机器人（Robot）是（shì）自动执行工作的（de）机（jī）器装（zhuāng）置。它既（jì）可以（yǐ）接受人类指挥，又可（kě）以运行预先编排的程序，也可（kě）以根据以人（rén）工智（zhì）能（néng）技术制定的原则纲领行动（dòng）。它（tā）的任务是协助或取代人类工作的工作（zuò），例如生产业、建筑业，或（huò）是危险（xiǎn）的工作。

一（yī）、服务（wù）机器人行（háng）情

（一）种类多（duō），应用（yòng）广

服务机器（qì）人（rén）是机器人家族（zú）中的（de）一个年轻成员，到目前为止尚没有一个严格的定义。不（bú）同国家对服（fú）务机器人的认（rèn）识不同。

国际机器人（rén）联合（hé）会（huì）经过几年（nián）的搜（sōu）集整（zhěng）理，给了服务机器人一（yī）个初（chū）步的定义：服务机器人是一种（zhǒng）半自主或全自（zì）主工作的机器人，它能完成有益于人类健康的服务工作，但不包（bāo）括从事生产的设备。这里，我（wǒ）们把（bǎ）其它（tā）一些贴（tiē）近（jìn）人们生（shēng）活的机器（qì）人也列入其中（zhōng）。

根据应（yīng）用领域的不同（tóng），目前服务机器人（rén）可分为个人（家庭）服（fú）务机（jī）器人和专（zhuān）业（yè）服务（wù）机（jī）器人（rén）两大种类。个人（家庭）服务机器人（rén）包（bāo）括家政机器人、休闲娱（yú）乐机器人以及（jí）助老助残（cán）机（jī）器人，而专 业机器人则包括物流机器人、防护机器人、场地机器人、商业服务机（jī）器人和医疗机器人（rén）。

（二（èr））多因素驱动行业发展

1、劳动（dòng）力（lì）成本上升和消费升级推动行业需求增长

劳动力人口下降推动（dòng）了劳（láo）动力成本的上（shàng）升。数据显（xiǎn）示（shì）我国劳动力人口逐渐下降，16-59 周岁（suì） 人口（kǒu）数量在 2012 年时为（wéi） 9.37 亿人，占总人口比重为 69.2%，随后逐年下降，2018 年劳动（dòng）力人 口总数为 8.97 亿人，占总人口比重 64.3%，同（tóng）比减少 470 万人，比重下降（jiàng） 0.6 个百分点，劳动 力人口的（de）持续下降推（tuī）高（gāo）了我国（guó）劳动（dòng）力的成（chéng）本。

我国城（chéng）镇单位就业人员工资从 2000 年（nián）的 9333 元增长至 2018 年的 82413 元，年均复合增（zēng） 长率为 12.86%。且（qiě）人（rén）口结（jié）构老龄化使得劳动力（lì）的供（gòng）给继（jì）续减少，进（jìn）一步推高了人（rén）力成本（běn），从而 加强（qiáng）了对于“机器人（rén）替（tì）人”的需求（qiú）。

第三产业占比提（tí）高提升了对服务机器（qì）人（rén）的需求。我国第三产业在 GDP 中的占比持续提升， 2019 年我国第三产业占 GDP 的比重已增加至 53.9%。我国第三产业就业人数占比从 2000 年（nián）的 27.5%提（tí）升（shēng）至 2018 年的 46.3%。第三产业属于劳（láo）动密集型产业，其占比（bǐ）的提升有望推动服（fú）务机 器人需（xū）求的增长。

消费（fèi）升级推动行业需求增长。数据显示，2019年我国城镇居民人均可支配收（shōu）入（rù）为42359元， 同比增长 7.9%，近 10 年的年均（jun1）复合（hé）增长率（lǜ）为 9.45%。2019 年最终消费支出对 GDP 增（zēng）长的贡 献率为 57.8%，长期（qī）看我（wǒ）国消费升级的（de）趋势仍将继续。在长期消费升级的趋势（shì）下，行业有望保持 增长。

随（suí）着生活节（jiē）奏的加快，人们希望（wàng）从繁琐的家（jiā）务中（zhōng）解脱出来（lái），而家政机器人的出现（xiàn）使人们的生活更加（jiā）便利（lì），也满足了人们追求高品质生活的（de）需求。同时年轻（qīng）一代消费者（zhě）对于智能产品的消费需求不断（duàn）升（shēng）级，从智能手机到智能穿（chuān）戴、智能家居、智能车载等，从单纯的工具性应用到情感交流、 日（rì）常陪护，服务机（jī）器人正（zhèng）逐渐成为人们日常生活的一（yī）部分（fèn）。

2、技术进步推动（dòng）行业发展

服（fú）务（wù）机器人的主（zhǔ）要（yào）功（gōng）能包括导（dǎo）航（háng）定位、运（yùn）动控制和人机交（jiāo）互，涉及的主要技术分别为 SLAM （定位和地图创建）、液（yè）压控制/电机控制、人工智能技术。

