（三）特種機(jī)器人：新興應(yīng)用持續(xù)涌現(xiàn)，各國政府相繼展開戰(zhàn)略布局
　　近年來，全球特種機(jī)器人整機(jī)性能持續(xù)提升，不斷催生新興市場，引起各國政府高度關(guān)注。2017年，全球特種機(jī)器人市場規(guī)模將達(dá)56億美元；至2020年，預(yù)計(jì)全球特種機(jī)器人市場規(guī)模將達(dá)77億美元，2016-2020年的年均增速12%。其中，美國、日本和歐盟在特種機(jī)器人創(chuàng)新和市場推廣方面全球領(lǐng)先。美國提出“機(jī)器人發(fā)展路線圖”，計(jì)劃將特種機(jī)器人列為未來15年重點(diǎn)發(fā)展方向。日本提出“機(jī)器人革命”戰(zhàn)略，涵蓋特種機(jī)器人、新世紀(jì)工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人三個(gè)主要方向，計(jì)劃至2020年實(shí)現(xiàn)市場規(guī)模翻番，擴(kuò)大至12萬億日元，其中特種機(jī)器人將是增速最快的領(lǐng)域。歐盟啟動全球最大民用機(jī)器人研發(fā)項(xiàng)目，計(jì)劃到2020年投入28億歐元，開發(fā)包括特種機(jī)器人在內(nèi)的機(jī)器人產(chǎn)品并迅速推向市場。
　　圖4 2012-2020年全球特種機(jī)器人銷售額及增長率

　　
　　資料來源：IFR，中國電子學(xué)會整理
　　二、全球技術(shù)風(fēng)向
　　全球機(jī)器人基礎(chǔ)與前沿技術(shù)正在迅猛發(fā)展，涉及工程材料、機(jī)械控制、傳感器、自動化、計(jì)算機(jī)、生命科學(xué)等各個(gè)方面，大量學(xué)科在相互交融促進(jìn)中快速發(fā)展，技術(shù)創(chuàng)新趨勢主要圍繞人機(jī)協(xié)作、人工智能和仿生結(jié)構(gòu)三個(gè)重點(diǎn)展開。
　?。ㄒ唬┕I(yè)機(jī)器人：智能技術(shù)快速發(fā)展，助力人機(jī)共融走向深入
　　人機(jī)共融技術(shù)不斷走向深入。由于無法感知周圍情況的變化，傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人通常被安裝在與外界隔離的區(qū)域當(dāng)中，以確保人的安全。隨著標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)、集成一體化關(guān)節(jié)、靈活人機(jī)交互等技術(shù)的完善，工業(yè)機(jī)器人的易用性與穩(wěn)定性不斷提升，與人協(xié)同工作愈發(fā)受到重視，成為重點(diǎn)研發(fā)和突破的領(lǐng)域，人機(jī)融合成為工業(yè)機(jī)器人研發(fā)過程中的核心理念。目前推出的部分人機(jī)互動機(jī)器人已能夠像人類一樣主動適應(yīng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境的不斷變化，并快速改變應(yīng)用，以更安全、更精準(zhǔn)、更靈活的方式工作。
　　競爭力大幅提升助力應(yīng)用領(lǐng)域快速拓展。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)和工藝日趨成熟，成本將快速下降，具備更高的經(jīng)濟(jì)效率，可在個(gè)性化程度高、工藝和流程繁瑣的產(chǎn)品制造中替代傳統(tǒng)專用設(shè)備。與此同時(shí)，隨著雙臂靈巧機(jī)器人、智能倉儲機(jī)器人等產(chǎn)品快速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用正由汽車、電子等領(lǐng)域向家具家電、五金衛(wèi)浴等一般工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展，并進(jìn)一步延伸至塑料、橡膠、食品等細(xì)分行業(yè)。
　?。ǘ┓?wù)機(jī)器人：認(rèn)知智能取得一定進(jìn)展，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程持續(xù)加速
　　認(rèn)知智能將支撐服務(wù)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新突破。人工智能技術(shù)是服務(wù)機(jī)器人在下一階段獲得實(shí)質(zhì)性發(fā)展的重要引擎，目前正在從感知智能向認(rèn)知智能加速邁進(jìn)，并已經(jīng)在深度學(xué)習(xí)、抗干擾感知識別、聽覺視覺語義理解與認(rèn)知推理、自然語言理解、情感識別與聊天等方面取得了明顯的進(jìn)步。
