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服务机器人的应用及市场规模

2019年10月15日 15:05 次阅读

  服务机器人的主要应用领域

  服务机器人是一类用以辅助人们日常工作、生活、休闲,以及帮助残疾人与老年人的机器人系统。在工业机器人系统中,机器人的任务是完成高质量、高一致性的生产任务。服务机器人与之不同的是,工业机器人通常工作在有人的空间或者会直接同人类协作工作,服务机器人通常从事专业服务和个人服务两种工作。

  专业服务机器人

  专业服务机器人主要指能够产生经济效益的服务型机器人,如用于物流自动化、基建设施巡检、医院送药、商业草坪清理、娱乐等,其市场规模正以30%的年增长率迅速扩大。国际机器人联合会(IFR)和德国机械设备制造业联合会(VDMA)的数据表明,已有超过172000台专业服务机器人用于各行各业。

  物流自动化

  伴随“即时生产”降低库存的发展趋势,低成本、高灵活性的物流系统日益成为供应链管理中的重要组成部分,例如著名的亚马逊Kiva仓储机器人系统与FedEx及UPS的自动化配送中心。然而,它们只能在量身定制的固定仓库中使用。若想让机器人发挥更大作用,就必须赋予机器人更高的机动性:能够应对楼梯、电梯、房门、不平坦的地面和杂乱环境等人类生活的常见场景。随着研究的进展,高机动性机器人也正在逐步成为现实,它们将使整个物流系统变得更加快速、灵活、廉价、可控、稳定。

  不少公司已经将目光投向物流市场,包括生产酒店运输机器人的Savyoke,为医院制作运输机器人的Aethon和Vecna,生产超市仓储机器人的Bossa Nova,着眼于无人机快递的Amazon Prime Air和Google Project Wing,提供最后一公里物流快递的Starship Technologies和生产仓储机器人的Fetch等。物流机器人市场的指数增长使得该领域成为未来15年最大的投资热门。

  基础设施巡检

  机器人技术在桥梁、道路和管网等基础设施的检修与保护方面有着巨大的应用前景:如用于检查桥梁和港口的无人船与无人机、用于监控地下管道与线路的无人车、用于巡检管道与电网的无人机等,还能为石油和天然气产业提供监控服务。

  这类系统借助多种先进传感器和其他机器人技术,能够胜任各种复杂的地下任务。这类机器人可以全天候自动判断故障,在与人类协同工作的同时减少人类的介入,较低成本,提高效率。其应用在未来5年将增长约20%。

  无人机正成为巡检领域的一个有效机器人平台。未来5年,无人机将变得更小、更便宜、更可靠,如大疆和3D Robotics等公司仅售约2000-3000美金。

  目前,无人机系统存在的主要挑战包括:(1)操作的安全性与隐私性问题;(2)发生故障后的失效保护功能;(3)对环境变化的适应能力;(4)在飞行过程中处理获得的大量数据;(5)新型飞行器设计;(6)多机协同作业与避免碰撞。

  远程替身机器人

  远程替身机器人是最典型的用于改善人类交流体验的服务机器人,是继视频会议之后的又一次通讯变革,让交流协作更加高效。远程替身机器人不仅能够让员工在外也能身临其境,如Beam、VGo和Double等公司为企业办公开发的系统,还能让无法去学校的学生在家上课。

  在医护领域,配备有摄像头、麦克风和扬声器的远程医疗机器人能够让医生与患者『面对面』交流。目前,基本用于中风这类需要及时诊断的疾病。未来,远程医疗机器人将还能用于术后护理、慢性病调理等领域。此外,研究人员已经尝试将其用于老年人的家庭监护。这类机器人能够显著降低医护成本,为更多人提供良好的医疗技术服务。

  娱乐

  机器人技术在娱乐和游戏行业的应用越来越广泛,如Bot & Dolly公司在电影拍摄行业的应用,Anki Cozmo公司的交互型智能玩具和乐高发布的可编程机器人等。2016年风靡全球的《Pokemon Go》是增强现实技术(AR)在商业领域的首次成功应用。作为机器人交互的重要技术,AR进入游戏行业将促使其发展进一步加速。

  交通运输

  随着机器人技术的成熟完善,原本用于专业环境的无人运输系统将有可能用于城市等其他交通环境中。未来几十年,人们的出行方式将被彻底改变,如赛格威和丰田开发的平衡车等新型个人交通工具,完全自主驾驶的机器人也即将面世。2016年,谷歌的无人驾驶汽车行驶里程突破200万英里,特斯拉发布了高速自动巡航技术,Uber也开始尝试用自动驾驶汽车接受出租订单,美国国家公路和运输安全管理局(NHTSA)还发布了促进自主驾驶汽车发展的指导文件。