①导（dǎo）航（háng）定位（wèi）技（jì）术使服务机器人能够感知周围环境，并（bìng）自主规划（huá）路（lù）径进行移动，目前（qián）的扫地机器人、送餐（cān）机器人（rén）、配送机（jī）器人等的（de）核（hé）心就是（shì）导航定位技术。按（àn）照所实现（xiàn）的功能划分（fèn），自主定位（wèi）导航技术主（zhǔ）要包括了自主地图构建（jiàn）（基于现有地（dì）图、离线地图及（jí）同步定位和建图）、实时环境定位（wèi）（同步定位（wèi）和建图（tú）与信标定位（wèi）等）、导航（全（quán）局（jú）、局部路（lù）径规划及障碍物规划）、传感器技术（激 光雷达、深度摄像头等（děng））。

②运（yùn）动控制技术（shù）则赋予了服务机（jī）器人按（àn）需求进行运动的能（néng）力，核心技术包（bāo）括（kuò）控制传感器（qì）、伺服舵（duò）机、减速器等（děng），舵机机器人就是（shì）以运动控制技术为核心（xīn）的服务机器人。除部分（fèn）特定（dìng）领域（yù）机器人外，市（shì）面上多数服（fú）务机器人为稳定型和可靠性更强的轮式或（huò）履带式，但从长远的角（jiǎo）度来看，随着（zhe）服务（wù）机器人服务范（fàn）围的扩大，行走环境也将变得多样（如楼梯），因此足式机器人才是未来发 展的（de）趋势，而足式机器人也对运动控制技（jì）术提出（chū）了更高的（de）要求。

③人工智能技术大幅（fú）提（tí）高了服（fú）务机器人的智能化程度，不仅使机器人具备了基本的语言沟（gōu）通能力、图像识别能力，甚至（zhì）赋予了机器人情（qíng）感交流和强大的逻辑计（jì）算能力。此（cǐ）外（wài），利用深度学习算法，并（bìng）加以大量数据的（de）训练，服务机（jī）器人就（jiù）可以模仿人类形成自己（jǐ）的一套做事方法，并（bìng）在之后 加以运用。

技术进步能够更好的满足下游需求（qiú）。服（fú）务机器（qì）人是技术驱动型行业，其性能满足人们的需求是产（chǎn）品（pǐn）大规模推广的先决技术条件。随着（zhe）技术的进步，服（fú）务机器人（rén）产（chǎn）品（pǐn）的性（xìng）能（néng）不断提升，行业有望迎（yíng）来高速增长。以（yǐ）扫地机器人为例，在（zài）行业（yè）发展的（de）初期（qī），扫地机器（qì）人（rén）为随机碰（pèng）撞（zhuàng）式，存在漏（lòu）扫、重复清扫、容易被困等诸多（duō）问题（tí），产品（pǐn）接受度不高。随着技（jì）术进步和产品性能的提（tí）升，扫地（dì）机（jī）器人逐渐跨过了（le）够（gòu）用（yòng）、好用两个门槛，行业迎来了高速增（zēng）长，并诞生出科沃斯、石头（tóu）科技两家上市（shì） 公司。

目前在服（fú）务机器人的三大技（jì）术中，导航定位技（jì）术发展相对成熟，以导航技术为核（hé）心（xīn）的产品也 更早成熟（shú），比如扫地机器人、无人机（jī）等。此外，物联网、5G 以及云计算的发（fā）展，都将（jiāng）为行业注（zhù） 入增长动力。

技术成（chéng）熟和规模效应带（dài）来产（chǎn）品价格下降，从而推动行业成长。服务机器人目（mù）前处于行业发展（zhǎn）的早期阶段（duàn），研发费（fèi）用较高（gāo），并且规模化程度不高，因此（cǐ）产品价格（gé）高（gāo）启（qǐ）。随着技术的成熟和产品渗透率提升（shēng）后（hòu）的规模效应，服务机器人产品的价格（gé）将（jiāng）会呈现出下降趋势。而服务机器（qì）人价格的下 降（jiàng）也将加快其渗透率的提升，从而推（tuī）动行（háng）业增长。

3、服务机器人不断拓展新（xīn）的应用领域

随（suí）着（zhe）行业（yè）的发展，服务（wù）机器人也在“人做不到的事”和“人不（bú）愿意做的事”上大展身手，从而创造出新的需求。例如一些（xiē）专业机器人在（zài）极端环境和精细（xì）操作等特殊领域（yù）中的应用，比如达芬 奇手术（shù）机器人（rén）、反恐防暴机器人、军用无人机（jī）等（děng）。

