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机械设备行业专题研究: 商用服务机器人曙光已现蓝海可期-220105(16页).pdf

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机械设备行业专题研究: 商用服务机器人曙光已现蓝海可期-220105(16页).pdf

1、 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。 1 证券研究报告 机械设备机械设备 商用服务机器人:曙光已现蓝海可期商用服务机器人:曙光已现蓝海可期 华泰研究华泰研究 机械设备机械设备 增持增持 ( (维持维持) ) 行业行业走势图走势图 资料来源:华泰研究,Wind 2022 年 1 月 05 日中国内地 专题研究专题研究 商用服务机器人或将成为中国机器人企业建立全球优势的新兴赛道商用服务机器人或将成为中国机器人企业建立全球优势的新兴赛道 商用服务机器人是机器人产业的重要分支, 应用场景多样, 目前应用规模较大、较快体现商业应用价值的类型主要有商用清洁机器人、配送机器人、引导

2、接待机器人、智能安防机器人等。不同于工业机器人后发追随者的位置,中国在服务机器人息息相关的人工智能领域技术创新与科研成果转化进展迅速,无论是算法领先性,还是应用场景建设的规模与质量都位居世界前列,具备诞生世界领先企业的市场和产业基础。目前中国已涌现出大量商业服务机器人企业,在商用清洁机器人领域,主要布局企业包括高仙、石头科技、科沃斯等。 需求拐点需求拐点+技术拐点技术拐点正在到来正在到来,商用服务机器人孕育新蓝海,商用服务机器人孕育新蓝海 1)在需求端,中国历史上最大规模的“婴儿潮”人口(始于 1962 年)将于 2022 年开始全面步入退休年龄,劳动力短缺或将进一步突显,服务业及制造业企业提

3、高效率、降低成本需求迫切,人口结构变化、劳动力成本上升将是商用服务机器人需求释放的长期驱动因素;2)在供给端,随着 AI 人工智能、大数据、5G、云计算等新一代信息技术飞速发展,软硬件升级相辅相成,机器人能力边界持续拓展,同时随着产业链逐步完善、规模效应显现和技术成熟,服务机器人成本也在逐渐下降,有助于促进需求崛起。据 IFR预测,2023 年全球/中国服务机器人市场将达 202 亿美元/614 亿元人民币。 服务机器人三大核心技术:环境感知、运动控制、人机交互服务机器人三大核心技术:环境感知、运动控制、人机交互 1) 环境感知与地图构建、 运动控制等功能息息相关, 激光雷达、 3D 摄像头、

4、毫米波雷达、 超声波传感器等多传感器融合是整合多渠道数据信息并处理复杂情况的重要应用;2)运动控制是实现稳定运行的保障,定位导航与运动协调控制较为关键,作为智能化软硬件结合的产品,服务机器人性能提升的根基在于算法,核心算法(如 SLAM 算法、AI 导航算法等) 、数据资源、计算能力是行业中长期竞争关键壁垒;3)人机交互技术是实现人机有效沟通的桥梁,多模态交互是未来发展方向,目前语音交互技术已较为成熟,随着体感交互技术的发展,未来机器人有望成为高层次体感交互的载体。 产业化的前沿阵地:商用清洁、配送、引导接待、安防等产业化的前沿阵地:商用清洁、配送、引导接待、安防等 1)相比于家用,商用清洁机

5、器人面临工作环境复杂多样、效率要求更高、安全要求更高等诸多难点,是服务机器人中技术壁垒较高的细分领域之一,有望成为物业公司等下游企业提升效率、降低成本的“重要武器” ;2)配送机器人应用包含室内、室外近距离、室外远距离配送,已在酒店、写字楼、餐厅、医院等场景广泛应用,需求潜力深远;3)引导接待机器人适用面较广,可提供迎宾、引导、宣传、讲解、业务咨询等服务工作;4)安防机器人目前已从最初的单纯巡逻类机器人,发展到包含监控类、侦察类、排爆类等多种类型, 可应用在工业生产、 巡检安保、 楼宇监控、 反恐应急等多方面。 风险提示: 行业竞争加剧、 产品价格及毛利率下行、 企业盈利能力减弱的风险;产品及

