1、2019.08人工智能開啟機器人新時代36Kr-商用服務機器人行業研究報告伍典22019.08236Kr-商用服務機器人行業研究報告商用服務機器人在市場價值、技術和政策推動下迎來快速發展期商用服務機器人是應用于B端日常服務場景的機器人,區別于工業機器人。商用服務機器人具有解放和提高生產力的應用價值,在機器人制造技術迭代和SLAM、人機交互等人工智能技術創新的基礎上,被應用于諸多場景,逐漸推動商業化落地。同時,中國政府也提出一系列加快建設制造強國,促進商用服務機器人產業發展的利好政策,為行業爆發提供土壤。在市場價值、技術和政策的共同推動下,行業迎來快速發展期。商用服務機器人智能化程度明顯提升,應
2、用落地場景不斷豐富隨著人工智能技術的不斷發展,商用服務機器人已經在深度學習、機器視覺、語義理解、認知推理等方面取得了明顯進步,智能化程度明顯提升。在技術驅動下,商用服務機器人的產品類型在逐漸豐富,并進一步向多個應用場景滲透,由市場中率先落地的掃地機器人、送餐機器人向黨建、政務、零售、物流、醫療、教育、情感陪護等方向拓展,持續打磨應用場景以加速落地。目前,黨建、政務、司法和汽車零售行業成為商用服務機器人新的放量領域。商用服務機器人產業將以滿足需求升級、需求替代和需求探索為線索階梯發展商用服務機器人兼具消費屬性和服務屬性的特征,以滿足和服務于人類需求為根本驅動力。在分析產業的發展邏輯與發展路徑時,
3、我們也遵循上述邏輯與核心要點。我們認為,需求升級和需求替代的市場教育成本較低,將是首先被落地和驗證的方向。需求探索產品將滿足選擇性豐富和個性化的需求,前期需要大量市場培育,壁壘較高,發展潛力較大。報告摘要目 錄 Contents一. 行業概述定義、分類發展歷程驅動力市場規模資本分析二. 產業鏈產業鏈圖譜產業鏈分析- 核心硬件- 軟件或方案集成商- 整機應用案例分析三. 行業總結與前景分析行業總結前景分析商用服務機器人行業概述CHAPTER 定義、分類發展歷程驅動力市場規模資本分析52019.08機器人是一組自動執行工作的機器裝置。在分類上,還有諸多爭議,國際機器人協會(IFR)按照機器人的應用
4、場景將其分為工業機器人和服務機器人兩類。其中,工業機器人是應用于生產過程與環境的機器人,包括人機協作機器人與工業移動機器人;服務機器人則指除工業機器人之外服務于人類的各種機器人,包括個人/家用服務機器人和專業服務機器人兩類?,F階段,考慮到機器人在高空、水下、自然災害等特殊環境下的應用現狀,我國業內將機器人分為工業機器人、服務機器人和特種機器人三類。其中,服務機器人是機器人家族中最年輕的一員,它應用于日常生活服務場景,在休閑娛樂、商用服務、醫療、農業、教育等多個領域具有廣泛應用。行業概述商用服務機器人是指通過B端應用于日常服務場景的機器人1.1 定義、分類1.2 發展歷程1.3 驅動力- 價值驅
5、動- 技術驅動- 政策驅動1.4 市場規模1.5 資本分析36Kr-商用服務機器人行業研究報告工業機器人機器人導覽導購機器人裝配機器人碼垛機器人焊接機器人噴涂機器人極限作業機器人軍事應用機器人應急救援機器人特種機器人清潔機器人物流機器人服務機器人商用服務機器人醫療服務機器人農用服務機器人家政服務機器人迎賓機器人安防機器人娛樂機器人教育機器人搬運機器人分揀機器人測量機器人。數據來源:36氪研究院整理62019.0819世紀60年代,被譽為機器人之父的約瑟夫恩格爾伯格(Joseph Engelberger)創立Unimation公司,研制出世界上第一臺工業機器人,現代機器人行業由此拉開序幕,并隨著
6、技術進步和市場需求變化不斷與時俱進?;仡櫳逃梅諜C器人的發展歷程,大致可分為三個階段:程序控制機器人(第一階段):該階段的機器人完全按照事先寫好的程序進行工作,其程序寫入有兩種方式:一種是工作人員根據工作流程進行編寫,另一種是“示教-再現”的方式,即機器人在人的引導下完成相應的工作,并將每一個工作步驟視為一條指令進行存儲和記錄。隨后,可在相同的環境條件下,按照相同的流程和方法完成工作。程序控制機器人能夠較好地模擬人的運動功能,根據預設的流程進行拿取、安放、拆卸、組裝、翻轉、抖動等工作,對于機械性地重復工作有很好的取代性,因而被廣泛應用于機床、生產線等工業生產環境,從事安裝、搬運、包裝、機械加工
7、等工作。但這一階的段機器人有一個比較明顯的缺陷,它只能按照既定的流程完成工作目標,無法靈活地適應變化的情況。此外,由于缺乏感知環境的能力,它無法及時地識別異常情況并進行工作流程上的調整,從而可能導致不確定甚至危險事件的發生。行業概述機器人行業發展大致經歷了程序控制、自適應和智能化三個階段1.1 定義、分類1.2 發展歷程1.3 驅動力- 價值驅動- 技術驅動- 政策驅動1.4 市場規模1.5 資本分析36Kr-商用服務機器人行業研究報告72019.08自適應機器人(第二階段):通過傳感器裝置感知環境,并利用計算機進行控制是自適應機器人的主要特征。這種機器人通過傳感器獲取作業環境、操作對象的簡單
8、信息,然后由計算機對獲得的信息進行分析、處理,進而控制機器人的動作。由于它能隨著環境的變化而改變自己的行為,故稱為自適應機器人。自適應機器人已經具有一些初級的智能, 能夠應對一定范圍內的環境變化,但還沒有達到完全“自治”的程度,需要技術人員的協調工作??的螤柎髮W(Cornell University)創造性機器實驗室負責人胡迪利普森(Hod Lipson),在2015年2月美國硅谷The Big Talk論壇上展示了其實驗室所研發的具有自我知覺的自適應機器人,通過讓機器人在一定環境中進行自我學習并給予其相應的評價與反饋,使得機器人擁有更好的模仿能力和直覺判斷,從而增強機器人對于信息的分析處理與
9、適應性。Flexiv公司于2019年4月發布了其最新產品自適應機械臂Rizon,這種自適應機器人擁有極高的誤差容忍度、強抗干擾性和強大的可遷移工作能力,可應用于制造業、醫療、零售等多個領域,完成復雜的工作任務。為了達到這樣的自適應性,Flexiv自主研發了新型軸關節、關節扭矩控制器、獨有的力覺感知技術以及層級式機器人智能系統,保證產品在人機交互以及不確定的環境中也能保證控制及作業的安全性。行業概述機器人行業發展大致經歷了程序控制、自適應和智能化三個階段1.1 定義、分類1.2 發展歷程1.3 驅動力- 價值驅動- 技術驅動- 政策驅動1.4 市場規模1.5 資本分析36Kr-商用服務機器人行業
10、研究報告82019.08智能機器人(第三階段):當前,機器人行業已經進入智能化發展的初級階段。這一階段的機器人具有更類似于人的特征。主要表現在三個方面:1)多樣的感知和交互能力:智能機器人配備有視覺、聽覺、觸覺等多種感官系統,能夠從多個維度獲取外部環境信息,并能夠獨立對這些信息進行加工處理,進一步影響和控制自身行為,與外界進行實時交互。2)靈活的獨立決策能力:智能機器人大多利用算法進行決策,根據外界環境的不同輸入值,可以自動計算并生成相應的決策和指令來控制自己的行為。與自適應機器人相比,智能機器人能夠獨立應對更加復雜的場景與環境。3)一定的自我學習能力:深度學習、強化學習等人工智能技術的應用使
11、智能機器人具備了學習和優化的能力,通過反復地訓練、學習,真正地掌握工作技能。人工智能技術的發展支撐機器人不斷實現創新突破,目前服務機器人正在實現從感知智能向認知智能的升級,在深度學習、抗干擾知識識別、聽覺視覺語義理解、自然語言理解和情感識別方面取得了長足進步。日本軟銀集團(Soft Bank)旗下公司研發的人形機器人Pepper已經具備了語音識別技術,分析表情和聲調的情緒識別技術,可通過判斷人類的面部表情和語音語調,來做出相應的情感反饋。目前,海爾已經與軟銀合作,將Pepper引入了中國市場。行業概述機器人行業發展大致經歷了程序控制、自適應和智能化三個階段1.1 定義、分類1.2 發展歷程1.
