【深度】機器人發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析
一、機器人創(chuàng)新發(fā)展概述
機器人是集機械、電子、控制、傳感、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的自動化裝備。自1956年機器人產(chǎn)業(yè)誕生后，經(jīng)過近60年發(fā)展，庫卡機器人，機器人已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在裝備制造、新材料、生物醫(yī)藥、智慧新能源等高新產(chǎn)業(yè)。機器人與人工智能技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)和移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合發(fā)展，推動了人類社會生活方式的變革。
當(dāng)前，我國機器人市場進(jìn)入高速增長期，工業(yè)機器人連續(xù)五年成為全球第一大應(yīng)用市場，服務(wù)機器人需求潛力巨大，核心零部件國產(chǎn)化進(jìn)程不斷加快，創(chuàng)新型企業(yè)大量涌現(xiàn)，部分技術(shù)已可形成規(guī)模化產(chǎn)品，并在某些領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢。
（一）機器人創(chuàng)新發(fā)展進(jìn)程
圖1機器人創(chuàng)新發(fā)展進(jìn)程
第一階段，發(fā)展萌芽期。1954年，第一臺可編程的機器人在美國誕生。1958年，美國發(fā)明家恩格爾伯格建立了Unimation公司，并于1959年研制出了世界上第一臺工業(yè)機器人。這一階段，隨著機構(gòu)理論和伺服理論的發(fā)展，機器人進(jìn)入了實用階段。
第二階段，產(chǎn)業(yè)孕育期。1962年，美國AMF公司生產(chǎn)出第一臺圓柱坐標(biāo)型機器人。1969年，日本研發(fā)出第一臺以雙臂走路的機器人。同時日本、德國等國家面臨勞動力短缺等問題，因而投入巨資研發(fā)機器人，技術(shù)迅速發(fā)展，成為機器人強國。這一階段，隨著計算機技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能技術(shù)的發(fā)展，機器人也得到了迅速的發(fā)展。這一時期的機器人屬于“示教再現(xiàn)”（Teach-in/Playback）型機器人，只具有記憶、存儲能力，按相應(yīng)程序重復(fù)作業(yè)，對周圍環(huán)境基本沒有感知與反饋控制能力。
第三階段，快速發(fā)展期。1984年，美國推出醫(yī)療服務(wù)機器人HelpMate，可在醫(yī)院里為病人送飯、送藥、送郵件。1999年，日本索尼公司推出大型機器人愛寶（AIBO）。這一階段，隨著傳感技術(shù)，包括視覺傳感器、非視覺傳感器（力覺、觸覺、接近覺等）以及信息處理技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了有感覺的機器人。焊接、噴涂、搬運等機器人被廣泛應(yīng)用于工業(yè)行業(yè)。2002年，丹麥iRobot公司推出了吸塵器機器人，是目前世界上銷量最大的家用機器人。2006年起，機器人模塊化、平臺統(tǒng)一化的趨勢越來越明顯。近五年來，全球工業(yè)機器人銷量年均增速超過17%，與此同時，服務(wù)機器人發(fā)展迅速，應(yīng)用范圍日趨廣泛，以手術(shù)機器人為代表的醫(yī)療康復(fù)機器人形成了較大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，空間機器人、仿生機器人和反恐防暴機器人等特種作業(yè)機器人實現(xiàn)了應(yīng)用。
第四階段，智能應(yīng)用期。這一階段，隨著感知、計算、控制等技術(shù)的迭代升級和圖像識別、自然語音處理、深度認(rèn)知學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)在機器人領(lǐng)域的深入應(yīng)用，機器人領(lǐng)域的服務(wù)化趨勢日益明顯，逐漸滲透到社會生產(chǎn)生活的每一個角落。
（二）機器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模加速增長
根據(jù)IDC預(yù)測，在全球機器人區(qū)域分布中，亞太市場處于絕對領(lǐng)先地位，機器人維修，預(yù)計其2020年支出將達(dá)1330億美元，全球占比達(dá)71%；歐洲、中東和非洲為第二大區(qū)域；美洲是第三大市場。
圖22020年全球機器人市場占比
近年來，中國各地發(fā)展機器人積極性較高，行業(yè)應(yīng)用得到快速推廣，市場規(guī)模增速明顯。2017年，我國機器人市場規(guī)模達(dá)到62.8億美元，2020年，預(yù)計超過100億美元。
圖3中國機器人市場規(guī)模
其中在2017年的62.8億美元中，工業(yè)機器人42.2億美元，服務(wù)機器人13.2億美元，特種機器人7.4億美元。成為全球機器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模穩(wěn)定增長的重要力量。