6、技术研发不及预期的风险;宏观经济下行导致市场需求下滑的风险。 (13)(8)(2)49Jan-21May-21Sep-21Dec-21(%)机械设备沪深300 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。 2 机械设备机械设备 正文目录正文目录 需求拐点需求拐点+技术拐点,商用服务机器人孕育新蓝海技术拐点,商用服务机器人孕育新蓝海 . 3 人口结构变化、劳动力成本上升是商用服务机器人需求释放的根源 . 3 技术成熟+成本下降,商用服务机器人逐步具备人力替代优势 . 4 技术迭代驱动产业变革,中国本土企业蓄势而发技术迭代驱动产业变革,中国本土企业蓄势而发 . 6 商用服务机器人:

7、曙光已现,蓝海可期 . 6 服务机器人三大核心技术:环境感知、运动控制、人机交互 . 7 环境感知技术. 7 运动控制技术. 8 人机交互技术. 8 产业化的前沿阵地:商用清洁、配送、引导接待、安防等 . 9 商用清洁机器人 . 10 配送机器人 . 10 引导接待机器人 . 11 安防机器人 . 12 商用服务机器人或将成为中国机器人企业建立全球优势的新兴赛道 . 12 石头科技 . 13 科沃斯 . 14 风险提示风险提示 . 16 qRrPsQpRrNvNoMpMvMyQxO7NbPaQmOrRpNnPkPoOnMeRnNoQ9PqQvMNZnQtQMYoNuM 免责声明和披露以及分析师

8、声明是报告的一部分,请务必一起阅读。 3 机械设备机械设备 需求拐点需求拐点+技术拐点技术拐点,商用服务机器人孕育新蓝海,商用服务机器人孕育新蓝海 人口结构变化、劳动力成本上升人口结构变化、劳动力成本上升是是商用服务机器人需求释放商用服务机器人需求释放的的根源根源 长期来看,中国人口老龄化、劳动年龄人口数量减少等问题依然严峻,人口结构的变化或长期来看,中国人口老龄化、劳动年龄人口数量减少等问题依然严峻,人口结构的变化或将成为中国将成为中国服务机器人需求释放服务机器人需求释放的长期驱动因素。的长期驱动因素。据联合国人口司预计,20202050 年中国 15-64 岁劳动年龄人口的绝对数量和人口比

9、重仍将会持续下降,65 岁及以上老龄人口及占比则将不断攀升。 据国家统计局数据, 中国 15-64 岁人口的规模及占比分别于 2013、 2010年见顶并开始持续下降,考虑到中国历史上最大规模的“婴儿潮”人口(始于 1962 年)将于 2022 年开始全面步入退休年龄(不同性别、工作岗位退休年龄存在差异,此处仅做估算参考) ,劳动力短缺或将进一步突显。 服务业劳动力成本不断上升。服务业劳动力成本不断上升。随着社会人口老龄化问题的日益突出和年轻一代观念意识的转变,劳动力市场成本逐渐攀升或将成为难以避免的大趋势,制造业利用廉价劳动力竞争的模式亟待改变。就业人员平均工资的逐年走高意味着企业用人成本的

10、增加,相应的企业利润也将有所下滑。如何提高效率和降低用人成本将是企业面临的一大问题。服务机器人的出现将逐步替代人们普遍不愿意从事的程序化、重复性的简单劳动岗位并提高服务业运转效率。 在此背景下,我们认为在此背景下,我们认为 20222050 年机器替代人工或将成为确定性较高的长期发展趋势,年机器替代人工或将成为确定性较高的长期发展趋势,在工业领域,国内对自动化、智能化设备的需求有望持续提升,在商用及家用领域,智能在工业领域,国内对自动化、智能化设备的需求有望持续提升,在商用及家用领域,智能服务机器人的需求有望迎来服务机器人的需求有望迎来释放拐点。释放拐点。 图表图表1: 中国出生人口情况中国出