12、3 驅動力- 價值驅動- 技術驅動- 政策驅動1.4 市場規模1.5 資本分析36Kr-商用服務機器人行業研究報告92019.08隨著人工智能技術的進步,智能機器人自主性不斷提升,產品類型更加豐富,正在各個領域進行應用與滲透,由個人和家用的掃地機器人、送餐機器人向專業場景化的陪護機器人、教育機器人、康復機器人、手術機器人、引導迎賓的商務機器人和黨建機器人等方向不斷延伸。美國直覺外科公司(ISGR)的達芬奇手術機器人是目前全球最成功且應用最廣泛的手術機器人,實施手術時主刀醫師不與病人直接接觸,通過三維視覺系統和動作定標系統操作控制,由機器人及手術器械模擬完成醫生的技術動作和手術操作。目前,阿里達
13、摩研究院旗下的AI Labs也推出了兩款針對B端的商用服務機器人系列產品,這兩款機器人的操作流程與天貓精靈語音系統全面打通,同時在支付環節打通了支付寶,一方面鞏固了天貓精靈在特定場所的語音支付能技能需求,另一方面與阿里智能產品生態圈相融合,提升商用服務機器人的使用價值。國外互聯網巨頭也正在加速布局服務機器人市場。亞馬遜正在加快服務機器人的研發,預計2019年將推出家用機器人。另外,谷歌號稱研發出智能服務對話機器人,可以服務于客戶訂餐。此前被谷歌出售的波士頓動力公司(Boston Dynamics)也將在2019年下半年推出其研發的商用服務機器人,探索更多商業化落地的可能性。行業概述機器人行業發
14、展大致經歷了程序控制、自適應和智能化三個階段1.1 定義、分類1.2 發展歷程1.3 驅動力- 價值驅動- 技術驅動- 政策驅動1.4 市場規模1.5 資本分析36Kr-商用服務機器人行業研究報告102019.08近年來,隨著人工智能的發展熱潮,機器人行業又一次進入大眾視野,從工業生產到生活消費場景,越來越多的機器人開始代替或輔助人類進行工作。機器人行業迎來了全球范圍內的快速增長階段,無論是機器人種類及應用領域還是企業數量,都有明顯的擴張?;仡櫺袠I的發展歷程,我們認為,主要有三個方面的驅動力在行業爆發的過程中起了關鍵的推動作用?!緝r值驅動】機器人具有巨大應用價值,價值引起需求,進而推動行業發展
15、。1)解放生產力:工業社會使用機器來提高生產力,將人類從繁重的體力勞動中解放出來。在工業4.0時代,智能制造成為全球制造業發展的核心,機器人行業作為重要的組成部分,對推動傳統產業升級、進一步解放人類生產力具有重要意義。2)提高生產力:隨著中國人口紅利的消失,用工成本逐年提高;加之老齡化趨勢的愈發明顯,中國的經濟發展面臨著勞動力不足且成本居高等問題。商用服務機器人的廣泛應用能夠一定程度上緩解我國人口結構失衡帶來的諸多社會問題。3)滿足人們消費升級的需求:年輕一代的消費者對于智能產品的消費需求不斷升級。從智能手機到智能穿戴、智能家居、智能車載等,從單純的工具性應用到情感交流、日常陪護,機器人正逐漸
16、走進人類生活,成為人類工作和生活的一部分。行業概述價值、技術和政策驅動下,商用服務機器人行業迎來快速發展期1.1 定義、分類1.2 發展歷程1.3 驅動力- 價值驅動- 技術驅動- 政策驅動1.4 市場規模1.5 資本分析36Kr-商用服務機器人行業研究報告112019.08【技術驅動】機器人制造技術的迭代發展和人工智能技術多方創新使機器人的智能化程度大大提升,從而推動商用服務機器人商業化應用的進程。SLAM、伺服舵機、傳感器以及先進復合材料等技術的進步使得機器人具備了比人更加靈敏的感官和運動系統,更加輕便、精密、靈活和安全。從硬件層面來看,一定程度提升了機器人對復雜環境的適應能力,為其落地應
17、用提供了基礎。人工智能交互技術的逐漸成熟至達到商用標準將機器人的智能化程度提高到了前所未有的高度,不僅使機器人具備了基本的語言溝通能力、圖像識別能力,甚至賦予了機器人情感交流和強大的邏輯計算能力。機器人開始進入獨立”思考“的智能化發展階段,開始在很多方面的表現逐漸接近甚至超越人類,從而得以在廣泛的場景下幫助人類完成工作。行業概述價值、技術和政策驅動下,商用服務機器人行業迎來快速發展期SLAM(定位和地圖創建)各類傳感器激光雷達毫米波雷達光學相機GPS超聲波傳感器陀螺儀感知和傳感液壓控制/電機控制 手臂肢體控制傳感器伺服舵機減速器AI芯片運動控制人工智能技術語音識別語義理解語義合成圖像識別深度學
18、習基礎計算人機交互圖示:機器人相關技術1.1 定義、分類1.2 發展歷程1.3 驅動力- 價值驅動- 技術驅動- 政策驅動1.4 市場規模1.5 資本分析36Kr-商用服務機器人行業研究報告122019.08【政策驅動】全球進入了機器人發展的黃金期。中國政府提出加快建設制造強國,加快發展制造業。2015年5月8日國務院印發了中國制造2025,力爭通過三個十年的努力,把我國建設成為引領世界制造業發展的制造強國。2016年,由工信部、國家發改委和財政部共同印發的機器人產業發展規劃(20162020年)中要求,經過五年的努力,中國要形成較為完善的機器人產業體系。2017年十九大報告明確指出,加快建設
19、制造強國,加快發展先進制造業。同年12月,工信部發布的促進新一代人工智能產業發展三年行動計劃(2018-2020年)指出,要提升清潔、老年陪護、康復、助殘、兒童教育等家庭服務機器人的智能化水平,推動巡檢和導覽等公共服務機器人以及消防救援機器人等的創新應用,并明確到2020年,智能服務機器人的環境感知、自然交互、自主學習、人機協作等關鍵技術取得突破,智能家庭服務機器人、智能公共服務機器人實現批量生產及應用等目標。2019年“智能+”首次出現在政府工作報告中。報告指出,打造工業互聯網平臺,拓展“智能+”,為制造業轉型升級賦能。要圍繞推動制造業高質量發展,強化工業基礎和技術創新能力,促進先進制造業和
20、現代服務業融合發展,加快建設制造強國。行業概述價值、技術和政策驅動下,商用服務機器人行業迎來快速發展期1.1 定義、分類1.2 發展歷程1.3 驅動力- 價值驅動- 技術驅動- 政策驅動1.4 市場規模1.5 資本分析36Kr-商用服務機器人行業研究報告132019.08當前,全球機器人行業已經進入了飛速發展階段。據IFR和中國電子學會數據,2018年全球機器人市場規模達到298.2億美元,2013-2018年的平均為15.1%。其中,工業機器人168.2億美元,服務機器人92.4億美元,特種機器人37.5億美元。服務機器人作為機器人行業的重要組成部分,隨著智能化水平和應用價值的不斷提升,開始
21、在全球市場快速發展。2013年以來,全球服務機器人市場規模年均增速達23.5%,2018年全球服務機器人市場規模達到92.5億美元,預計2020年將增長至156.8億美元。中國作為全球最大的機器人市場之一,在國內政策、技術、市場需求等多重刺激下快速發展。行業概述全球機器人行業飛速發展,中國市場尤為迅猛32.235.141.85469.992.5120.7156.912.10%9.0%19.1%29.2%29.4%32.3%30.5%30.0%0204060801001201401601800%5%10%15%20%25%30%35%201320142015201620172018e 2019e
22、 2020e2013-2020年全球服務機器人銷售額及增速全球服務機器人銷售額(億美元)年增長率(%)數據來源:IFR、中國電子學會、36氪研究院1.1 定義、分類1.2 發展歷程1.3 驅動力- 價值驅動- 技術驅動- 政策驅動1.4 市場規模1.5 資本分析36Kr-商用服務機器人行業研究報告工業機器人56%服務機器人31%特種機器人13%2018年全球機器人市場結構數據來源:IFR、中國電子學會、36氪研究院142019.08機器人行業項目數量漸增,熱度不減。據鯨準洞見數據庫顯示,截至2019年7月26日,共收錄1589個機器人相關項目(不包括無人機),其中,工業機器人項目524個,服務
23、機型機器人465個,特種機器人67個,其它為機器人零部件、算法、系統集成商等軟硬件提供商。2019年資本市場降溫,機器人行業投資漸趨理性,投資者更傾向于產業鏈中的核心技術廠商,包括核心零部件、AI芯片、人工智能交互技術等,大額融資集中于頭部應用場景明確或擁有核心技術的整機廠商。截至2019年7月26日,鯨準數據顯示,共有98家機器人領域的企業在2019年獲得融資,融資總額約達438億元。其中,2019年服務機器人領域融資事件為29起。機器人投資漸趨理性,資本偏愛頭部核心技術廠商資本分析企業名稱融資輪次融資金額融資時間所屬領域博雅工道B輪數千萬人民幣2019年5月水下機器人地平線機器人B輪6億美