其中，达芬奇手（shǒu）术机器人可以辅助医生进行手术，可以完成一（yī）些人手（shǒu）无法完（wán）成的极为精细（xì）的动作，手术切口也可以开（kāi）的（de）非（fēi）常小，从而加快患者的术后恢复；而反恐防暴机器人可（kě）用于替代人们在危（wēi）险、恶劣、有害的环境中进行探查、排除或销毁爆炸物，此（cǐ）外还可（kě）应用于（yú）消（xiāo）防、抢（qiǎng）救人质、以及与（yǔ）恐怖（bù）分子对抗等（děng）任务；军用无人机可应用（yòng）于侦察预警、跟踪定位、特种作（zuò）战、精确制导、 信息（xī）对抗、战场搜救等各类战略和（hé）战术任务，在现代军事领（lǐng）域得到了极为（wéi）广泛的（de）应用。

4、政策支持为行业发（fā）展（zhǎn）保驾护航（háng）

为促进我国服务机器人产（chǎn）业健康发展，工信（xìn）部等（děng）部委陆续出台一系（xì）列政策。国家发改委、工（gōng） 信部和财政部 2016 年共同制定的《机器人（rén）产业发展规划(2016-2020 年)》明确，到 2020 年，我 国实现服务机器人年销售收入超 300 亿元，在国家政策的引导下，我国服务机器人发展迅速。

（三）中国（guó）服务机（jī）器人市场快速增长

1、服务机器（qì）人行业发（fā）展迅速，市场空间巨大

根据IFR数据，2018年全球（qiú）服务机（jī）器人市场规模为（wéi）92.5亿（yì）美元，近5年复合增长率为23.5% 其中（zhōng）家用服务机器（qì）人（rén）、医疗（liáo）服（fú）务机（jī）器人和公共（gòng）服务机器人市场规（guī）模分（fèn）别为 44.8 亿美元、25.4 亿 美（měi）元（yuán）和 22.3 亿美元（yuán）。

2018 年中国服务机（jī）器人的市（shì）场规模为 18.4 亿（yì）美（měi）元，占全球市场的比（bǐ）例为（wéi） 19.9%，中国服务 机器人市场规模近（jìn）五年的复合增长率为 40%，增长（zhǎng）速度快于全球市（shì）场。中国电子学会预计，随 着停车（chē）机器人、超市（shì）机器（qì）人等新兴应用场景机器人的快（kuài）速发（fā）展，2021 年我国服务机器人市场规 模有望接近 40 亿美元。

服务（wù）机器人市场（chǎng）空间巨大，麦（mài）肯锡（xī）咨询将机器人列入影响（xiǎng）未来的12项颠（diān）覆性技术，并预（yù）测到 2025年，先进机器（qì）人在在（zài）制造业（yè）、医疗和服务等产业领域（yù）的应用可创造1.7万亿—4.5万（wàn）亿（yì）美元（yuán）的 产值。其中，应用（yòng）于人体功能增（zēng）强的机器人（rén）领域（yù）将（jiāng）创造（zào）6000亿—2万亿美元的产值；在外科手术 机器人领域，将创（chuàng）造2000亿—6000亿美元的产（chǎn）值；在家庭服务机器人领域，将创（chuàng）造（zào）2000亿（yì）—5000 亿美元的产值；在商用服务机（jī）器人领域（yù），将创造1000亿—2000亿美元的产值。

2、我国已涌现出一批（pī）优秀（xiù）的服务机器人企业

从产业链上（shàng）看，服务（wù）机器人的上游为零部件厂商，包括芯（xīn）片、传感器、舵机、减速器（qì）等；中 游包括系统集（jí）成商、本（běn）体制造（zào）商；下游产品主要分为（wéi）个人/家庭和（hé）专业两类，分别面向 C 端和 B 端（duān）用户（hù），产品最终面向各个细分的服务领域。

服务机器人（rén）行业起步较（jiào）晚（wǎn），尚处（chù）于发（fā）展的早期阶段，我（wǒ）国与国外处于相近的发展水平，并且已经（jīng）涌现出一（yī）批优秀的企业，如（rú）医疗消毒服务机器（qì）人企业猎户（hù）星（xīng）空，迎宾机器（qì）人企（qǐ）业达闼，扫地机（jī）器（qì）人企业（yè）科沃斯和石头（tóu）科（kē）技、无人机企业大疆、巡检机器 人企业亿嘉（jiā）和、人形机器人企（qǐ）业优必选等。

二、疫情对行业产生（shēng）深远（yuǎn）影响（xiǎng）

（一）疫情催生出对（duì）服务机器人的（de）需求

新冠疫情防护最重要（yào）的（de）就（jiù）是减少人（rén）与人的直接接触，同时在抗疫一（yī）线也面临着人手不足的（de）问题（tí），服务机器人能够较好（hǎo）地解决这些（xiē）问题，在配送、医疗、巡检领域发挥了（le）较好（hǎo）的作用。尤其是 配（pèi）送领域（yù），实质性的影响（xiǎng）已经（jīng）开始显现。