11、生人口情况 图表图表2: 中国中国 15-64 岁人口及占比情况岁人口及占比情况 资料来源:国家统计局,华泰研究 资料来源:国家统计局,华泰研究 图表图表3: 中国中国规模以上单位就业人员平均工资规模以上单位就业人员平均工资 图表图表4: 中国中国规模以上单位商业和服务业就业人员平均工资规模以上单位商业和服务业就业人员平均工资 资料来源:国家统计局,华泰研究 资料来源:国家统计局,华泰研究 05001,0001,5002,0002,5003,0003,50079935200920132

12、017(万人)出生人数62646668707274760246828200020022004200620082001620182020(%)(亿人)总人口:15-64岁人口结构:占总人口比例:15-64岁(右轴)0%2%4%6%8%10%12%010,00020,00030,00040,00050,00060,00070,00080,00090,0002000192020(元)规模以上单位就业人员平均工资YOY0%2%4%6%8%10%12%010,00020,00030,00040,

13、00050,00060,00070,0002000192020(元)规模以上单位就业人员平均工资:商业和服务业人员YOY 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。 4 机械设备机械设备 技术成熟技术成熟+成本下降成本下降,商用服务机器人,商用服务机器人逐步逐步具备人力替代优势具备人力替代优势 随着随着 AI 人工智能、大数据、人工智能、大数据、5G、云计算等新一代信息技术的飞速发展,机器人能力边界、云计算等新一代信息技术的飞速发展,机器人能力边界持续拓展。持续拓展。在模块化应用、离散型场景、复杂的干扰环境、多发的不可控因素等变量叠

14、加影响下,对机器人的要求不再局限于本体的灵活性和自动化,易控、智能、互联成为产品的重要发展方向, 技术创新也围绕着安全的人机协同、 人工智能和物联网等重点方向展开。 图表图表5: 服务机器人技术体系服务机器人技术体系 资料来源:中国电子学会中国机器人产业发展报告(2021 年),华泰研究 软硬件升级相辅相成,软硬件升级相辅相成,AI 技术推动服务机器人智能化提升技术推动服务机器人智能化提升。以深度学习、知识图谱为代表的新一代人工智能技术已经逐步脱离单纯以学术为驱动的发展模式,在基建、商业、民生、社会服务等领域得到广泛应用。人工智能交互技术的逐渐成熟至达到商用标准将机器人的智能化程度提高到了新的

15、高度, 不仅使机器人具备了基本的语言沟通能力、 图像识别能力,甚至赋予了机器人情感交流和强大的逻辑计算能力。服务机器人充分融合计算机视觉、语音识别、自然语言处理、知识图谱等人工智能技术,智能化水平显著提升,无论产品应用的广度,或是技术深度都产生了可观的进步。机器人开始进入独立“思考”的智能化发展阶段,从而得以在广泛的场景下帮助人类完成工作。 以以 SLAM、机器视觉、语音交互、深度学习等为核心的、机器视觉、语音交互、深度学习等为核心的 AI 技术不断发展能够推动服务机器技术不断发展能够推动服务机器人智能决策能力和场景覆盖范围的提升。人智能决策能力和场景覆盖范围的提升。利用 SLAM 技术能够准

16、确引导和定位实现自主规避障碍物大大提升了商用清洁机器人、配送机器人的工作效率和安全性;利用机器视觉技术商用清洁机器人、配送机器人能够实现视觉主动交互和辅助导航避障等功能;新零售机器人能够通过人脸识别进行需求智能分析 。突破自然语言处理、深度学习等技术限制语言沟通和情感交流能力将得到显著提升,接待机器人、陪伴机器人等将得到更进一步发展。 SLAM、伺服舵机、传感器以及先进复合材料等技术的进步使得机器人、伺服舵机、传感器以及先进复合材料等技术的进步使得机器人在硬件维度也在硬件维度也具备具备了比人更加灵敏的感官和运动系统,更加轻便、精密、灵活和安全。了比人更加灵敏的感官和运动系统,更加轻便、精密、灵