24、元2019年2月人工智能解決方案提供商極智嘉科技C輪未披露2019年7月物流機器人節卡機器人B輪億元以上人民幣2019年4月協作機器人優必選科技C輪8.2億美元2018年5月人工智能機器人云跡科技C輪未披露2019年3月商用機器人圖示:2019年服務機器人領域大額融資事件數據來源:36氪研究院根據鯨準洞見數據整理1.1 定義、分類1.2 發展歷程1.3 驅動力- 價值驅動- 技術驅動- 政策驅動1.4 市場規模1.5 資本分析36Kr-商用服務機器人行業研究報告產業鏈分析CHAPTER 產業鏈圖產業鏈分析案例分析16產業鏈分析商用服務機器人產業鏈圖銷售整機2019.08第三方代理自營商用服務機
25、器人核心硬件傳感器減速器芯片軟件或方案集成商云平臺語言交互SLAM控制器伺服舵機2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分析2.3 案例分析注:此產業鏈圖由36氪研究院梳理,圖中只列出部分企業作為代表,未覆蓋全產業。36Kr-商用服務機器人行業研究報告操作系統&應用開發機器視覺172019.08整體來看,我國商用服務機器人行業的產業鏈較為成熟,這一方面依賴于我國成熟的電子制造業為機器人行業提供了供應鏈基礎;另一方面,人工智能等新興機器人交互技術在國內的發展漸趨成熟,受技術商業化需求的驅動,越來越多的企業加入到商用服務機器人行業,成為重要技術和解決方案提供商。隨著產業的精細化發展,行業分工愈發精細,產業鏈
26、也愈發復雜,在本篇報告中,我們將商用服務機器人產業大致分為核心硬件供應商、軟件或方案集成商、整機廠商以及銷售渠道等幾個環節。商用服務機器人的核心硬件包括:伺服舵機、芯片、控制器、減速器、各類傳感器等負責運動控制、基礎計算、環境感知的零部件和電池、電源、存儲器等其它通用零部件。軟件或方案集成商為商用服務機器人行業提供相關的軟件、算法和技術解決方案,如SLAM與機器視覺、語言交互技術、機器人操作系統與軟件應用、云服務等。軟件或方案提供商是開發和進一步完善商用服務機器人功能的主要環節,涉及對外界環境的感知、人機交互、決策與實際問題解決等方面。整機廠商主要指以商用服務機器人設計和制造為主的綜合性廠商。
27、從目前來看,整機廠商是推動商用服務機器人商業化的主力,挖掘多樣化場景下商用服務機器人的使用價值,推動其走進人類生活。2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分析2.2.1 核心硬件- 伺服舵機- 芯片2.2.2 軟件或方案集成商- SLAM與機器視覺- 語言等交互技術- 操作系統2.2.3 整機應用2.3 案例分析產業鏈分析商用服務機器人產業鏈復雜,技術是核心,下游應用場景多樣36Kr-商用服務機器人行業研究報告182019.08伺服舵機(servo)也叫伺服電機,是一種機電一體化的元器件,是機器人運動控制的核心部件,包括一體化電機、控制器、傳感器、減速器等單元。伺服舵機根據機器人所面臨的實際環境控制指
28、令的下達,通過控制器驅動電機、減速器,對其力矩和轉速進行放大、變換與調整等操作,進而靈活地控制機器人的行進方向、運動狀態和位置精度等。伺服舵機一般被類比為機器人的關節”肌肉“ ,驅動和控制機器人的關節運動,關節越多,機器人的運動表現力越好,所要使用的伺服舵機的數量就越多,對伺服舵機力矩的要求也越高。伺服舵機在過去的很長一段時間,外資企業占據著伺服舵機領域的話語權,伺服舵機也一度成為中國機器人產業發展的瓶頸。目前,我國伺服市場中的國產品牌滲透率只有20%,大部分市場份額被外資品牌所占據*。其中,西門子和博世力士樂等歐美品牌基本壟斷大型伺服市場;而松下、安川和三菱等日系品牌則在中小伺服市場占據重要
29、位置;在國產品牌中,匯川和埃斯頓處于領先位置,兩者合計市占率約為6%*。隨著國產品牌自主研發的技術突破,我們認為伺服舵機已經具備國產替代的條件,發展前景廣闊。首先,中國制造2025對伺服系統的發展給與了大量政策支持和資金補貼。其次,工業機器人和服務機器人產產業鏈分析中國伺服舵機自主研發能力提升,國產品牌正在崛起圖示:伺服舵機36Kr-商用服務機器人行業研究報告2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分析2.2.1 核心硬件- 伺服舵機- 芯片2.2.2 軟件或方案集成商- SLAM與機器視覺- 語言等交互技術- 操作系統2.2.3 整機應用2.3 案例分析*數據來源:國金證券,中國電子學會,36氪研究院
30、整理192019.08業的爆發式發展為伺服舵機的下游應用帶來拓展,不斷釋放下游需求。再次,國產的伺服舵機產品與外資品牌相比具有明顯價格優勢和渠道下沉優勢。在價格方面,國內品牌平均比日本品牌擁有15%價格優勢,與歐美品牌相比有30%價格優勢,其經濟性和適用的普遍性得以挖掘*。最后,國產品牌的伺服產品與外資品牌相比,技術差距正在逐漸縮小。目前,國產品牌已經能夠滿足70%-80%的常用場景需求,并且國產品牌在進一步加大研發力度,尋求技術突破。在傳統伺服廠商之外,也有針對機器人的使用場景和使用特點,開發出的更適合機器人使用的伺服舵機。韓國Robotis的Dynamixel系列數字舵機,采用C語言編寫,
31、支持Dynamixel通信協議,采用AVR單片,實際上可以采用FPGA,例如SOPC系統上,可以控制小型機器人,是機器人市場中較為認可的優質產品。隨著國內商用服務機器人行業的爆發,越來越多的機器人企業開始重視伺服舵機的自主研發并取得了一定成果。技術上的突破不僅使相關企業在機器人行業競爭中獲得先發優勢,也進一步加速了國內商用服務機器人市場化應用的進程。例如,優必選科技自主研發的伺服舵機在參數和性能方面與日本、韓國和瑞士等一流公司不相上下,擁有大扭矩、高精度、小體積、高可靠性的特征,在價格和性價比方面更具優勢。產業鏈分析中國伺服舵機自主研發能力提升,國產品牌正在崛起36Kr-商用服務機器人行業研究
32、報告2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分析2.2.1 核心硬件- 伺服舵機- 芯片2.2.2 軟件或方案集成商- SLAM與機器視覺- 語言等交互技術- 操作系統2.2.3 整機應用2.3 案例分析圖示:優必選伺服電機專利一種伺服電機及其控制方法 CN106208543B*數據來源:國金證券,中國電子學會,36氪研究院整理202019.08芯片是服務機器人的另一個主要硬件,負責數據計算和指令下達。從應用范圍來看,目前,市面可見的機器人芯片可分為通用芯片和專用芯片兩類。其中,通用芯片可用于電腦、機器人、智能設備等各種領域,如CPU、GPU、FPGA 等;專用芯片是專為AI計算設計的芯片, 也稱人工智
33、能芯片,如寒武紀1號。通用芯片面對服務機器人的深度神經網絡計算量有些吃力,效率低、功耗高,但是其可移植性和延展性較好;專用芯片效率高、功耗低,但是移植性和延展性差,目前整體處于研發早期。從功能上看,人工智能芯片主要應用于支持訓練和推理這兩個核心環節。其中,訓練是指利用大量的數據來訓練算法,使之具備特定的功能;推理,則是利用訓練好的模型,在新數據條件下通過計算推衍出各種結論。訓練和推理在大多數人工智能系統中是相對獨立的過程,對芯片的要求也不盡相同。訓練所處理的數據量大、情況復雜,對芯片的計算性能和精度要求較高,目前主要集中于云端;此外,由于訓練的過程可能涉及多種復雜場景,因而需要一定的通用功能來
34、支持。相對而言,推理對計算性能、精度和通用性要求不高,需在特定的場景下完成任務,一般在終端,因而更關注用戶體驗方面的優化。從技術架構看,AI芯片分為:通用芯片(GPU)、半定制化芯片(FPGA)、全定制化芯片(ASIC)、類產業鏈分析芯片用于機器人的基礎計算和指令控制,目前仍處于研發早期36Kr-商用服務機器人行業研究報告2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分析2.2.1 核心硬件- 伺服舵機- 芯片2.2.2 軟件或方案集成商- SLAM與機器視覺- 語言等交互技術- 操作系統2.2.3 整機應用2.3 案例分析212019.08腦芯片四大類。在人工智能場景中,深度學習算法對芯片性能具有海量數據的