1、配送领域

无人配（pèi）送是指（zhǐ）在物（wù）品流通环节（jiē）中没有或是少量人工参与，用（yòng）机器替代人工或（huò）人（rén）机协（xié）作的配送方式。“最后一公里”是指（zhǐ）物流配送的（de）最后一（yī）个环节（jiē），由（yóu）物（wù）流（liú）企业（yè）将货（huò）物派送到客户手中，存（cún）在节（jiē）点多、场景复杂、成（chéng）本高（gāo）等问题。无人配送解决的是物流配送“最后一公里”的痛点，目的是 提高效率并降低人工成本，根据应用场景的不同可分为室外配送和室内配送。

（1）室外：社（shè）区和工业（yè）园区（qū）

室（shì）外配送的距离一般在 100 米以上，应用的场景（jǐng）包括社区、工业园区（qū）等，目前室外配送以 配送无人车和无人（rén）机为主。配（pèi）送范围（wéi）内的（de）人（rén）们下单后，调度中心（xīn）系统（tǒng）会将订单指派给配送车（chē）。无人车（chē）取（qǔ）货之后，自动行驶到目的地（dì）社区无接触配送（sòng）点，随后顾客自行（háng）取走货箱中（zhōng）的物品。无人配送可以（yǐ）全程隔（gé）绝人们之间（jiān）的接触，例（lì）如，美团（tuán）的（de）无人配送车在此（cǐ）次疫情（qíng）中就（jiù）得到了较好地应用， 为北京市顺义区多个社（shè）区居民配送果蔬食（shí）品。

根据国家邮（yóu）政局数（shù）据，2019 年度中国的快递业（yè）务（wù）量共有 635.2 亿件，按照快递员每天配送 100 件并且全年无休计算，对应约 174 万快递员（yuán）。数据（jù）显示，美（měi）团（tuán）点评（píng）大约有 50 万（wàn）的骑手，考 虑到其市场份额为 59.1%，则（zé）整（zhěng）个行业对应（yīng）约 85 万的骑手（shǒu）。假定有 10%的快递员和骑手（shǒu）被服（fú）务 机器（qì）人取代，并且每个（gè）服务机器（qì）人可（kě）以替代 2 个骑手，则对应需求为 13 万台（tái），参（cān）照市面上（shàng）商用 服务（wù）机（jī）器（qì）人价格，按照单价 10 万元计算，对（duì）应的市场空间为 130 亿元。

（2）室内：医院和（hé）写字楼

室内（nèi）配送的距离一般在 100 米以内（nèi），应用场景包括医（yī）院、写（xiě）字楼、餐厅等。室内配送的距（jù） 离相对较（jiào）短，但场景（jǐng）比较复杂（zá），如（rú）电梯、闸机等（děng）。

①医院（yuàn）：配送机器人不仅减少了医护人员频（pín）繁（fán）接触患者和（hé）病毒的可能性，也在一（yī）定（dìng）程度上减轻了医护人员的劳动（dòng）强度。在（zài）此次疫情中普渡（dù）科（kē）技、塞特智能科技的配送（sòng）机器人都实（shí）现了较好的应用，可根据医院（yuàn）需求执行递（dì）送化验单、药物、食品等（děng）工作（zuò），节省（shěng）了医护（hù）人（rén）员的精力并降低了感（gǎn） 染的风险。

②写（xiě）字楼：企业复工后，写字楼对智能配（pèi）送机器人的需求也会大幅增长。写（xiě）字楼是人流高（gāo）聚集地，其（qí）中（zhōng）办公楼（lóu）中的（de）电梯更是高危（wēi）场景（jǐng），来往人员在取餐时容易导致交叉感染，而配送（sòng）机器人或者说送餐（cān）机（jī）器人的功能便（biàn）可以解决最（zuì）危险的一环。上海的一些（xiē）写字（zì）楼（lóu）内已经配备了无人配送机器人。经过物业测温的外卖（mài）员或快（kuài）递（dì）员将（jiāng）外（wài）卖和快递放进（jìn）机器（qì）人后就（jiù）能离（lí）开，机器人可（kě）自行通过闸机、电（diàn）梯等，负责将（jiāng）物（wù）品送到各个楼层。这样能避免（miǎn）外卖或快（kuài）递在楼下堆积、用户领取时出现 聚集等问题。

根据（jù）国家卫计委数据，截至 2019 年 11 月份，我国（guó）共有 33972 家医院，假定 10%的医院会 配备（bèi） 2 台配（pèi）送（sòng）机器（qì）人，用（yòng）于配送药品、检验样本（běn）、医用（yòng）废品（pǐn）回（huí）收等，对应需求约为（wéi） 6800 台，市 场规（guī）模约（yuē） 6.8 亿（yì）元（yuán）。