17、活和安全。从硬件层面来看,一定程度提升了机器人对复杂环境的适应能力,为其落地应用提供了基础。 5G 赋能服务机器人,通过高速稳定的数据传输速度,使云端计算和存储成为可能,较大程赋能服务机器人,通过高速稳定的数据传输速度,使云端计算和存储成为可能,较大程度提高了机器人数据采集的限度。度提高了机器人数据采集的限度。在 5G 技术高速率、低时延、大连接能力的支持下,机器人被赋予了更加完善的交互能力,较大优化了机器人的性能,为服务机器人的场景应用提供了广泛的可能。 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。 5 机械设备机械设备 服务机器人将服务机器人将有望有望成为成为 5G 技术应

18、用的最佳载体之一。技术应用的最佳载体之一。 把机器人高级智能部署在云端可以解决机器人本体智能处理性能有限的问题,理论上可以无限扩展机器人单体的智能水平,并且可以做到共享升级知识库的能力。但现阶段 4G 网络的速度、延时与并发数量的阻碍导致云端智能经常与机器人本体失连, 出现不能实时更新知识库、 学习能力获取慢等问题。 5G 网络可以使机器人将大量传感器数据实时、迅速地上传至云端大脑,并在云端做高级感知判断后短时间内收到响应指令。这个过程不仅能为云端大脑的深度学习等人工智能算法提供大量的数据样本,而且可以做到实时远程监控管理。5G 网络充分优化了数据处理和传输问题,使服务机器人的商业化迈入全新的

19、阶段,集成更智能的产品功能,深度融入物联网。 图表图表6: 4G 与与 5G 关键能力对比关键能力对比 峰值速度峰值速度 用户体验速度用户体验速度 时延时延 连接密度连接密度 流量密度流量密度 移动性移动性 4G 1Gbps 10Mbps 10ms 10 万终端/km2 0.1Mbps/m2 350km/h 5G 10Gbps 100Mbps 1ms 100 万终端/ km2 10Mbps/m2 500km/h 资料来源:中国电子学会中国机器人产业发展报告(2021 年) ,华泰研究 近年来随着产业链逐步完善、 规模效应显现和技术成熟, 服务机器人生产成本也在逐渐下降,近年来随着产业链逐步完善

20、、 规模效应显现和技术成熟, 服务机器人生产成本也在逐渐下降,有助于促进服务机器人需求的崛起。有助于促进服务机器人需求的崛起。早期国内服务机器人零部件供应未形成规模市场,产业链尚在发展过程中,国内服务机器人企业只能从国外采购舵机、芯片、激光雷达等核心零部件,居高不下的成本制约了行业的发展。近年来,国内服务机器人行业发展迅猛,中国具有成熟的消费电子产业链,服务机器人核心硬件国产化加快,这使中国服务机器人产业跟在国际同行的竞争中,具有明显的供应链优势和成本优势。同时,随着 5G 的普及, “云端化”的机器人在存储硬件方面可以做出进一步精简,也将有助于服务机器人成本的下降。 免责声明和披露以及分析师

21、声明是报告的一部分,请务必一起阅读。 6 机械设备机械设备 技术迭代驱动产业变革技术迭代驱动产业变革,中国本土企业蓄势而发中国本土企业蓄势而发 商用商用服务机器人服务机器人:曙光已现曙光已现,蓝海可期蓝海可期 商用服务机器人是机器人产业中的重要分支。商用服务机器人是机器人产业中的重要分支。国际机器人联盟(IFR)将机器人分为工业机器人和服务机器人。其中,工业机器人是指应用于生产过程与环境的机器人;服务机器人是指除工业机器人以外,用于非制造业并服务于人类的各种机器人,分为个人/家用服务机器人及专业(含商用)服务机器人。服务机器人应用场景复杂多样、具体细分种类繁多。其可应用在清洁、零售、物流、医疗