35、高速通信、專用計算能力和是非結構化數據處理三大需求。GPU、FPGA以及ASIC等AI芯片憑借著自身優勢,在云端或邊緣端均有著優異表現,應用更為廣泛。從技術趨勢看,短期內GPU仍將是AI芯片的主導,長期看 GPU、FPGA 以及 ASIC三大技術路線將呈現并行態勢。類腦芯片是人工智能最終的發展模式,但是離產業化還很遙遠。從市場趨勢看,全球AI芯片需求將保持較快增長,預計未來5年市場增速將接近50%;國內雖然芯片技術差距較大,但隨著AI應用快速落地,AI芯片需求增長可能更為迅速。全球AI產業增長迅猛,AI芯片的需求逐漸被釋放。根據Gartner最新統計數據顯示,2018年全球AI芯片市場規模達到
36、42.7億美元,預計到2023年市場規模將達到323億美元。產業鏈分析芯片用于機器人的基礎計算和指令控制,目前仍處于研發早期類別通用芯片(GPU)半定制化芯片(FPGA)全定制化芯片(ASIC)類腦芯片描述單指令、多數據處理,采用眾多的計算單元和超長流水線,主要用于圖像領域的運算加速適用于多指令,單數據流分析為了實現特定功能而定制的專用AI芯片模擬人腦功能進行感知、行為和思考特點通用性、計算性能高、功耗高可編程、功耗和通用性一般可定制、性能穩定、功耗一般功耗低、響應速度快、處于早期階段舉例AMD、英特爾、英偉達深鑒科技比特大陸、地平線、谷歌、寒武紀IBM、西井科技36Kr-商用服務機器人行業研
37、究報告2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分析2.2.1 核心硬件- 伺服舵機- 芯片2.2.2 軟件或方案集成商- SLAM與機器視覺- 語言等交互技術- 操作系統2.2.3 整機應用2.3 案例分析數據來源:36氪研究院根據公開資料整理222019.08近年來,國內外科技巨頭爭相在芯片領域布局,包括傳統芯片廠商、互聯網巨頭、智能制造廠商等。從總體競爭格局看,歐美韓日繼續領先該市場,且基本壟斷中高端云端芯片,國內企業有進步但主要集中在邊緣端,云端差距較為明顯。雖然目前多數國產芯片研發仍處于較為早期的階段,但已經邁出了重要的第一步,這為機器人行業的發展做了良好的鋪墊。機器人芯片需要強大的計算、判斷和
38、執行能力,國外廠商高通、英特爾、英偉達都在積極布局,國內企業目前處于追趕狀態,如瑞芯微、珠海全志、炬力。瑞芯微的RK3399和RV1108芯片應用于服務機器人。產業鏈分析巨頭布局芯片,為機器人等智能制造產業提供基礎支持類別公司產品動態傳統芯片廠商英特爾2017年8月推出Movidius Myriad X VPU;2017年9月,推出自主神經元芯片英偉達2017年5月發布GPU Votta架構芯片;2018年1月發布Jetson Xavier芯片通信類科技公司華為海思2018年8月發布“Kirin 980”(麒麟980)蘋果2018年9月蘋果新款手機,搭載A12 Bionic(A12仿生)互聯網
39、巨頭百度2018年7月百度發布AI芯片“昆侖”谷歌2018年5月發布TPU3.0創業公司比特大陸2018年10月第二代云端AI芯片算豐BM1682以及終端AI協處理器BM1880地平線機器人2018年4月發布“征程2.0”芯片寒武紀2018年5月發布MLU100云端智能芯片數據來源:36氪研究院根據公開資料整理36Kr-商用服務機器人行業研究報告2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分析2.2.1 核心硬件- 伺服舵機- 芯片2.2.2 軟件或方案集成商- SLAM與機器視覺- 語言等交互技術- 操作系統2.2.3 整機應用2.3 案例分析232019.08SLAM (simultaneous loc
40、alization and mapping)是即時定位與地圖構建,或同步建圖與定位。SLAM解決機器人在實際環境中的定位與運動導航等問題。即將一個機器人放入未知環境中的未知位置,如何讓機器人在行進過程中自行繪制出環境的完整地圖,并根據實際情況躲避障礙和規劃運動路線的問題?,F階段SLAM的傳感器主要是激光和攝像頭,因此行業內將SLAM分為激光SLAM和視覺SLAM兩類。相比而言,當下激光SLAM更加成熟、穩定,是行業應用的主流,視覺SLAM是近年來行業研發的重點,發展較快,但在應用上兩者都存在一定不足。從優勢互補的角度,行業內已經有部分企業開始嘗試多傳感器融合的SLAM技術研發,多傳感器融合正在
41、逐漸成為行業發展的趨勢。產業鏈分析SLAM解決機器人導航和定位的問題,多傳感器融合是行業趨勢優/劣勢激光SLAM視覺SLAM優勢可靠性強,技術成熟結構簡單、安裝方式多元化建圖直觀、精度高、不存在累計誤差無傳感器探測限制、成本低地圖可用于路徑規劃可提取語義信息劣勢受雷達探測范圍限制環境光影響較大,暗處(無紋理區)無法工作安裝有結構要求運算負荷大,構建的地圖本身難以直接用于路徑規劃與導航傳感器動態性還需提高,地圖構建時會存在累計誤差地圖缺乏語義信息36Kr-商用服務機器人行業研究報告2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分析2.2.1 核心硬件- 伺服舵機- 芯片2.2.2 軟件或方案集成商- SLAM與
42、機器視覺- 語言等交互技術- 操作系統2.2.3 整機應用2.3 案例分析數據來源:36氪研究院根據公開資料整理242019.08SLAM技術的逐步成熟是服務機器人應用價值提升的基礎,隨著市場對服務機器人產品的要求不斷提高,SLAM技術也需要不斷地適應市場環境,不斷升級。簡單易用、精度高、性能穩定的SLAM是行業發展的目標。在機器人產業鏈中,提供SLAM技術的企業主要有兩類。一類是專門提供導航定位模塊的企業,另一類是開發SLAM自用的機器人整機廠商。整體來看,國內機器人行業SLAM技術還不夠成熟,在精度和性能穩定性方面還需要做進一步地提升。產業鏈分析SLAM隨市場需求變化而不斷發展,整體不夠成
43、熟企業基本情況技術特點布科思2014年成立,主營機器人,傳感器以及定位導航解決方案主要使用激光雷達,結合UWB(超寬帶技術)、超聲以及紅外實現定位,用多傳感器信息融合技術實現定位導航與路徑規劃速感科技2014年成立,機器視覺解決方案公司VSLAM算法可以融合多種傳感器(激光雷達、慣性測量單元、里程計、超聲波等),獲取穩定且準確位置姿態信息的同時,幫助機器人等智能設備獲取三維空間環境信息,使其具備自主移動、路徑規劃、場景理解等能力高仙機器人2013年成立,是一家機器人導航定位系統研發商高仙機器人融合激光及視覺的SLAM技術,產品應用于商用服務機器人、家用服務機器人、清潔機器人、安防巡邏機器人等靈
44、喵2015年成立,提供室內外通用的模塊化激光SLAM自主定位導航系統解決方案主打產品NAVI-BOX(自主導航盒子),主要應用于移動機器人領域思嵐科技2013年成立,主營激光雷達即模塊化自主定位導航解決方案其SLAMWARE是一種單模塊化的機器人自主定位導航系統,集成了基礎激光雷達的SLAM及配套的路徑規劃功能優必選科技2012年成立,提供人工智能及機器人技術、產品和解決方案服務優必選的U-SLAM可根據不同場景裝載不同的解決方案,包括激光SLAM、視覺SLAM和UWB定位系統等,具有智能、高效、穩定等特點36Kr-商用服務機器人行業研究報告2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分析2.2.1 核心硬
45、件- 伺服舵機- 芯片2.2.2 軟件或方案集成商- SLAM與機器視覺- 語言等交互技術- 操作系統2.2.3 整機應用2.3 案例分析數據來源:36氪研究院根據公開資料整理252019.08全球科技巨頭蘋果、谷歌和臉書(Facebook)都在大力投資與發展SLAM技術,通過賦予機器視覺輸入,使機器更加靈敏與準確地理解周遭環境,并應用于機器人、自動駕駛、VR/AR等多種領域。在眾多應用領域中,均需要以SLAM數據庫為支撐,使技術與場景緊密結合,并不斷更新迭代,發揮最大效能。我們認為,擁有完整的SLAM數據庫將會極大增強科技公司的競爭力。例如,Facebook可以利用其龐大的用戶數據和社區力量
46、,進行圖像分析并標記用戶圖片的拍攝位置;谷歌可以通過分析智能眼鏡攝像頭位置把廣告精準呈現給用戶。目前,谷歌正在通過Project Tango實施SLAM技術,并與聯想等公司合作研發。Tango主要通過兩個攝像頭來感知環境深度且擁有上下文情景,這種數據更具價值。蘋果于2015年收購德國AR公司Metaio獲得關鍵SLAM技術,并在此基礎上研發出ARKit。Snap公司正在申請新專利,研發一種結合GPS數據和SLAM映射來把相關AR內容投射在現實世界中的技術。2015年誕生的Watchhhh SLAM是我國首個自主研發的SLAM系統,也是自Metaio和13th Lab相繼被收購后,全球范圍內少數