数据显示，截至 2018 年 6 月，我国北上广深四个城（chéng）市的甲级写字楼（lóu）存量（liàng）合计为 2651 万平 方（fāng）米（mǐ），按照每（měi）栋楼 3 万（wàn）平米计算（30 层*每层 1000 平米），共有约 880 栋楼（lóu）甲级写字楼，按（àn）照 每栋楼配备 2 台（tái）配送机器人，对应（yīng）需（xū）求为 1760 台，按照单价 10 万（wàn）元计算（suàn），则北上广深四个城 市的写字楼对应市（shì）场需求约 1.76 亿元。

2、医（yī）用（yòng）领域：远程诊断、消（xiāo）毒（dú）杀（shā）菌

在（zài）此次疫情当中，医院是防（fáng）护的重（chóng）点（diǎn）地段，服务机器人在（zài）医院中（zhōng）的应用包括智能（néng）导（dǎo）诊、消毒 杀菌等。

（1）智能导诊

远（yuǎn）程诊断的效率更高，1 台机器人能够帮（bāng）助（zhù） 40 多位患者进行远程诊断服（fú）务。引入（rù）疫情（qíng）防控 协作机器人（rén），帮助医生处理了前期问询、预诊等（děng）并非（fēi）特（tè）别紧急的工作，从而大（dà）幅节省了医护人员的精力。并且（qiě）这（zhè）种非接（jiē）触式（shì）的智能远程问（wèn）诊，也为医生的工（gōng）作增加了安全性。例如，北京（jīng）市海淀 医院部署了北京金（jīn）山安全的（de） Orion Star 疫情防控协作机（jī）器人，借助该机器人（rén），医生和（hé）患者（zhě）可实现 “远程双向（xiàng）视（shì）频（pín）问诊”。在护士（shì）台待命的疫情（qíng）防控协（xié）作机器人，可根据医（yī）护人员发起的需求，到 达指（zhǐ）定（dìng）位置（zhì）或者病床进（jìn）行问诊，包（bāo）括体温、查看舌（shé）苔情况等。

（2）消（xiāo）毒（dú）杀（shā）菌

消毒（dú）机器人可以（yǐ）自主对环（huán）境进（jìn）行消毒，更（gèng）符合疫情中（zhōng）需要较高频率消毒的需求。例如（rú），上海钛米机器人公司的（de）消毒机器人能够针对环境物表（biǎo）和（hé）空气进行自主移动式多点（diǎn）消（xiāo）毒，弥补传统固（gù）定式空气消毒机、紫外线灯管（guǎn）、及化学熏蒸法的不足（zú），可以满足（zú）更高（gāo）水平的消毒要求。不（bú）仅如此， 该（gāi）机器人还配备消毒管（guǎn）理（lǐ）软件（jiàn），自动根（gēn）据空间面积计算消毒时间，围绕消毒（dú）目标进行（háng） 360°消毒。

根据国家（jiā）卫计委数据，截至 2019 年 11 月份，我国共有 33972 家医院，假（jiǎ）定 10%的医院配 备（bèi）智能导诊和消毒机器人，每（měi）家配备 2 台智能导诊机器人和（hé） 2 台消（xiāo）毒杀菌（jun1）机器人，对应（yīng）的市场（chǎng）需（xū） 求约为（wéi） 13600 台。参照深圳市妇（fù）幼保健院的智能导机器人采（cǎi）购（gòu）项（xiàng）目的中（zhōng）标价格，按照单价 20 万（wàn） 元计算，对应（yīng）的市场空（kōng）间为 27.2 亿元。

3、巡检：监测是否佩戴口罩（zhào）、自动（dòng）检测体（tǐ）温

巡检机器人在此次疫情（qíng）中发（fā）挥了（le）重要的作用（yòng）。巡检机器人可以在机场、车（chē）站、广场等人流密集地段帮助一（yī）线（xiàn）工作（zuò）人员进（jìn）行（háng）巡逻，检测来（lái）往人流是否佩戴口罩（zhào）、自动检（jiǎn）测体温，从而有效（xiào）地降低（dī）了人员感染病情的几（jǐ）率。例如，优必（bì）选科（kē）技与公（gōng）安部合作（zuò）研发的警用巡（xún）视（shì）机器人“建国”能够 在防护重点地区 24 小时不间断自动（dòng）运行，实施巡逻与现场监（jiān）控，它能够对口罩状（zhuàng）态下人（rén）员的有 效识别（bié）与（yǔ）溯（sù）源（yuán），实现动态体温检测（cè），分担民（mín）警、辅警等一线工作人（rén）员（yuán）的巡逻（luó）任务，降低人（rén）员被（bèi）交 叉感染的（de）几（jǐ）率。同时，该（gāi）巡（xún）视机器人还可以（yǐ）使用警用 PDT 加密数（shù）字集群网络，从指挥中心直接 发起对现（xiàn）场的指挥（huī）、处置（zhì），指（zhǐ）令时延小于 200 毫秒，可加快（kuài）现场的反应速度（dù），对疑似病例进行 及时拦（lán）截。

