据显示,截至2023年12月,江苏机器人相关企业数量为8.39万,位居全国第2,其中工业机器人相关企业4.28万家,位居全国第1;服务机器人相关企业数量为0.72万,位居全国第2。与此同时,江苏缺乏人形机器人龙头企业,产业“大而不强”的问题较为突出。从权威机构发布的人形机器人近5年专利申请数量看,深圳优必选科技是全球拥有专利数量最多的企业,北京达闼机器人、之江实验室、北京理工大学、清华大学等企业和研发机构进入全球前10,而江苏未有上榜。
4.3资本市场亟待“破冰”
近年来,人形机器人在一二级市场持续走热,江苏钧舵机器人等人形机器人相关企业已获得融资,但均发生在B轮及以前,属于萌芽期,仍需加大投融资支持力度,推动人形机器人产业创新发展。达闼机器人董事长兼CEO表示,即便看起来资本市场对于人形机器人的热情很高,人形机器人实现量产及场景应用依然需要更多的资金支持,不管是一级市场还是二级市场都需要强大的资金来支撑人形机器人产业链每一个环节的发展。
4.4专项部署亟待“破局”
最新发布的《江苏省政府关于加快培育发展未来产业的指导意见》已提出将类人机器人作为前沿性未来产业谋划布局,但与“人形机器人”概念内涵存在差异,同时缺乏具体实施路径和专项政策指引。而北京、上海等地区已出台支持人形机器人发展的政策文件。如北京于2023年11月成立了全国首家省级人形机器人创新中心,计划打造全球首个通用人形机器人软硬件“母平台”;上海明确提出采用“制造业创新中心+重点企业”方式布局人形机器人制造业创新中心,加快打造具有国际影响力的人形机器人产品和通用人工智能大模型。
5江苏人形机器人发展的对策与建议
5.1加强人形机器人专项政策制定与统筹规划
贯彻落实工信部《人形机器人创新发展指导意见》和江苏省《关于加快培育发展未来产业的指导意见》,研究制定江苏省人形机器人创新发展的专项政策,围绕产品培育、技术攻关、场景应用、产业集聚等方面加强部署支持。加快布局人形机器人创新中心,充分发挥江苏省智能机器人及成套装备创新中心等省级制造业创新中心和江苏人工智能与机器人创新成果产业化公共服务平台作用,重点支持苏州、南京等地集聚人形机器人相关企业、项目、人才、资金等要素,打造具有影响力的人形机器人产业集群和创新中心。
5.2加快人形机器人技术突破、产品研发及场景拓展
一是突破人形机器人核心技术。重点围绕人形机器人技术瓶颈,加强“大脑”“小脑”“肢体”等系列关键技术创新,强化通用整机产品的批量化生产制造能力,夯实人形机器人专用传感器、控制器、专用芯片等部组件基础,加速人形机器人专用操作系统和应用软件开发,推动全产业链自主化。二是培育人形机器人重点产品。支持埃斯顿、亿嘉和等机器人领域骨干企业依托现有核心技术积极探索布局人形机器人,加快人形机器人整机产品的研发。三是拓展人形机器人应用场景。聚焦特种环境应用、制造、民生等领域,构建人形机器人创新应用“试点—推广”的长效机制,加速打造典型应用场景。
5.3强化人形机器人产业链合作和生态系统建设
通过加强产业链合作和生态系统建设来推进人形机器人产业的发展。首先,建立“江苏人形机器人产业联盟”,包括机器人核心技术企业、部件供应商和应用领域企业,通过定期召开技术交流会和合作对接会,促进上下游企业之间的深度合作和技术融合。其次,打造苏州机器人产业园,提供研发中心、测试基地和技术服务平台,吸引产业链各环节的企业入驻,形成高效互动的产业集群。再次,设立“江苏人形机器人公共技术平台”,提供共享的高性能计算、仿真测试和标准接口,降低企业研发成本。最后,支持“产学研联合创新”,与南京大学、东南大学等高校和科研机构合作,开展联合研发项目和人才培养,推动技术创新和成果转化。通过这些措施,在江苏打造一个协同创新、资源集聚的机器人产业生态系统,提升整体竞争力和市场影响力。
5.4引导人形机器人项目资金支持
积极推动成立人形机器人专项基金,统筹应用好总部建设、平台升级、增资扩产、技术攻关等各类政策,持续为探索布局人形机器人的创新型企业“输血补气”。发挥产业投资基金等带动作用,带动各级资金、市属国企平台及社会资本投入,引导产业资本与金融资本积极参与。充分发挥财政资金的杠杆作用,鼓励企业加大研发投入,引导金融资金和民间资本进入人形机器人领域,推动形成“科技—产业—金融”良性循环。这一系列举措旨在为江苏省人形机器人产业的健康快速发展提供坚实的政策和资金支持,进一步提升该领域在国内外市场的竞争力和影响力。
6结语
江苏人形机器人产业发展面临着关键技术亟待“破壁”、龙头企业亟待“破题”、资本市场亟待“破冰”、专项部署亟待“破局”的困境,应聚焦人形机器人技术、产业、市场等关键靶点发力,可通过加强人形机器人专项政策制定与统筹规划,加快人形机器人技术突破、产品研发及场景拓展,强化人形机器人产业链合作和生态系统建设,引导人形机器人项目资金支持等多方面措施,抢抓人形机器人新赛道,积极打造新的产业增长点和突破点,为因地制宜发展新质生产力,加快打造具有全球影响力的产业科技创新中心提供支撑。
参考文献
[1]SAEEDVAND S, JAFARI M, AGHDASI H S, et al.A comprehensive survey on humanoid robot development[J]. The Knowledge Engineering Review, 2019(20):e20.
[2]中华人民共和国中央人民政府.工业和信息化部关于印发《人形机器人创新发展指导意见》的通知[EB/OL].(2023-10-20)[2024-06-19].https://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/202311/content_6913398.htm.
[3]江苏省人民政府.省政府关于加快培育发展未来产业的指导意见[EB/OL].(2023-11-06)[2024-06-19].https://www.jiangsu.gov.cn/art/2023/11/9/art_46143_11066954.html.
[4]孟繁科.人形机器人亟待突破的四大难题[J].中国工业和信息化,2023(9):8-12.
[5]顾浩楠.人形机器人历史沿革与产业链浅析[J].机器人技术与应用,2023(4):6-8.
[6]李凯,郭晓玲.产业链的垂直整合策略研究综述[J].产经评论,2017(3):81-95.
(编辑编辑李春燕)
Research on key targets and development pathways for humanoid robots in Jiangsu
MEI Zhimin, HU Feng
(Jiangsu Information Institute of Science and Technology, Nanjing 210042,China)
Abstract: Humanoid robots, as future disruptive technological products, are poised to profoundly impact production and lifestyles. The global market for humanoid robots is projected to grow at a compound annual growth rate of 71%, with the Chinese market expected to reach CNY 870 billion by 2030. Jiangsu, leveraging its robust manufacturing base and advantages in intelligent robotics, is well-positioned to develop the humanoid robots industry. However, with various provinces and cities nationwide accelerating their investments in this emerging industry, Jiangsu faces the challenge of maintaining its competitive edge. Therefore, this paper explores the key targets for Jiangsu’s humanoid robots industry, including core technology development, industry chain integration, and market promotion. It also proposes development pathways based on Jiangsu’s specific circumstances, focusing on technology, industry, and market aspects. The study provides strategic guidance for technological innovation and industrial upgrading in Jiangsu, while also offering valuable practical insights and theoretical support for the future development of the humanoid robots industry both domestically and internationally.
Key words: humanoid robot; key target; development pathway