47、可商用的SLAM系統。此外,百度把SLAM技術納入到人工智能研究的核心內容。聯想也正在與Wikitude合作研發一種名為Augmented Human Cloud的SLAM數據庫。產業鏈分析擁有完整SLAM數據庫將會極大增強科技公司的競爭力36Kr-商用服務機器人行業研究報告2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分析2.2.1 核心硬件- 伺服舵機- 芯片2.2.2 軟件或方案集成商- SLAM與機器視覺- 語言等交互技術- 操作系統2.2.3 整機應用2.3 案例分析262019.08機器視覺就是賦予機器“看清”世界,“識別”物體的能力。廣義上的機器視覺包括各種非人工途徑來感知和識別信息的技術,如:
48、零件檢測、質量分揀、光學字符識別、圖片識別、人臉識別、三維空間感知等。在服務機器人領域,常用的機器視覺技術可大致分為環境感知、三維空間重建、物體和圖像識別等。環境感知:即利用智能攝像頭,結合激光、雷達、紅外線等多種傳感器采集并處理周圍環境和物體信息,包括空間位置、形狀輪廓、尺寸大小、顏色亮度等,并將其轉換成機器能夠存儲和計算的數據,來幫助機器人感知世界。三維空間重建:將采集回來的空間環境和物體數據在計算機內進行處理和運算,構造出機器可以識別的三維模型,供機器讀取和利用,“指導”機器人完成分析決策、指令下達和行動規劃等工作。人臉/物體識別:指機器人可以通過人臉/物體特征辨別出個體差異的能力。如迎
49、賓機器人可識別客戶的性別、年齡、步態、姿勢、衣著特征等基礎信息為客戶提供個性化的迎賓服務。機器視覺是一個涉及人工智能、圖像處理、信號與傳感技術的綜合性應用技術。近年來,隨著人工智能產業的爆發,機器視覺相關技術得到較快的發展,尤其是人臉/物體識別領域,基礎技術已相對成熟,市場進入商業化探索的高峰階段。產業鏈分析機器視覺賦予了機器人感知和認識世界的能力,近年發展較快36Kr-商用服務機器人行業研究報告2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分析2.2.1 核心硬件- 伺服舵機- 芯片2.2.2 軟件或方案集成商- SLAM與機器視覺- 語言等交互技術- 操作系統2.2.3 整機應用2.3 案例分析27201
50、9.08目前,中國正在成為機器視覺領域發展最活躍的區域之一,應用范圍廣,覆蓋半導體和消費電子、汽車制造、光伏半導體、機器人等國民經濟各個領域。根據中國機器視覺產業聯盟統計,2015-2018年機器視覺行業快速增長,年均復合增長率高達35%以上。目前,進入中國的國際機器視覺企業和中國本土的機器視覺企業已經超過200家,產品代理商超過300家,專業的機器視覺系統集成商超過70家,且這一數字還在以每年20%的速度增長*。盡管增長態勢明確,但從競爭格局來看,國內企業主要是系統集成商,而國外公司則具備核心元器件自主研發的技術優勢,中高端市場幾乎均被國際巨頭康耐視、基恩士、??怂箍邓鶋艛?,國內尚未出現具有
51、主導地位的龍頭企業。根據中國機器視覺產業聯盟調查數據顯示,2017年國內機器視覺企業平均銷售額約為7269萬元,年銷售額過億的企業僅占比16.5%。全球互聯網和半導體巨頭加速布局視覺技術,在智能圖像處理領域展開競爭。英特爾收購機器視覺公司Itseez和Movidius,加強在電子感知和圖像理解領域的能力。谷歌收購Industrial Perception,補充用于工業機器人的3D視覺識別技術。Facebook和谷歌攜手俄羅斯計算機視覺公司VisionLabs開發了一個通用的開源計算機視覺開發平臺。產業鏈分析機器視覺市場空間廣闊,競爭格局未定,國內外企業加速布局36Kr-商用服務機器人行業研究報
52、告2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分析2.2.1 核心硬件- 伺服舵機- 芯片2.2.2 軟件或方案集成商- SLAM與機器視覺- 語言等交互技術- 操作系統2.2.3 整機應用2.3 案例分析*數據來源:中航證券,天淮科技招股說明書,36氪研究院整理2836Kr-商用服務機器人行業研究報告2019.08交互技術是一種提升機器人親和力和應用價值,使機器人更加趨近于人類特征的核心技術之一。除前文提到的視覺交互,語言交互(通過語音或文字的形式)也是另一種廣泛使用的機器人交互技術,目前投放市場的商用服務機器人絕大多數具備語言交互的能力。此外,觸覺交互由早期的觸屏形式,逐漸向更廣泛的電子皮膚方向拓展。語
53、言交互:即通過語音識別、語義理解和語音生成等自然語言處理技術使機器人可以聽懂人類語言,并進行簡單的語言溝通。語言交互技術在近幾年發展較快,行業內普遍有所提升。據科大訊飛2018年6月份公布,語音識別準確率已接近98%,這為機器人聽懂人類語言提供了基礎。此外,利用語義理解、語言合成和個性化的語料庫等構建專業問答體系也是人工智能研究的關鍵領域,近幾年以智能客服的形態逐漸開始推廣。目前,中國語言交互技術的發展已經進入正軌,但仍有諸多不足。如,行業內普遍關注的連續溝通、噪音影響、遠場識別等問題至今沒有得到完美的解決。國內語言交互技術方面整體仍有待提升。觸覺交互:分為兩種,一種是通過觸屏與機器人進行互動
54、,比較符合用戶的使用習慣,也是對語言和視覺交互的補充;另外一種是機器人電子皮膚和各類傳感器等,使機器人能夠對感知周圍環境,并作出反應。產業鏈分析以語言交互為主的機器人交互技術已經廣泛使用,整體仍需提升2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分析2.2.1 核心硬件- 伺服舵機- 芯片2.2.2 軟件或方案集成商- SLAM與機器視覺- 語言等交互技術- 操作系統2.2.3 整機應用2.3 案例分析2936Kr-商用服務機器人行業研究報告2019.08在語言交互領域,谷歌、蘋果、微軟、亞馬遜是國際四大巨頭,在加強對該領域自主研發的基礎上,也在全球范圍內通過并購進行擴張,擴大自己在語言交互領域的技術優勢。2
55、011年谷歌收購語音通信技術公司SayNow和語音合成技術Phonetic Arts;2014年收購SR Tech Group的多項語音識別相關的專利;除此之外,谷歌還開放了自己的語音識別API,可適用于80多種語言的實時語音識別與翻譯應用。蘋果通過收購Siri、Novauris、VocalIQ等語音技術公司,加強基于神經網絡算法的語音識別能力,蘋果正依靠語音助手Siri構建更大的生態系統。微軟通過收購加拿大人工智能公司Maluuba進一步強化Cortana的機器閱讀和編寫能力,并基于Windows 10的市場占有率,進一步擴大Cortana的市場份額。亞馬遜對其旗下人工智能語音助手Alexa
56、進行開放,使得第三方開發者可以在Alexa平臺上不斷研發和打磨基于語音的技術,這些新增功能使得亞馬遜的Echo智能音箱被廣泛推廣。國內公司也在語言交互領域取得一定突破??拼笥嶏w發布了智能人機交互服務新界面AIUI,可以實現在統一接口交互的基礎上,通過方言識別、麥克風陣列遠場拾音、語音喚醒和多輪對話等技術和各類智能硬件結合,為用戶實現不同內容和場景下的交互服務。思必馳把語音相關技術整合成AIOS人機對話操作系統,為硬件合作伙伴提供服務。產業鏈分析以語言交互為主的機器人交互技術已經廣泛使用,整體仍需提升2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分析2.2.1 核心硬件- 伺服舵機- 芯片2.2.2 軟件或方案
57、集成商- SLAM與機器視覺- 語言等交互技術- 操作系統2.2.3 整機應用2.3 案例分析302019.08機器人操作系統是一個管理機器人軟硬件資源的整合軟件平臺,它使得機器人程序設計師可以使用該平臺來進行機器人軟件開發。目前,大多數主流機器人的操作系統都是基于Linux內核開發的,例如:ROS、Android、優必選科技操作系統ROSA、圖靈機器人操作系統Turning OS等。此外,微軟也推出Windows OS機器人操作系統,主要應用于醫療機器人領域。ROSROS是專門為機器人設計的一套開源操作系統,2007年斯坦福大學人工智能實驗室與機器人技術公司Willow Garage針對其個