　　智能服務(wù)機(jī)器人進(jìn)一步向各應(yīng)用場景滲透。隨著人工智能技術(shù)的進(jìn)步，智能服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品類型愈加豐富，自主性不斷提升，由市場率先落地的掃地機(jī)器人、送餐機(jī)器人向情感機(jī)器人、陪護(hù)機(jī)器人、教育機(jī)器人、康復(fù)機(jī)器人、超市機(jī)器人等延伸，服務(wù)領(lǐng)域和服務(wù)對象不斷拓展，機(jī)器人本體體積更小、交互更靈活。
　?。ㄈ┨胤N機(jī)器人：結(jié)合感知技術(shù)與仿生材料，智能性和適應(yīng)性不斷增強(qiáng)
　　技術(shù)進(jìn)步促進(jìn)智能水平大幅提升。當(dāng)前特種機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，所處的環(huán)境變得更為復(fù)雜與極端，傳統(tǒng)的編程式、遙控式機(jī)器人由于程序固定、響應(yīng)時(shí)間長等問題，難以在環(huán)境迅速改變時(shí)作出有效的應(yīng)對。隨著傳感技術(shù)、仿生與生物模型技術(shù)、生機(jī)電信息處理與識別技術(shù)不斷進(jìn)步，特種機(jī)器人已逐步實(shí)現(xiàn)“感知-決策-行為-反饋”的閉環(huán)工作流程，具備了初步的自主智能，與此同時(shí)，仿生新材料與剛?cè)狁詈辖Y(jié)構(gòu)也進(jìn)一步打破了傳統(tǒng)的機(jī)械模式，提升了特種機(jī)器人的環(huán)境適應(yīng)性。
　　替代人類在更多特殊環(huán)境中從事危險(xiǎn)勞動。當(dāng)前特種機(jī)器人已具備一定水平的自主智能，通過綜合運(yùn)用視覺、壓力等傳感器，深度融合軟硬系統(tǒng)，以及不斷優(yōu)化控制算法，特種機(jī)器人已能完成定位、導(dǎo)航、避障、跟蹤、二維碼識別、場景感知識別、行為預(yù)測等任務(wù)。例如，波士頓動力公司已發(fā)布的兩輪機(jī)器人Handle，實(shí)現(xiàn)了在快速滑行的同時(shí)進(jìn)行跳躍的穩(wěn)定控制。隨著特種機(jī)器人的智能性和對環(huán)境的適應(yīng)性不斷增強(qiáng)，其在軍事、防暴、消防、采掘、建筑、交通運(yùn)輸、安防監(jiān)測、空間探索、防爆、管道建設(shè)等眾多領(lǐng)域都具有十分廣闊的應(yīng)用前景。
　　三、全球重點(diǎn)企業(yè)
　　當(dāng)前，機(jī)器人領(lǐng)域的龍頭企業(yè)都將目光聚焦到市場增長迅速的中國，通過與本土企業(yè)合作、加大研發(fā)力度等方式，不斷創(chuàng)新產(chǎn)品形態(tài)，優(yōu)化產(chǎn)品性能。全球科技巨頭也通過投資并購加速進(jìn)入機(jī)器人領(lǐng)域，并憑借技術(shù)和資本優(yōu)勢在智能機(jī)器人領(lǐng)域迅速占據(jù)制高點(diǎn)。
　?。ㄒ唬┕I(yè)機(jī)器人：加速布局中國市場，大力推動產(chǎn)品智能化
　　輕型、協(xié)作、智能型機(jī)器人成為重點(diǎn)研發(fā)對象。人機(jī)協(xié)作是未來工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的必然選擇，在確保安全的前提下，消除人與機(jī)器的隔閡，將人的認(rèn)知能力與機(jī)器的效率和存儲能力有機(jī)結(jié)合起來，研發(fā)輕型、協(xié)作、智能機(jī)器人，成為全球各大機(jī)器人企業(yè)的共同選擇。例如安川發(fā)布了新一代小型機(jī)器人MOTOMAN-GP系列；發(fā)那科推出的重量僅為53KG的小型協(xié)作機(jī)器人CR-7iA，可在沒有安全圍欄的情況下與人一起并肩工作，ABB宣布與IBM戰(zhàn)略合作，共同開發(fā)基于人工智能的智能型工業(yè)機(jī)器人。
　　全球巨頭加快布局中國市場。近年來，全球工業(yè)機(jī)器人巨頭高度重視中國市場，紛紛在中國建立產(chǎn)業(yè)基地，全方位搶占市場高點(diǎn)。例如，ABB在已建立珠海、青島機(jī)器人應(yīng)用中心的基礎(chǔ)上，正籌劃建立重慶機(jī)器人應(yīng)用中心；安川電機(jī)與武進(jìn)國家高新區(qū)二期項(xiàng)目簽約，再度提升產(chǎn)能、啟動建設(shè)第三工廠。庫卡宣布再次加大對中國的投資，建設(shè)中國二期廠房，以求繼續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)能，滿足中國市場以及其他亞洲市場對自動化解決方案日益增長的需求。
　?。ǘ┓?wù)機(jī)器人：智能交互成發(fā)力重點(diǎn)，科技龍頭加快擴(kuò)張步伐