22、、教育、安防等众多行业和场景,实现商用清洁、物流配送、引导接待、陪伴教学、安防巡检等多样化、复合型功能。 图表图表7: 服务机器人主要分类服务机器人主要分类 资料来源:36 氪,华泰研究 新一代人工智能兴起,全球服务机器人产业迎来快速发展新机遇新一代人工智能兴起,全球服务机器人产业迎来快速发展新机遇,市场潜力深远市场潜力深远。随着信息技术快速发展和互联网快速普及,以 2006 年深度学习模型的提出为标志,人工智能迎来第三次高速发展。依托人工智能技术,服务机器人应用场景和服务模式正不断拓展,带动市场规模高速增长。据 IFR 和中国电子学会数据,2021 年全球服务机器人市场规模预计将达到 125

23、 亿美元,2023 年有望突破 200 亿美元。 中国服务机器人需求潜力庞大,家用市场引领行业快速发展。中国服务机器人需求潜力庞大,家用市场引领行业快速发展。随着人口老龄化趋势加快,以及医疗、教育需求的持续旺盛,中国服务机器人存在庞大市场潜力和发展空间。据 IFR和中国电子学会数据, 2021 年中国服务机器人市场规模有望达到 303 亿元人民币, 同比增长约 36%,高于全球增速。预计 2023 年,中国服务机器人市场规模将达到 614 亿元。 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。 7 机械设备机械设备 图表图表8: 全球服务机器人销售额及增长率全球服务机器人销售额及

24、增长率 图表图表9: 中国服务机器人销售额及增长率中国服务机器人销售额及增长率 资料来源:IFR,中国电子学会中国机器人产业发展报告(2021 年),华泰研究 资料来源:IFR,中国电子学会中国机器人产业发展报告(2021 年),华泰研究 服务机器人服务机器人三大核心技术三大核心技术:环境感知环境感知、运动控制、运动控制、人机交互、人机交互 服务机器人包含三大核心技术模块:环境感知、人机交互、运动控制。感知模块借助于各种传感器、陀螺仪、激光雷达等,相当于人的眼、耳、鼻、皮肤等;交互模块包括语音识别、图像识别等,相当于人的大脑;运控模块包括舵机、电机、芯片等。依托于三大模块,机器人有基础的硬件:

25、电池模组、电源模组、主机等,还有操作系统:ROS、Linux 等;由硬件和操作系统构成机器人整机,整合基础硬件、系统、控制元件,形成满足一定行走能力和交互能力的机器人整机。 图表图表10: 服务机器人的服务机器人的核心技术核心技术 资料来源:电子说,华泰研究 环境感知技术环境感知技术 环境感知技术作为机器人系统不可或缺的一部分,与智能机器人的地图构建、运动控制等环境感知技术作为机器人系统不可或缺的一部分,与智能机器人的地图构建、运动控制等功能息息相关。功能息息相关。一旦机器人失去感知能力将无法帮助人们完成具体工作任务,因此它是机器人的“感知+运控+交互”技术体系融合发展的基础和前提条件。 机器

26、人的感知功能通常需要通过各类传感器来实现。机器人的感知功能通常需要通过各类传感器来实现。借助传感器,机器人能够及时感知自身和外部环境的参数变化,为控制和决策系统做出适当响应提供数据参考。具体来看,机器人的环境感知一般需要应用各类传感器来代替人类感觉,如视觉、听觉、触觉等,强抗干扰能力、高精度以及高可靠性是机器人对传感器的最基本要求。 0%5%10%15%20%25%30%35%05002001920202021E 2022E 2023E全球销售额(亿美元)YOY-全球销售额0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%01002003

27、004005006007002001920202021E 2022E 2023E中国销售额(亿人民币)YOY-中国销售额 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。 8 机械设备机械设备 多传感器融合是机器人整合多渠道数据信息并处理复杂情况的重要应用多传感器融合是机器人整合多渠道数据信息并处理复杂情况的重要应用。多传感融合保证多传感融合保证安全,激光雷达、毫米波雷达、安全,激光雷达、毫米波雷达、3D 摄像头等多种传感器在功能上的冗余,保证了服务机器摄像头等多种传感器在功能上的冗余,保证了服务机器人的安全性和正常使用。人的安全性和正常使用。其中激光雷达是绕