58、人機器人項目開發了ROS的雛形。經過這幾年的發展,ROS從最初的無人問津的小眾操作系統,到現在已經成長為國際性主流機器人的操作系統之一。AndroidAndroid是手機最常用的操作系統,也是機器人主流操作系統之一。目前大多數消費級機器人如軟銀的Pepper機器人便是使用的Android系統。由于在智能手機上的廣泛使用,Android的市場生態顯得更加成熟,因此,有相當一部分機器人廠商采用了Android系統。ROSAROSA是優必選科技基于服務機器人開發的一套操作系統,于2018年9月發布,目前ROSA已在優必選科產業鏈分析服務機器人操作系統各行其道,國產品牌逐漸進入市場36Kr-商用服務機
59、器人行業研究報告2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分析2.2.1 核心硬件- 伺服舵機- 芯片2.2.2 軟件或方案集成商- SLAM與機器視覺- 語言等交互技術- 操作系統2.2.3 整機應用2.3 案例分析312019.08技新一代服務機器人的產品開發中全面使用,包括商用服務機器人Cruzr(克魯澤)、大型仿人服務機器人Walker、Alpha系列及之后的機器人產品。ROSA聚焦于服務機器人的實際應用需求,優化了語音操控、機器視覺、電源管理、定位導航、運動控制、情緒表現、環境感知、傳感器集成、應用決策、設備互聯及資源調度等功能。優必選科技與知乎達成戰略合作,在人工智能軟件和硬件融合上進行探索及
60、協作共創,探討如何把全球的知識網絡通過機器人連接起來。Turing OS2015年11月,圖靈機器人發布了自身人工智能機器人產品的專屬操作系統Turing OS。該操作系統依靠其背后運行的思維強化引擎、情感計算引擎以及自主學習引擎,提升機器人的多模態交互能力。并基于對人類思維模式、情感識別與的表達研究,從操作系統層面模仿人類的思維與情感。自主學習引擎使機器人具備了一定的學習水平,設計更加人性化。整體而言,在商用服務機器人操作系統方面,老牌開源系統占據了主流市場,各廠商根據各自領域的實際需求也投入操作系統的研發中,市場中產品多樣。但是產品的分散并不利于整體行業標準的建立,對用戶和開發者也帶來了諸
61、多不便。未來市場上是否會有標準的操作系統脫穎而出行業內也眾說紛紜,商用服務機器人操作系統還有很長的路要走。產業鏈分析服務機器人操作系統各行其道,國產品牌逐漸進入市場36Kr-商用服務機器人行業研究報告2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分析2.2.1 核心硬件- 伺服舵機- 芯片2.2.2 軟件或方案集成商- SLAM與機器視覺- 語言等交互技術- 操作系統2.2.3 整機應用2.3 案例分析322019.08隨著人工智能技術的不斷發展,商用服務機器人已經在深度學習、機器視覺、語義理解、認知推理等方面取得了明顯進步,智能化程度明顯提升。在技術驅動下,商用服務機器人的產品類型也在逐漸豐富,并進一步向多
62、個應用場景滲透,由市場中率先落地的送餐機器人向黨建、政務、零售、物流、醫療、情感陪護等多個方向拓展。例如優必選科技的克魯澤機器人,即可應用于黨建、政務和零售等多個場景。黨建機器人是一種新的品類與探索,是人工智能在黨建領域的應用。智慧黨建機器人擁有擬人化的機器人形象,豐富的感知系統以及靈活的交互方式,為不同人群提供不同內容與場景的服務,如黨建日歷、黨建課程、黨務咨詢、入黨宣誓、黨史介紹、展廳導覽講解、黨的精神宣講等多種功能,并結合黨建云平臺為黨組織發展和系統平臺智慧化建設提供助力。政務機器人作為一個分支,也是近一年來比較熱門的應用方向。從形態上來看,政務機器人一般具有人形設計,能夠說話,自主移動
63、,躲避障礙等。從應用場景來看,政務機器人的應用場景主要包括政務大廳、醫院大廳、銀行大廳等,這些政務機器人80%的作用都是作為引導作用,可以簡化工作流程、降低人力成本、提高運營效率,幫助服務大廳智能轉型。零售機器人利用其交互服務體系的獨特優勢,為商業新零售的業績提升探索了新的解決方案。在傳統線下產業鏈分析商用服務機器人智能化明顯提升,應用落地進程持續加速36Kr-商用服務機器人行業研究報告2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分析2.2.1 核心硬件- 伺服舵機- 芯片2.2.2 軟件或方案集成商- SLAM與機器視覺- 語言等交互技術- 操作系統2.2.3 整機應用2.3 案例分析332019.08單
64、店運營中,零售機器人能夠解決店鋪銷售人員素質不齊,培養及管理成本和店面運營成本高的問題,突破服務銷售的局限。同時,機器人銷售形式新穎也在一定程度上娛樂消費者,并為其提供自助消費場景。近年來,電子商務的高速發展帶來物流業務量大幅提升,同時伴隨著土地和人力資本上漲,我國物流業正在從勞動密集型向技術密集型產業轉型升級,具備搬運、碼垛、分揀等功能的智能物流機器人在這一產業背景的驅動之下迅速成長起來。物流機器人一般具備自動導航功能,可以在貨架間移動,根據系統指令識別產品并將其取下貨架,或者將產品及產品貨架整體運輸到快遞員身邊,輔助快遞員進行搬運與分揀,能夠大幅提高物流效率,節約倉庫面積,優勢明顯。醫療機
65、器人是專用于醫療機構的用于醫學檢查治療的機器人,具有高壁壘和高附加值的特征。目前醫療機器人主要用于病患的救援、轉運、手術和康復場景。其中,手術機器主要包括腹腔鏡、骨科、神經外科等類型,因具有定位準確、動作精細、操作靈巧、手術創口小和避免疲勞等優點,被應用于心臟、膽囊、脊柱等多種疾病的外科手術上。情感陪護機器人一般具有擬人化屬性,可以主動識別家庭成員,發起主動對話,主動圖像抓拍與傳輸,語音互動與情感反饋等,解決老年人和青少年在不同年齡段和不同場景下的情感交流與陪伴訴求。產業鏈分析商用服務機器人智能化明顯提升,應用落地進程持續加速36Kr-商用服務機器人行業研究報告2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分
66、析2.2.1 核心硬件- 伺服舵機- 芯片2.2.2 軟件或方案集成商- SLAM與機器視覺- 語言等交互技術- 操作系統2.2.3 整機應用2.3 案例分析342019.08人形機器人迎來發展機遇。我們所處的世界大部分都是為滿足人的需求且依照人的能力來設計和建造的,當人類的部分勞動需要被強化和替代時,在某些場景下需要人形機器人來滿足這種能力訴求。隨著技術進步,人形機器人的仿人能力得到提升,人形機器人也被市場逐漸認知與接受,在更多領域發揮作用。2017 年豐田汽車公司發布了人形機器人”T-HR3”,定位于可以在家庭和醫療機構等各種場景下為生活提供安全支持的伙伴機器人,可以完成更加輕柔與靈活的動
67、作,并在不同姿態下保持全身平衡。波士頓動力的人形機器人Atlas已經具備了倒地自行爬起和連續彈跳后的空翻功能,擁有更強的感知系統和決策系統,行動能力越來越逼近于人類。物流及倉儲機器人高速發展。在傳統物流體系中,物流行業屬于勞動密集型產業,在運輸、倉儲和配送等環節均依賴大量的勞動力。隨著中國人口紅利消失,人力成本大幅提升,促使傳統物流業向結構化和智能化方向發展,AGV和無人車技術被應用在智慧倉儲和智慧物流之中。京東、美團等電商布局AGV無人車,利用AI+無人車技術解決物流中的“最后一公里”的問題,這將極大改變物流快遞及外賣行業的現狀。目前,AGC機器人正在以超過40%的年增速迅速發展,物流機器人
68、作為人工智能的重要落地載體,有望迎來高速發展機遇期。產業鏈分析人形機器人迎來發展機遇,物流及倉儲機器人高速發展36Kr-商用服務機器人行業研究報告2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分析2.2.1 核心硬件- 伺服舵機- 芯片2.2.2 軟件或方案集成商- SLAM與機器視覺- 語言等交互技術- 操作系統2.2.3 整機應用2.3 案例分析352019.08優必選科技(UBTECH)成立于2012年,是一家集人工智能和人形機器人研發、制造和銷售為一體的高科技創新企業。公司專注于人工智能及機器人核心技術自主研發,不斷探索商業化落地,以智能服務機器人為載體,將人工智能產品廣泛應用于教育、零售、安防、公共