圖42017年中國機器人分類占比
（三）機器人投融資持續(xù)升溫
2017年，無疑是機器人領(lǐng)域風(fēng)險投資最繁忙的一年，同時也是豐收的一年，多家機器人創(chuàng)業(yè)公司啟動了種子輪、A輪、B輪、C輪、D輪的風(fēng)險投資，資本的流向在一定程度上恰恰預(yù)示著行業(yè)的火熱程度，據(jù)統(tǒng)計我國有158個項目獲得投資，獲得投資總金額超200億元人民幣。
圖52017年中國機器人產(chǎn)業(yè)投融資情況
2017年，全球優(yōu)秀機器人創(chuàng)業(yè)企業(yè)頻頻傳出融資消息，據(jù)不完全統(tǒng)計全球有251個項目獲得投資，獲得投資總金額超76億美元。
圖62017年全球機器人投融資情況
二、中國機器人創(chuàng)新Top100發(fā)展預(yù)測
（一）政策影響趨勢
我國為了優(yōu)化機器人產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)升級，從2013年到2016年推出了一系列相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策。例如，在2013年，工信部發(fā)布政策《關(guān)于推進(jìn)工業(yè)機器人發(fā)展的指導(dǎo)意見》；在2015年，KUKA機器人示教器維修，國務(wù)院發(fā)布政策《中國制造2025》；2016年工信部、發(fā)改委、財政部發(fā)布政策《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020）》。賽智產(chǎn)業(yè)研究院認(rèn)為，在政府的大力扶持和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的拉動下，不僅將促使工業(yè)機器人市場持續(xù)增長，也帶動專業(yè)型與個人/家庭型服務(wù)機器人市場快速增長，機器人概念將持續(xù)火爆，市場參與熱度繼續(xù)上升。
（二）技術(shù)影響趨勢
智能感知認(rèn)知、多模態(tài)人機交互、云計算等智能化技術(shù)不斷成熟，為智能機器人的演進(jìn)提供了堅實的發(fā)展基礎(chǔ)。我國在人工智能技術(shù)方面與全球基本處于同一起跑線，特別是在圖像識別、語音識別、語義識別等多模態(tài)人機交互技術(shù)領(lǐng)域，部分已接近和達(dá)到全球領(lǐng)先水平。未來，加快推進(jìn)核心技術(shù)的自主研發(fā)，重點突破產(chǎn)業(yè)鏈中上游的核心零部件關(guān)鍵技術(shù)，提升機器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平和自主創(chuàng)新能力。圍繞市場需求，加強新技術(shù)的跟蹤與整合，開展機器人系統(tǒng)的可靠性設(shè)計和制造工藝研究，進(jìn)一步加速高精度減速機、控制器、伺服電機等關(guān)鍵零部件的國產(chǎn)化率和研發(fā)創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，提高機器人高端產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性，提升自主品牌核心競爭力。建立健全機器人創(chuàng)新平臺，打造政產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合的協(xié)同創(chuàng)新載體，積極跟蹤機器人未來發(fā)展趨勢，提早布局仿生技術(shù)、智能材料、機器人深度學(xué)習(xí)、多機協(xié)同等前瞻性技術(shù)研究。
（三）人才影響趨勢
以智能制造為技術(shù)背景的時代已經(jīng)提前到來，在互聯(lián)網(wǎng)平臺、人工智能技術(shù)逐漸普及的大數(shù)據(jù)條件下，機器人的智能化程度越來越高，這不僅提升了我國勞動力技能，而且開辟了新的工作崗位，機器人工程師迅速成為行業(yè)搶手貨，轉(zhuǎn)而成為“智造人才”。未來，培養(yǎng)從研發(fā)、生產(chǎn)、維護到系統(tǒng)集成的多層次、多類型技能人才將會是提升企業(yè)核心競爭力的關(guān)鍵所在。
（四）資本影響趨勢
技術(shù)和資本是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的兩大原始驅(qū)動力，任何一輪技術(shù)創(chuàng)新，都必然要有資本市場的堅強支撐，而資本市場的長期收益，也往往來自對技術(shù)創(chuàng)新點的把握和培育。目前全球機器人行業(yè)都處于資本風(fēng)口，我國機器人產(chǎn)業(yè)資本市場亦非常活躍。機器人行業(yè)資本杠桿的使用打破此線性、單向傳導(dǎo)模式，使產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成結(jié)構(gòu)化、多層次發(fā)展模式，將會推動機器人產(chǎn)業(yè)進(jìn)入資本聯(lián)動、跨越增長的新時代。