28、不开的核心。激光雷达的原理是:通过发射 n条激光利用三角测距原理(低成本方案)或 TOF(Time of Flight,高成本方案)来测量周围物体与自身的距离,获得精度较高的距离信息点云数据。目前机器人对环境的感知目前机器人对环境的感知大多通过激光雷达、摄像头、毫米波雷达、超声波传感器、大多通过激光雷达、摄像头、毫米波雷达、超声波传感器、GPS 这五类传感器及其之间的这五类传感器及其之间的组合来实现自主组合来实现自主移动功能。移动功能。 图表图表11: 服务机器人服务机器人常用常用传感器对比传感器对比 传感器类型传感器类型 探测距离探测距离 精度精度 功能功能 优点优点 缺点缺点 激光雷达 1

29、00 米 很高 障碍检测、动态障碍检测、识别与跟踪、路面检测、定位和导航、环境建模 功能强大,实时测量周围物体与自身距离,测量精度高 价格贵,易受雨雪等恶劣天气影响 摄像头 50 米 一般 利用计算机视觉判别周边环境与物体、 判断前车距离 目前唯一能够辨别物体的传感器 易受光影影响;辨别能力依赖算法;识别稳定性较差 毫米波雷达 250 米 较高 感知大范围内车辆的运行情况, 多用于自适应巡航系统 探测距离远,不受天气影响,性价比高 目标识别准确性较低 超声波传感器 3 米内 高 探测低速环境,常用于自动泊车系统 能探测绝大部分物体,且具有较高稳定性 只能做近距离探测,易受天气影响 资料来源:电

30、子说,华泰研究 运动控制运动控制技术技术 运动控制技术是机器人实现稳定运行的保障,定位导航与运动协调控制为两大重点研发方运动控制技术是机器人实现稳定运行的保障,定位导航与运动协调控制为两大重点研发方向。向。运动控制指机器人为完成各种任务和动作所执行的各种控制手段,既包括各种硬件系统,又包括各种软件系统。控制系统是提高机器人性能的关键因素,主要包含位置控制、速度控制、加速度控制、转矩或力矩控制几种控制类型。 SLAM 是机器人运动与交互能力实现的关键。是机器人运动与交互能力实现的关键。SLAM (Simultaneous Localization and Mapping,即时定位与地图构建),是

31、机器人通过对各种传感器数据进行采集和计算,生成对其自身位置姿态的定位和场景地图信息的系统。机器人在完全未知环境中创建地图,同时利用地图进行自主定位和导航。SLAM 问题可以描述为:机器人在未知环境中从一个未知位置开始移动,在移动过程中根据位置估计和传感器数据进行自身定位,同时建造增量式地图。这种自主定位导航需要三大技术:实时定位、地图绘制和路径规划,其中最核心的就是路径规划。激光 SLAM 目前发展比较成熟、应用广泛,未来多传感器融合的 SLAM技术将逐渐成为技术趋势,取长补短,更好地实现定位导航。 我们认为, 商用服务机器人作为一种智能化软硬件结合的产品, 性能提升的根基在于算法,我们认为,

32、 商用服务机器人作为一种智能化软硬件结合的产品, 性能提升的根基在于算法,核心算法(如核心算法(如 SLAM 算法、算法、AI 导航算法等) 、数据资源、计算能力是行业中长期竞争关键导航算法等) 、数据资源、计算能力是行业中长期竞争关键壁垒。壁垒。机器人服务器端通过对联网产品数据进行深度学习、算法优化从而不断迭代升级机器人算法。智能机器人的工作环境多样,不同环境之间的差异使得样本量对于验证相关算法鲁棒性、稳定性和推动相关技术进步有着重要的作用。用深度学习(Deep Learning)算法与大量联网智能机器人数据的结合可以使智能服务机器人不断自我完善。能够拥有大量联网产品数量、用户群体大跨度广、