69、服務、家庭陪伴等相關領域,為客戶提供一站式服務,打造“硬件+軟件+服務+內容”的智能服務生態圈。產品方面,優必選科技擁有商用智能服務機器人及其解決方案和個人/家庭智能服務機器人兩大應用領域產品?,F已推出多種產品系列以滿足消費者的多元化需求和不同行業垂直客戶的多場景應用需求。案例分析優必選科技為用戶提供一站式的智能服務機器人及解決方案36Kr-商用服務機器人行業研究報告2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分析2.2.1 核心硬件- 伺服舵機- 芯片2.2.2 軟件或方案集成商- SLAM與機器視覺- 語言等交互技術- 操作系統2.2.3 整機應用2.3 案例分析類別產品簡介商用智能服務機器人教育機器人
70、及人工智能教育解決方案優必選科技聯合國內外著名教育專家共同研發的針對中外K12學校人工智能教學的端到端綜合解決方案公共服務機器人(克魯澤 Cruzr)及智慧零售解決方案應用于政務、黨建、零售、餐飲、酒店、機場、高鐵、銀行、教育等領域,目前已投放市場,銷售上萬臺特種服務機器人(安巡士 ATRIS)及智慧園區/校園解決方案應用于戶外日常安防巡檢、遠程應急指揮、高危環境偵測等大型仿人服務機器人Walker2019年CES亮相,未來可應用于家庭服務、智慧康養、商業服務等場景個人/家用智能服務機器人人形機器人系列包括悟空、Qrobot Alpha、Alpha Ebot等人形智能服務機器人Jimu Rob
71、ot教育機器人系列STEM教育智能編程機器人包括第一軍團沖鋒隊員機器人、與迪士尼合作的漫威首款鋼鐵俠智能機器人IP娛樂機器人系列數據來源:優必選科技,36氪研究院整理362019.08技術方面,優必選科技始終專注于人工智能及機器人領域的研發與創新。從機器人領域的核心技術伺服舵機入手,長期研發積累了一系列核心技術,主要技術均為自主研發,包括高性能伺服驅動器及控制算法、多關節運動控制算法、面向服務機器人的計算機視覺算法、智能服務機器人自主導航定位算法、機器人操作系統應用框架ROSA等多項人工智能機器人核心技術。此外,優必選科技與諸多國內外高校合作,打磨核心技術與產品設計。與清華大學成立了智能服務機
72、器人聯合實驗室,與悉尼大學成立了人工智能研究院,與華中科技大學成立了機器人聯合實驗室,與中央美術學院成立了人工智能設計實驗室。優必選科技在深圳、昆明、重慶設有三個智能化服務機器人工廠。其中深圳工廠主要生產伺服舵機及C端消費級機器人,昆明和重慶則主要生產Cruzr(克魯澤)機器人及ATRIS(安巡士)機器人。優必選科技自主研發了服務機器人自動化生產系統,使用了物流AGV、裝配機器人、機器人全功能測試機等多種形式的自動化設備,并采用了汽車行業的滑板生產線進行整機裝配以及SPS物料配送模式,踐行“用機器人造機器人”的生產理念,保證產品質量。優必選科技采用線上線下結合的方式面向全球市場鋪設銷售渠道。截
73、至目前,優必選科技在全球市場全面布局,產品在多個國家和地區銷售。案例分析優必選科技為用戶提供一站式的智能服務機器人及解決方案36Kr-商用服務機器人行業研究報告2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分析2.2.1 核心硬件- 伺服舵機- 芯片2.2.2 軟件或方案集成商- SLAM與機器視覺- 語言等交互技術- 操作系統2.2.3 整機應用2.3 案例分析圖示:Walker圖示:ATRIS(安巡士)圖示:Cruzr(克魯澤)372019.08思必馳于2007年成立于英國劍橋高新區,目前總部位于蘇州,在深圳、北京、上海設立分公司和研究院。思必馳主要為企業和開發者提供自然語言交互解決方案,包括DUI開放平
74、臺、企業級智能服務、人機對話操作系統、人工智能芯片模組等。目前,思必馳已于2018年5月完成5億元的D輪融資。技術方面,思必馳專注于語音交互技術,提供集成應用服務的、軟硬一體化的解決方案和基于特殊智能硬件產品的模塊陣列。語音識別技術提供云端連續語音識別和最高2000條語法規模的本地語音識別,在降噪和遠場處理場景方面有所突破。語音合成技術提供標準男女聲、童聲、名人聲音合成。語音識別升級技術基于語音識別技術基礎的特色語音交互,包括年齡識別、語音喚醒、聲紋識別、性別識別、情緒識別等。語義理解技術針對不同場景和不同領域,支持自然語言理解交互。智能對話技術提供基于任務的對話,支持打斷,上下文理解,多輪對
75、話及豐富服務對接。產品方面,思必馳目前專注于智能車載、智能家居和智能機器人三大應用領域。智能車載提供一體化解決方案,適用于智能車機和后視鏡、便攜式導航儀,HUD等,全程語音操作。智能家居提供純軟及軟硬一體化的解決方案,對WIFI音箱、電視、燈、空調等智能家居產品實現語音交互和控制。為服務型機器人提供聲源定位、個性喚醒、語義理解等交互功能。案例分析思必馳專注于人性化的語音交互技術,提供自然語言解決方案36Kr-商用服務機器人行業研究報告2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分析2.2.1 核心硬件- 伺服舵機- 芯片2.2.2 軟件或方案集成商- SLAM與機器視覺- 語言等交互技術- 操作系統2.2.
76、3 整機應用2.3 案例分析382019.08近年來,隨著人工智能技術的發展,智能交互出現了一個主要矛盾,即:越來越強的通用技術,與使用者高度靈活化和可配置的個性化需求之間的矛盾。為了應對這一矛盾,思必馳在可定制式對話的人工智能方面發力,加強機語音交互中的言語認知和專業化知識圖譜的構建,拓展知識空間,提高機器人反饋與輸出能力,使其更加人性化。思必馳遵循垂直應用拓展的發展戰略。思必馳圍繞四個領域進行整體布局:AIOT、AI芯片、AIBOT、AI生態。AIOT業務在泛物聯網領域(包括智能車載、智能家居、智能玩具、機器人、智能手機等)提供軟件、軟硬一體化、Turnkey一站式等多樣化方案。同時,思必
77、馳確立“云芯”戰略方向,將整合智能終端方案能力與全渠道智慧服務能力,形成All In One解決方案,進入酒店、地產、物流、養老、醫療、教育、安全、社區等更多行業。在垂直應用領域進行拓展,與行業頭部有影響力的公司進行合作,不僅可以為思必馳提供比較穩定的現金流,同時可以形成行業剛需場景和數據積累的先發優勢。思必馳團隊目前500余人,其中70%為研發人員,是典型的技術導向型公司。據悉,目前公司已經基本實現盈虧平衡,年營收在億元左右量級,公司正通過一系列內部治理方案來優化財務結構與現金流,意在資本市場中尋求更多探索。案例分析思必馳專注于人性化的語音交互技術,提供自然語言解決方案36Kr-商用服務機器
78、人行業研究報告2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分析2.2.1 核心硬件- 伺服舵機- 芯片2.2.2 軟件或方案集成商- SLAM與機器視覺- 語言等交互技術- 操作系統2.2.3 整機應用2.3 案例分析392019.08英偉達(NVIDIA)創立于1993年,總部位于美國加州,是全球知名的智能芯片廠商。英偉達主營圖像處理芯片業務,涵蓋5大產品技術系列:GeForce系列、Quadro系列、Tegra處理器、數據中心加速工具Tesla和數據中心工具GRID。從終端應用類型分,英偉達的產品主要服務于游戲、專業圖形化、數據中心、汽車、OEM&IP五種需求。在營收結構方面,據英偉達2018年報顯示,
79、游戲業務仍然是最大主營業務構成板塊,占據53%比例,其次為數據中心占據25%比例,再次為專業可視化業務占比10%,然后為OEM&IP占比7%,汽車業務占比最少只有5%。英偉達的數據中心主要服務于高性能計算、大數據和人工智能三大市場,基于NVIDIA Tesla加速工具進行GPU加速運算,能夠讓客戶軟件的計算性能案例分析圖像處理芯片領導者英偉達在人工智能領域加快發展36Kr-商用服務機器人行業研究報告2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分析2.2.1 核心硬件- 伺服舵機- 芯片2.2.2 軟件或方案集成商- SLAM與機器視覺- 語言等交互技術- 操作系統2.2.3 整機應用2.3 案例分析處理器技