数据显示，2018 年我国的（de）轨道交通车站数为 3412 个，2019 年民用航空通航的机场数量为 238 个，假定每个站点配备 3 台巡（xún）检机器人（rén），则（zé）对应需求大约为 11000 台，参照商（shāng）用服（fú）务机器 人（rén）价格，按照单价（jià） 10 万元（yuán）计（jì）算，对（duì）应市场空间为 11 亿元。

在此次疫（yì）情中，各类服（fú）务（wù）机（jī）器人发挥的作用（yòng）让各行各（gè）业清晰地认识到服务机器（qì）人在行业（yè）内的（de）商业价值和服（fú）务价（jià）值，同时服务机器人也正式切入了（le）人们生活领域（yù）。无（wú）论（lùn）是（shì）隔离医院、生活社区，还是写字（zì）楼，当机器人进入到这（zhè）些（xiē）场景（jǐng）以后（hòu），人们可（kě）以（yǐ）慢（màn）慢（màn）习（xí）惯机器人的融入，机器（qì）人有（yǒu）望成为（wéi） 生（shēng）活、工作（zuò）中的一（yī）部分（fèn），此（cǐ）次疫情加大了市（shì）场对（duì）服（fú）务机器（qì）人（rén）的需求。

（二）疫情导致服务机器人新功能加速出现

服务机器人在此次疫情中大展身手，在“战（zhàn）疫”过程中发挥了重要的作（zuò）用。此次疫情对服务（wù）机器人产生（shēng）了新的功（gōng）能（néng）性（xìng）需求（qiú）。比如巡（xún）检机（jī）器人自动监测行人是否佩戴口罩和自动检测体温、扫地机器人增加消（xiāo）毒功能等。新的需求推（tuī）动服务机器人功能性的丰富和提（tí）升，从而有（yǒu）望加快行业的 发展。

（三（sān））疫情助推（tuī）服务机器人技术进步

1、导航是（shì）服务机器人的核心技术之一（yī）

导航技术（shù）是按（àn）照一定的规（guī）则，规划（huá）出一条从起始点到（dào）目标点（diǎn）与障碍物无碰撞的最优路径，具体包括传感器技术、定位、路径规划等。常见的（de）导航技术包括惯性导航、传（chuán）感（gǎn）器数据导航和视觉导航三种。而传感器数据导航中根据采（cǎi）用传感器的不（bú）同（tóng），又可（kě）分为红外（wài）导航、超（chāo）声导航、激光（guāng）导 航等。

（1）惯（guàn）性导航（háng）

惯性导（dǎo）航是利用惯性（xìng）元件（加速度计和陀（tuó）螺仪）来测（cè）量机器人本身（shēn）的加速度以及角速度，结（jié）合已（yǐ）知的初始位置，经过运（yùn）算得到速度（dù）、位置、姿态等参数，进（jìn）而（ér）达到机器人自主导（dǎo）航的目（mù）的。惯性导航技术隐蔽性好，不易受外界（jiè）干扰，但导航精度会随着机器人（rén）所（suǒ）走航程的增加而下（xià）降，且误差会累计（jì），通常需要进行误（wù）差（chà）修正，因此惯性导航（háng）技术多用于与其他导航方式相结合（hé）的组合式（shì） 导航。

惯性导（dǎo）航最初主要应用（yòng）于航空宇航领域，之后随着传感器、微电子等成本的下降（jiàng），惯性（xìng）导航技（jì）术也（yě）应用于服务机器（qì）人行（háng）业，例如早期的扫（sǎo）地机器（qì）人（rén）就采用（yòng）了惯性导航的方（fāng）式，但由于误差会不断累计的特点，在（zài）频（pín）繁转向、频繁碰撞的情况下，会越来越（yuè）无（wú）法保（bǎo）持正确（què）的行走方向，因此（cǐ）存 在较（jiào）为严重的（de）重复清扫现象。

（2）传（chuán）感（gǎn）器数据导航

传感器（qì）数据导航通过（guò）非视觉（jiào）传感器进（jìn）行定位导航（háng），常（cháng）用（yòng）的传（chuán）感器数据导航技术有红外导航， 超声（shēng）导（dǎo）航和（hé）激光（guāng）导（dǎo）航。

三种导航方式都（dōu）是利用发射和接收反射信号时间差来确定机器人与被测物体之间的距（jù）离，实现机器人导航。激光导航的精准度较高、方案也（yě）相对成熟（shú），目前在扫地（dì）机器人等（děng）行（háng）业中获得了（le）比较广泛（fàn）的应用。例如在（zài）扫地机器人的应用中，激光头安（ān）装在（zài）机（jī）器人顶部，每隔（gé）数十毫秒旋（xuán）转一周， 发出经过调制的激光。接收到反射（shè）光时，经过解调，就可以得（dé）到有效（xiào）的信号，进而实现导航。