33、数据来源多的企业,有望实现更快的技术迭代速度。 人机交互人机交互技术技术 人机交互技术是实现人机有效沟通的桥梁,多模态交互是未来发展方向。人机交互技术是实现人机有效沟通的桥梁,多模态交互是未来发展方向。人机交互是指借助计算机外接硬件设备,以有效的方式实现人与计算机对话的技术。在人机交互中,人通过输入设备给机器输入相关信号,这些信号包括语音、文本、图像、触控等的一种或多种模态,机器通过输出或显示设备给人提供相关反馈信号。服务机器人的人机交互,就是使用人机交互技术,通过屏幕、语音、手势视觉、Web 后台等一系列的方式来控制机器人按照用户的意图执行任务。一个完善的机器人系统需要友好的交互技术做支撑,

34、功能齐全人机交互系统能极大提升机器人使用体验,吸引用户使用。 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。 9 机械设备机械设备 以语音识别、自然语言处理、语音合成为主要技术构成模块的语音交互技术已发展较以语音识别、自然语言处理、语音合成为主要技术构成模块的语音交互技术已发展较为成为成熟。熟。基于语音的人机交互是当前人机交互技术中最主要的表现形式之一。它以语音为主要信息载体,使机器具有像人一样的“能听会说、自然交互、有问必答”能力,其主要优势在于使用门槛低、信息传递效率高,且能够解放双手双眼。目前行业整体语音识别成功率已达较高水平,但在具体落地时仍然会存在诸如语音交互效果受周围

35、环境影响较大、沟通方式不够人性化等问题,因此仍需在场景应用层面继续改善。 图表图表12: 语音交互基本流程语音交互基本流程 资料来源:亿欧智库,华泰研究 体感交互应具备合理性、简洁性、准确性和即时性特征,未来机器人有望成为高层次体感体感交互应具备合理性、简洁性、准确性和即时性特征,未来机器人有望成为高层次体感交互的载体。交互的载体。体感交互是直接通过对人的姿势的识别来完成人与机器的互动。体感交互主要是通过摄像系统模拟建立三维空间,同时感应出人与设备之间的距离与物体大小。这种交互方式区别于传统鼠标、键盘、多点触摸式交互的交互方式,是由即时动态捕捉、图像识别、 语音识别、VR 等技术融合衍生出的交

36、互方式。交互形式的合理性、交互行为的简洁性、交互意图的准确性以及交互反馈的即时性是发展体感交互技术过程中的四大重要因素。体感交互技术早期以图像识别设备为实现载体,但随着体感交互技术的发展成熟,机器人未来有望成为高层次体感交互的载体。 产业化产业化的前沿阵地的前沿阵地:商用清洁、:商用清洁、配送配送、引导接待、引导接待、安防、安防等等 国内商用服务机器人市场进入导入期国内商用服务机器人市场进入导入期,商用清洁、配送商用清洁、配送、引导接待引导接待、安防是较快落地的前、安防是较快落地的前沿领域沿领域。商用服务机器人市场需求主要出现在商场、写字楼、酒店、餐厅、银行、企业、大型卖场、专卖店等领域,满足

37、吸引顾客流量、降低运营成本、规范化管理等需求,下游市场主要为企业用户。商用服务机器人在技术及硬件层面与家庭服务机器人存在相通之处,但在机器视觉及语音识别等功能模块的技术含量普遍较高。从商业用途和商业价值角度,目前落地规模较大、 较快体现应用价值的机器人类型主要有商用清洁机器人、 配送机器人、引导接待机器人、智能安防机器人等。 疫情带动服务机器人需求增长,激发众多新兴场景。疫情带动服务机器人需求增长,激发众多新兴场景。疫情期间,面对面服务大量减少,商用清洁、智能接待、无人配送、无人零售等需求增加,为商用清洁机器人、接待机器人、递送机器人、新零售机器人、测温机器人、消毒机器人等服务机器人带来新的发