80、術類型產品代表/解決方案游戲GeForce、TegraGeForce RTX 2060專業圖形化Quadro多種用于工作站的解決方案數據中心Tesla、GRIDTesla P100汽車Tegra搭載雙Tegra X1的DRIVE PXOEM&IPGeForce/數據來源:英偉達,廣發證券,36氪研究院整理402019.08提升5倍,運營成本下降60%。受益于人工智能發展和各行業對于加速計算能力的需求,英偉達在數據領域的收入持續增長,2018年數據中心收入29.32億美元,同比增長52%。英偉達數據中心的客戶既涵蓋哈佛、斯坦福等高等學府,也包括知名能源、金融、制造公司,以及電商、社交媒體、云服務
81、提供商等網絡公司,市場前景廣闊。英偉達抓住人工智能芯片的發展契機,利用其在GPU領域的領先優勢,大力發展AI芯片。英偉達在2016年推出了第一個專為深度學習優化的Pascal GPU;接著在2017年又推出了性能相比Pascal提升5倍的新GPU架構Volta,以及新的神經網絡推理加速器TensorRT 3,TensorRT作為一款可編程推理加速器能加速現有和未來的網絡架構。據悉,英偉達于2019年3月以69億美元收購以色列芯片制造商Mellanox,用于布局新一代數據中心的解決方案,以減少對游戲行業的依賴,為企業發展尋找新的動力引擎。Mellanox公司以InfiniBand和以太網產品線知
82、名,通過對Mellanox的收購,對兩者技術優勢進行深度整合,將帶來更高性能的數據處理功能以及互聯集成技術,由此設計新的數據中心解決方案。這是英偉達為了應對5G技術的普及與應用而對數據中心算力進行的一次全新升級,圍繞5G主題在全球展開新的產品線布局,把握新的市場機遇。案例分析圖像處理芯片領導者英偉達在人工智能領域加快發展36Kr-商用服務機器人行業研究報告2.1 產業鏈圖2.2 產業鏈分析2.2.1 核心硬件- 伺服舵機- 芯片2.2.2 軟件或方案集成商- SLAM與機器視覺- 語言等交互技術- 操作系統2.2.3 整機應用2.3 案例分析行業總結與前景分析CHAPTER 行業總結前景分析4
83、22019.08商用服務機器人的核心價值在于以高效能和高性價比的機器作業來替代或輔助人類生活與勞動。在需求端需求爆發和環境較高程度標準化的場景化驅動下,物流、零售和咨詢引導性商業服務機器人得以發展。此外,經過行業研究與市場調研,我們發現,近一年以來,黨建、司法、政務領域正在成為商用服務機器人新的放量領域。機器人在黨建領域的應用符合我國黨的建設信息化及互聯網化的發展特點,順應時代要求,利用機器人進行黨史知識查詢與宣傳,黨史館講解與引導,黨的十九大精神宣講與傳播,使黨的發展信息傳播更加靈活趣味,更容易為受眾所接受。司法領域具有專業化特征,民眾對于司法專業知識的普及性不強,機器人基于其強大的知識庫和
84、案例儲存功能,能夠在法律知識普及與案例查詢應用中發揮價值,減少工作人員的重復性勞動,提高信息檢索與案例查找效率,方便進行案例對比與分析,法條及司法解釋的應用類型化梳理歸納,提高信息利用效率。機器人在政務領域的應用主要依賴于地方政府對其認可程度與普及成熟度,是一種自上而下的推廣模式。目前,各地區機關和事業單位都在實行政務集中辦理和簡化政務流程手續,多種業務異地同步辦理等一系列的便民政策,機器人能發揮引導和交互的作用,提高辦事效率。行業總結黨建、政務、司法領域正在成為商用服務機器人新的放量領域36Kr-商用服務機器人行業研究報告3.1 行業總結3.2 前景分析4336Kr-商用服務機器人行業研究報
85、告2019.08今年以來,中國商用服務機器人經過一段時間之內的產業狂熱后逐漸回歸理性,在行業標準化道路上進行探索與重構。市場認知也逐漸清晰,即在當前行業背景下,在技術迭代基礎上,企業只有打磨應用場景才能使產品得以加速落地,在新的市場環境中獲取有力競爭地位。不同場景化下的落地應用,產業的深耕程度成為衡量商用服務機器人產品價值的標準。中國機器人行業與國外領先水平相比,發展較晚,核心零部件技術薄弱,很多核心零部件對進口的依賴性較高,因而成本居高不下。但是,近年來隨著國內研發投入的提高,機器人廠商在核心技術上陸續出現突破,機器人性能也有明顯的提升。商用服務機器人在實際的應用中已經可以協助或獨立幫助人類
86、完成一些簡單的工作。機器人的運動能力也隨伺服舵機的發展越來越強,行動越來越靈活,這使得企業開始關注機器人的更多落地應用方向。不同于工業機器人,商用服務機器人具有更強的消費屬性,產業發展的核心邏輯是需求驅動,以用戶價值為主導。在落地場景打磨中,能夠充分發揮機器人的工具性、娛樂性、教育性價值,切入到較為剛性和高頻需求,挖掘市場痛點并給與高效解決方案的企業將擁有行業競爭力。在需求明確的B端市場,因服務行業的跨度大且呈精細化運營的發展趨勢,客戶的個性化需求愈發增加,所以目前個性化深度定制成為主流。行業總結產業回歸理性,在技術迭代基礎上,打磨應用場景以加速落地3.1 行業總結3.2 前景分析442019
87、.08商用服務機器人兼具消費屬性和服務屬性,以滿足和服務于人類需求為發展根本驅動力。在分析產業的發展邏輯與發展路徑時,我們也遵循上述邏輯與核心要點。我們認為,商用服務機器人行業將以滿足需求升級、需求替代、需求替代為線索進行階梯式發展。從需求角度來看,我們基本可以把市場需求分為需求升級、需求替代和需求探索三個層次。需求升級是對目前市場中已經存在的智能產品進行更深層次的智能化、自動化和多功能化升級,為產品賦予更高的附加值。需求替代是利用一種新的實現方式來替代原有需求的滿足方式,在實際應用中大多為使用機器人來替代人。需求探索是面向未來的某種需求,該種需求尚未被驗證,需要逐漸進行探索與印證。我們認為,
88、需求升級和需求替代將是首先被落地和驗證的方向。首先,此種需求是被印證確實存在的,偽需求的風險大大降低;其次,通過技術迭代和解決方案優化來對現有需求的實現方式進行升級,可以有效提升處理效率,符合生產力發展進步規律;最后,從信息被人類大腦所接收和認知的角度來看,這種需求升級將對已經植入心智中的概念進行延伸與拓展,會在原有認知的基礎上進行自然迭代,不會產生大幅度割裂,市場教育和滲透成本較低,更有利于推廣。需求探索產品將滿足選擇性豐富和個性化需求,前期需要大量市場培育,壁壘較高,發展潛力較大。前景分析行業將以滿足需求升級、需求替代和需求探索為線索階梯發展36Kr-商用服務機器人行業研究報告3.1 行業
89、總結3.2 前景分析4536Kr-商用服務機器人行業研究報告2019.0836氪研究院依托36氪媒體與創業服務屬性,擁有完善的一級市場企業數據庫和強大的傳播資源;配備多名深耕于各細分領域的資深分析師;研究覆蓋人工智能、區塊鏈、醫療、金融、文娛、消費、汽車、教育等多個領域;受眾集中于投資者、創業者等高凈值人群,兼具行業深度與影響力。目前,36氪研究院已形成行業研究報告、企業調研報告、用戶數據報告等三大產品矩陣,致力于讓一部分人先看到未來。36氪研究院介紹附錄0201040336氪研究院依托36氪媒體與創業服務屬性,擁有完善的一級市場企業數據庫和強大的傳播資源資源05配備多名深耕于各細分領域的資深
90、分析師資深研究領域覆蓋人工智能、區塊鏈、醫療、金融、文娛、消費、汽車、教育等多個領域研究領域受眾集中于投資者、創業者、分析師等高凈值人群,兼具行業深度與影響力受眾目前,36氪研究院產出形式主要包括行業研究報告、企業調研報告、用戶數據報告等三大產品產出46分析師聲明作者具有專業勝任能力,保證報告所采用的數據均來自合規渠道,分析邏輯基于作者的職業理解,本報告清晰準確地反映了作者的研究觀點,力求獨立、客觀和公正,結論不受任何第三方的授意或影響,特此聲明。免責聲明36氪不會因為接收人接受本報告而將其視為客戶。本報告僅在相關法律許可的情況下發放,并僅為提供信息而發放,概不構成任何廣告。在任何情況下,本報
91、告中的信息或所表述的意見均不構成對任何人的投資建議。在法律許可的情況下,36氪及其所屬關聯機構可能會持有報告中提到的公司的股權,也可能為這些公司提供或者爭取提供籌資或財務顧問等相關服務。本報告的信息來源于已公開的資料,36氪對該等信息的準確性、完整性或可靠性不作任何保證。本報告所載的資料、意見及推測僅反映36氪于發布本報告當日的判斷,本報告所指的公司或投資標的的價格、價值及投資收入可升可跌。過往表現不應作為日后的表現依據。在不同時期,36氪可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告。36氪不保證本報告所含信息保持在最新狀態。同時,36氪對本報告所含信息可在不發出通知的情形下做出修改,投資者應當自行關注相應的更新或修改。36Kr-商用服務機器人行業研究報告2019.0836Kr-商用服務機器人行業研究報告