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国产服务机器人仍未取得实质性突破

服务机器人是机器人家族中从事除工业生产制造外的机器人,发展时间较工业机器人晚,但是发展速度快,投资力度大,市场前景广阔。2018年全球服务机器人市场销售额达到112亿美元,增速达到34%,远超工业机器人9%的增速。国内服务机器人发展更快,2018年增速达到43.9%,国产化也有一定亮眼的表现,但是目前国内自主服务机器人在单体价值较高的领域占比仍然较小,在一些核心技术上与国外先进的企业仍有一定差距。

服务机器人分为专业服务机器人和个人/家庭服务机器人,前者在物流、安防、公共服务、医疗、农业、体外骨骼和建筑等行业为社会群体服务,后者在家庭、娱乐和教育等领域为个人服务。服务机器人起步稍晚,但增速快,自2010年以来,每年持续增长,年复合增长率达到13.9%,如图1所示。

图1 2010-2018年全球服务机器人销售额

(资料来源:IFR,金智创新行业研究中心)

从产业链各环节看服务机器人国产化进程

与工业机器人的环境特定、追求效益、对精度和力矩要求高等特点相比,服务机器人工作环境处于不确定性较大的领域,应用场景比较复杂,对环境识别、控制算法、人工智能等要求更高。服务机器人的核心零部件及技术主要包括激光雷达、视觉识别、SLAM导航、伺服舵机、语音技术等,如图2所示。上游的人工智能芯片和舵机(包括伺服电机,减速器,驱动器等)主要依赖国外进口,激光雷达和SLAM导航领域目前已经有一定的国产化规模(镭神智能已经有多款激光雷达、SLAM导航、传感技术的产品应用于机器人),但是如果下游增量快,鉴于上游的技术壁垒本身较高等因素,产能紧张时会严重影响制造厂商;中游语音技术国内基本几大公司都有成熟产品(科大讯飞、百度等),图像技术(GPU芯片等目前已经可以小范围应用),高端操作系统严重依赖国外产品,服务机器人制造商中自主品牌占比较少,全球超过700家服务制造商大多数为美国、日本、欧洲、韩国的企业,如图3所示;下游环节是由市场需求主导,服务机器人需求场景根据市场化程度,可分为三类:原有需求升级、现有需求满足、未知需求探索。中国市场人口体量大、经济增快较快、老龄化严重等特点注定第一类和第二类需求近期增量可观,这些都为服务机器人的国产化提供了良好的发展环境。

图2 服务机器人产业链上核心技术和零部件

(资料来源:公开资料,金智创新行业研究中心)

图3 IFR标识的全球服务机器人厂商分布(截止到2018年)

(资料来源:IFR,金智创新行业研究中心)

服务机器人增速可观,仍存在不足

近年来,中国服务机器人增速可观,2018年中国服务机器人销售额18.4亿美元,同比增长43.9%,高于全球服务机器人销售额增速(34%),如图4所示。与此同时也有许多国产自主企业成长起来,家庭服务机器人领域中具有代表性企业有儿童教育企业优必选等、室内清洁企业科沃斯等、家庭陪伴领域企业康力优蓝等,医疗机器人企业博时股份、安翰医疗等,零售机器人云迹科技等,外骨骼机器人企业铁甲钢拳等,激光雷达服务商镭神智能等。2019年6月27日,全球首例骨科手术机器人多中心5G远程手术完成,两个手术台的国产机器人“天玑”是由北京积水潭医院、北京航空航天大学、北京天智航公司、中国科学院联合研发的,堪媲美著名的“达芬奇”机器人,它的诞生是全国医工技领域顶尖精英共同智慧和努力的结晶。此外,相关技术实力储备深厚的大企业也在进入服务机器人行业,如美的集团、小米科技、百度、海尔等。

国内服务机器人企业的崛起有国内市场需求和政策支持良性的影响,但是整体服务机器人行业中单体价值较高的领域国内涉足的仍然占比不足。目前看国内服务机器人行业存在四个问题:其一专利数量增长快,但质量不够。2012年服务机器人专利只有154件,2018年仅前三季度申请的专利已经达到1901件,增速迅猛,但是很多机器人企业提交的实用新型和外观设计专利申请较多,技术含量较高的发明专利申请很少,国内企业对产品的研发创新不够;其二研发成果难以商业化,高校和科研院所的研究成果无法快速转化为产品,偏重理论和科技含量低是一方面,另一方面原因是国内对科技成果落地转化认识不够;其三服务机器人整体上成本较高,国内普及度仍然不够,根据统计,我国家庭服务机器人在沿海城市和内地城市渗透率分别为5%、0.4%,与发达国家相比仍有不小差距,这对服务机器人在降低成本方面的研发有一定的刺激作用,毕竟多数服务机器人属于消费品;其四细分领域发展不均匀,除了物流机器人外,家庭娱乐机器人占比较重,这些机器人的单体价值较低,科技含量较专业服务机器人低很多,此现象的背后的原因是高端硬件和算法的落后。

图4 中国服务机器人市场规模及增长率

(资料来源:IFR,金智创新行业研究中心)

结语

服务机器人相比于工业机器人起步较晚,国产化的发展相对更晚。由于中国市场的需求量大,近几年国内自主机器人有了一定发展,在上游技术(激光雷达和传感器)和高价值机器人(天玑机器人)制造上面有了一定的突破,但是整体上的成果仍在低端服务机器人上面,上游高科技和中游算法、控制系统的壁垒仍在阻挡国产化的进程。

版权属于:阿劝

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