  此外,研究人员试图从智能路网的角度,通过增加传感器、摄像机、自动收费等装置解决交通问题。一个被称为“车辆基础设施集成(VII)”的公私合营国家计划正尝试将智能车与智能路网结合起来,创建虚拟的交通信息网。

服务机器人的应用及市场规模

  服务机器人市场规模

  近年来,全球机器人产业在基础技术、市场规模、企业智能化转型方面持续提升。2018年全球市场规模达到298.2亿美元,2013-2018年平均增长率约为15.1%。

  其中,我国服务机器人的市场规模快速增长,成为机器人市场应用中颇具亮点的领域。随着人口老龄化加快以及医疗、教育需求的持续旺盛,我国服务机器人市场存在巨大潜力和发展空间,2018年我国服务机器人市场规模达到18.4亿美元。

  目前来看,我国机器人产业发展已经形成了几大特征。目前国内主要机器人产业集聚区域,已结合各自资源禀赋,在经济发展水平、工业基础、市场成熟度与人才环境等关键因素影响下,形成错位发展的典型特征。

  其次,应用场景由传统制造领域向新兴领域加快延伸。工业机器人应用领域不断扩大,已经由汽车、电子、食品包装等传统领域逐渐向新能源电池、环保设备、高端装备、生活用品、仓储物流、线路巡查等新兴领域加快布局。

  不过,近年来国内企业和科研机构加大机器人技术研究与研制方向的人才引进与培养力度,在硬件基础和技术水平上取得显著提升,但现场调试、维护操作与运行管理等应用型人才的培养力度依然有所欠缺,所以,人才培养方面“重研发、轻应用”的现象仍然存在。

  按区域来说,目前长三角地区在我国机器人产业发展中基础相对最为雄厚,珠三角、京津冀地区机器人逐步发展壮大,东北地区虽具有一定机器人产业先发优势,但近年来产业整体表现较为有限,中部和西部地区机器人产业发展基础较为薄弱,但已表现出相当的后发潜力。

  从机器人产业发展趋势看,随着人们对智能生活需求的提升,机器人技术的发展可谓一日千里。各种相关预测也认为,中国在不久后将成为全球最大的机器人应用市场,预计在2030年产业规模将达到260亿美元,至少占到全球1/3。

  在众多应用领域中,工业生产与制造的智能化升级被视为释放中国庞大生产力的一个重要抓手,这也为中国工业机器人蓬勃发展带来强有力支撑。据估计,到2023年,中国工业机器人的产业规模将达到156亿美元,逼近全球工业机器人产业规模一半左右。据华为发布的《全球产业展望GIV 2025(Global Industry Vision 2025)》预测,到2025年,每万名制造业员工将与103个机器人共同工作。

  在服务机器人领域,中国市场需求同样潜力巨大,对此GIV也预测称,到2025年智能个人终端助理将覆盖90%的人口。在特种机器人领域,应用场景范围扩展,市场进入了蓄势待发的重要时期。

  不过,在快速发展背后,有些问题也同样需要注意。首先就是我国机器人技术演进较快,应用场景变化大,但国家标准定制周期较长,通常需要2-3年时间,因此会出现机器人标准制定进程明显滞后于市场发展情况。而标准体系不完善,导致机器人研发、生产、销售、集成、服务等很难形成有序和细化的产业链;从市场需求角度看,现有机器人产品尚不能满足用户智能化需求,人机交互、柔顺控制、功能仿生、智能感知等关键技术严重制约机器人发展。

  此外,由于关键零部件依赖进口,导致中国机器人企业处于被动状态,生产成本难以降低。

  从专利申请数据角度看,国内科研单位、高校和个人的专利数量在工业机器人、服务机器人专利总量中分别占比33.6%、45%,但由于缺乏技术转化平台,面临严重的成果转化率低的问题,大量学术资源、技术资源未被充分利用,同时也导致技术成果与生产应用、产业需求不匹配,经济价值无形流失。

  不过,伴随机器人开始应用于越来越多的实际应用场景,机器人制造过程中轻型化、柔性化、智能化趋势明显。在行业人士看来,未来机器人将越来越灵巧、安全,并且可以以更多形式提供服务,大大扩展机器人应用范畴。

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发表于 2019-09-27 08:07 106次阅读
基于图像的机器人视觉伺服系统该怎么设计?