（3）视觉导（dǎo）航

视觉导（dǎo）航通（tōng）过在机器人上装载（zǎi）摄（shè）像机，获取机器（qì）人周（zhōu）围（wéi）环境的视（shì）觉信（xìn）息，通过图像（xiàng）处理完成障碍物（wù）以及路标的识别，得到导航参（cān）数（shù）并完成导航。视觉导航因其（qí）获取信息完整，定位精度高（gāo），智（zhì）能化水平高等优点，在服务（wù）机器人的应用上（shàng）有诸多优（yōu）势，但其也存在不足，比如（rú），视觉导（dǎo）航需要处理的信（xìn）息量较（jiào）大，且远距离导航的精度（dù）较低，这就需（xū）要通过改进视觉导（dǎo）航相（xiàng）关（guān）算法或将视觉 导（dǎo）航与其（qí）他（tā）导航方式（shì）结合来（lái）改善。

根据摄像机数目和种类（lèi）的（de）不同，视觉导航（háng）分为单目视觉导航、双目视觉导航（háng）以及 RGB-D 相 机（jī）视觉导航。单目（mù）视觉导航（háng）计算量小，算法较为成熟，但视（shì）野范围有限；双目视（shì）觉导航能（néng）够获得较为全（quán）面的环境信（xìn）息，并且能够通过立体匹配得到（dào）场（chǎng）景中的深度（dù）信息，实现准确的三维定位，但 结构（gòu）复杂，需要处理的信息量大，对（duì）算法要（yào）求高（gāo）；RGB-D 相机视觉导航采用 RGB-D 相机获得 环境的图像信息（xī）和距离信（xìn）息（xī），RGB-D 相机（jī）根据结构光测（cè）距或飞行时间测距（jù）原理制作而成（chéng），可以 直接获得像素点到对应物体表面点的实（shí）际（jì）距离，但视野范围小、图像噪音大、价格更贵。

2、导航技术主要（yào）包括定位（wèi）和路径规划两部分

服务机器人的工作环境是（shì）由已知的静态障碍物和动态障碍物（如人、宠物（wù））所组成。在部分环境未知的情况下（xià），机器人（rén）导航一般分为（wéi）机器（qì）人定位（wèi）、路（lù）径规划（构建全局地图（tú）、寻（xún）找（zhǎo）最优路径、 避（bì）障（zhàng）、路（lù）径跟踪）两（liǎng）个（gè）部分。

（1）机（jī）器人定（dìng）位

机（jī）器人定位（wèi）技术主（zhǔ）要有相对定位和绝对定位两种。在服（fú）务机器人导航的过程（chéng）中，机器人（rén）需要通过自主定位技术来确（què）定当前自身在环（huán）境中所处（chù）的位置（zhì）及方向，机器人定位技术（shù）主要有相对定位 和绝对定位两种。

相对（duì）定位（wèi）方法中（zhōng）比较传统的是（shì）航位推算法，机器人在已知（zhī）初始位置和方向的情况下（xià），在移动的（de）同时利用装载（zǎi）的加速度计、罗经（jīng）、陀螺仪等传感器得到机器人（rén）所走路程，从而实现机（jī）器人定位（wèi）。 但这种方法的定位误差会随着机（jī）器人所走路程的增加而积累。

而基于绝对（duì）定（dìng）位的导（dǎo）航（háng）方式包括：传感器定位、地图匹配定位、无线射（shè）频识别定位、WIFI 定（dìng）位技术等。目前常用的定位技术为传感器定位。

（2）路径（jìng）规划

在部分（fèn）环境（jìng）未知（zhī）的情况下，路径规划一般（bān）包括构建全局地图、寻找最优路（lù）径、避障、路径跟 踪几个部分。

构（gòu）建环境地（dì）图：路径规划的第一步（bù）就是构建环（huán）境地图，环境地图信息包括工作场所的形状、长（zhǎng）宽度，障碍（ài）物的大小、分布，动态变化等。其建立（lì）方法有：拓扑地图（tú），特征地图，栅格地图。

寻找（zhǎo）最优路（lù）径（jìng）：构造全（quán）局（jú）地图之后，需要按照一定的规则寻找最优路径。路径规（guī）划根据使用场景（jǐng）分为点到点路径规划和全覆盖路（lù）径规划。在扫地机器人清洁的过（guò）程中，使用的是（shì）全覆盖（gài）路径规划。此（cǐ）时，路径规划的原则是尽可（kě）能提（tí）高运动路（lù）径的对清扫区域覆（fù）盖率并（bìng）且降低重复率；配送机（jī）器（qì）人（rén）使用（yòng）的（de）是（shì）点到点（diǎn）路径规划。此时路径规划的原则（zé）是寻（xún）找当（dāng）前位置到目标位置的最短无障碍距（jù）离。