　　全球科技龍頭企業(yè)重點(diǎn)布局智能交互。隨著深度學(xué)習(xí)算法的興起，人工智能技術(shù)取得了顯著進(jìn)步，在語音交互、圖像識別、無人駕駛等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，進(jìn)一步拓展了服務(wù)機(jī)器人的概念，以Facebook代表的全球科技龍頭企業(yè)紛紛涉足服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域，服務(wù)機(jī)器人的種類日益多元化，其中具備智能交互能力的語音聊天機(jī)器人是全球科技龍頭企業(yè)布局的重點(diǎn)。例如，F(xiàn)acebook新推出了具備自然語言處理能力的Messenger 2.1，蘋果公司發(fā)布了內(nèi)置語音助理Siri的智能音箱HomePod。
　　科技龍頭依托資本優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)快速擴(kuò)張。隨著機(jī)器人相關(guān)技術(shù)的不斷成熟，越來越多的全球科技巨頭正在以資本為杠桿，向智能服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域加快延伸，快速建立競爭優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)市場規(guī)模擴(kuò)張。其中，以人工智能技術(shù)為核心的聊天機(jī)器人成為受到重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域，全球科技龍頭企業(yè)憑借積累的資本優(yōu)勢，通過并購等手段提升自身技術(shù)實(shí)力，以增強(qiáng)聊天機(jī)器人的智能化程度。如微軟收購了位于多倫多的人工智能初創(chuàng)企業(yè)Maluuba，谷歌收購數(shù)據(jù)科學(xué)公司Kaggle。
　?。ㄈ┨胤N機(jī)器人：救災(zāi)、仿生等多類領(lǐng)域興起，無人機(jī)引各路資本競逐
　　救災(zāi)、仿生、載人等領(lǐng)域獲得高度關(guān)注。近年來全球多發(fā)的自然災(zāi)害、恐怖活動、武力沖突等對人們的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成了極大的威脅，為提高危機(jī)應(yīng)對能力，減少不必要的傷亡以及爭取最佳救援時(shí)間，各國政府及相關(guān)機(jī)構(gòu)投入重金加大對救災(zāi)、仿生、載人等特種機(jī)器人的研發(fā)支持力度，如日本研究人員在去年開發(fā)的救災(zāi)機(jī)器人的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建了一個(gè)可遠(yuǎn)程操控的雙臂災(zāi)害搜救建筑機(jī)器人。與此同時(shí)，日本軟銀集團(tuán)收購了谷歌母公司Alpahbet旗下的兩家仿生機(jī)器人公司波士頓動力和Schaft，韓國機(jī)器人公司“韓泰未來技術(shù)”花費(fèi)2.16億美元打造出“世界第一臺”載人機(jī)器人。
　　無人機(jī)廣受各路資本追捧。近年來，無人機(jī)在整機(jī)平臺制造、飛控和動力系統(tǒng)等方面都取得了較大進(jìn)步。無人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)爆發(fā)增長的態(tài)勢，市場空間增長迅速，無人機(jī)已成為各路資本關(guān)注的重點(diǎn)。如Snap收購無人機(jī)初創(chuàng)公司Ctrl Me Robotics，卡特彼勒集團(tuán)戰(zhàn)略投資了美國無人機(jī)服務(wù)巨頭Airware，英特爾收購了德國無人機(jī)軟件和硬件制造商MAVinci。
　　第二章 我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
　　當(dāng)前，我國機(jī)器人市場進(jìn)入高速增長期，工業(yè)機(jī)器人連續(xù)五年成為全球第一大應(yīng)用市場，服務(wù)機(jī)器人需求潛力巨大，特種機(jī)器人應(yīng)用場景顯著擴(kuò)展，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)?；a(chǎn)品，并在某些領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢。
　　一、我國市場規(guī)模
　　2017年，預(yù)計(jì)我國機(jī)器人市場規(guī)模將達(dá)到62.8億美元，2012-2017年的平均增長率達(dá)到28%。其中，工業(yè)機(jī)器人42.2億美元，服務(wù)機(jī)器人13.2億美元，特種機(jī)器人7.4億美元。
　　圖 5 2017年我國機(jī)器人市場結(jié)構(gòu)（億美元）

　　
　　資料來源：IFR，中國電子學(xué)會整理