避障：机（jī）器人在工作的（de）过程中，需要避开障碍物（wù），如（rú）椅子，行人等。避障（zhàng）是机器人路（lù）径规（guī）划 中（zhōng）的关（guān）键技术，避障技术包括（kuò）两种（zhǒng）形（xíng）式（shì）：（1）机器人到障（zhàng）碍（ài）物前一定距离停下来（lái）的简（jiǎn）单粗糙算法 （2）让机器人主动绕过（guò）障（zhàng）碍（ài）物的智能（néng）算法。相对来说，后者（zhě）更为复杂，因为它不仅需要检（jiǎn）测障 碍（ài）物，而（ér）且需要对（duì）障碍物的尺寸进行（háng）量化（huà）。当得到障碍物（wù）的几何属性以后，就可以使用（yòng）避（bì）障算法计算出机器人的转向角使（shǐ）机器人绕开障碍物（wù），并且到达目标点。目前扫地机（jī）器（qì）人主要（yào）应用的是第 一种算法，而一些商（shāng）用服务机（jī）器人则使用第二种智能算法。

路径跟（gēn）踪：路径（jìng）跟踪是要让机器人沿（yán）一条预先制定的路径移动，机器人偏离原有路径时（如 避障后），需要（yào）根（gēn）据一定的算法（fǎ）回归到原（yuán）本（běn）路径上（shàng），即（jí）路径跟（gēn）踪。

3、疫情暴（bào）露（lù）了（le）行业在技术上存在的短板，有（yǒu）望催化行业发展进程

产品不够（gòu）好用是制约行业（yè）发展的最（zuì）大障碍。“机器替人”的需求始终存在，并且（qiě）市场空（kōng）间巨大，行业的根本矛盾在于供给侧（cè），现有的服务机器人产品不够好用（yòng）是（shì）制约行业（yè）发展的最（zuì）大障（zhàng）碍。此次疫情（qíng）中服务机器人被应用于更加复杂（zá）的场景，对服务机器人（rén）提出（chū）更高要求的同时暴露了行（háng）业 在技（jì）术（shù）上存在的短（duǎn）板（bǎn）。

传感器和计（jì）算芯片的性能不（bú）足。传感器是服（fú）务机（jī）器人获取（qǔ）外界信息的途（tú）径，传感器的性能和稳定性（xìng）对服务机器人而言十分关（guān）键。目（mù）前主要采用（yòng）激光雷达，但激（jī）光雷达价格高昂并且稳定（dìng）性难以满（mǎn）足复杂（zá）场（chǎng）景（jǐng）下的（de）需求。尤其（qí）是在（zài）室外环境（jìng）中，传感（gǎn）器需（xū）要感（gǎn）知的（de）距离更远，并且光线、温度不如室内环境稳定（dìng），目前传（chuán）感（gǎn）器（qì）的（de）性（xìng）能和稳（wěn）定性难以满足要求。此外，服务（wù）机（jī）器（qì）人需要处理复杂的环境信息，对低功（gōng）耗（hào）、高性能的计算芯片需求较大，现有计（jì）算芯片的（de）性（xìng）能不足也是（shì）制约行业发 展的（de）一个短板。

导航技术的精确（què）程度不够。目（mù）前在构建地图（tú）上还不够精准，尤（yóu）其在室外（wài）环境下，需要构建（jiàn）的地图面积更大（dà），目前往往是提前（qián）采（cǎi）集地（dì）图的（de）数据信息，而不是实时（shí）构建地（dì）图（tú）。在路径规划（huá）和避障上（shàng），也难（nán）以（yǐ）规（guī）划出最（zuì）有效路（lù）径，例如消毒机（jī）器人（rén）难以全面覆盖所（suǒ）有医院场景，而走廊等地方就是 机器（qì）人的工作死角。对于（yú）医院内医（yī）疗物资运输机器人而言，也存（cún）在（zài）定位不够精准的问题。

智能化（huà）和应对复（fù）杂场景的能力不足。现有服务机（jī）器人产品局（jú）限于（yú）单一场景、单一任务，尚不能满（mǎn）足用户智能化需求，与人们期（qī）望的能够（gòu）执行（háng）通（tōng）用复杂任务（wù）的服务机（jī）器（qì）人还存在不小差（chà）距，人 机交互、柔（róu）顺（shùn）控制、功能仿生（shēng）、智能感知（zhī）等关键技术仍制约着（zhe）行业的发展。

突如其来的疫情在加（jiā）大对服（fú）务机器人需求的同时，也将（jiāng）其短板暴露出来并引（yǐn）起人们的重视。疫（yì）情结束后，服务机器人企（qǐ）业有望（wàng）根（gēn）据用户需求，提供更（gèng）加切合实际和针对用户痛（tòng）点（diǎn）的解决方案。

疫情（qíng）之后，AI人工智能领域，服务机器人将会快速发展。