38、展机遇。 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。 10 机械设备机械设备 商用清洁机器人商用清洁机器人 商用清洁是指除了工业清洗与民用清洁以外的为写字楼、商场、酒店、餐厅等公共商业场所提供包括清洁工具、产品和服务等产业的总称。商用清洁机器人就是替代人工执行商用清洁工作。 目前,商用清洁机器人直接集洗地、吸干、推尘、吸污、除菌、降灰等功能为一体,而且目前,商用清洁机器人直接集洗地、吸干、推尘、吸污、除菌、降灰等功能为一体,而且适用于天然适用于天然/人造石材、地毯等软硬地质,省去企业购买多样清洁工具的成本。人造石材、地毯等软硬地质,省去企业购买多样清洁工具的成本。现有需求主要

39、集中于五大场景:交通枢纽、写字楼、园区、医院、商场。 商场、机场和高级写字楼均为清洁标准要求高且具备较大面积室内平坦地面的场景,更有可能率先实现清洁机器人应用落地。清洁及物业公司在考虑使用清洁机器人替换人力劳动时会权衡功能、价格、效率和品牌四大因素,其中清洁机器人的功能和价格是最重要的替换衡量点。 图表图表13: 适用于室内场景的商用清洁机器人适用于室内场景的商用清洁机器人 图表图表14: 适用于适用于室外室外场景的商用清洁机器人场景的商用清洁机器人 资料来源:高仙官网,华泰研究 资料来源:高仙官网,华泰研究 相比于家用清洁机器人,商用清洁机器人面临工作环境复杂多样、相比于家用清洁机器人,商用

40、清洁机器人面临工作环境复杂多样、效率要求更高、效率要求更高、安全要安全要求更高等诸多难点,是服务机器人中技术壁垒较高的细分领域之一。求更高等诸多难点,是服务机器人中技术壁垒较高的细分领域之一。功能方面,未来清洁机器人可以在更复杂、全时段的场景替代人工进行清洁和消毒,也可能改变其形态以适应特殊场景应用。功能上也有望垂直拓展和横向拓展,包括地面护理、引导、讲解、巡逻功能等。价格方面,目前清洁机器人价格普遍偏高。 未来,随着技术的成熟、产品广泛落地、产品产能提升等,清洁机器人价格将有所下降,未来,随着技术的成熟、产品广泛落地、产品产能提升等,清洁机器人价格将有所下降,使企业更有能力和更有愿意购买使企

41、业更有能力和更有愿意购买,采用商用清洁机器人的企业亦将通效率提升受益,采用商用清洁机器人的企业亦将通效率提升受益。中国近 13 万家物业公司中,竞争还在不断深化,这让物业管理的提质增效需求日渐凸显,其中保洁服务的质量、过程管控与标准化更是备受瞩目的焦点,这给了机器人展示其数字化赋能价值的机会,采用商用清洁机器人将有望成为物业企业加大竞争优势的重要手段。 配送配送机器人机器人 配送配送机器人在酒店、写字机器人在酒店、写字楼楼、餐厅、医院等场景市场需求广阔。、餐厅、医院等场景市场需求广阔。在不同的应用场所下,配送机器人包含通用性技术的应用,但依据各自细分场景特征来进行产品的定制化、特色化研究设计占

42、据更大内容。因此,不同场景下的应用落地程度也会受各类因素影响而呈现差异化分布。从行业方向可以看出,目前餐厅、酒店等是较具落地可能性和市场推广价值的场所。而在医院场景下的配送机器人则通过在此次疫情中的大量投放和应用,进一步地提升了市场及群众的认可度,短期内市场有望快速扩张。 室内室内配送配送机器人机器人:酒店机器人多用于配送客人私人物品、线上订单等更加私密的物品,其功能模块主要以货仓为主;酒店与顾客的互动和服务尤为重要,因此酒店机器人的语音、触摸屏交互系统对机器人更加重要;由于酒店配送机器人往往更加低矮,因此功能模块中无需集成防碰撞相关部件。餐厅传菜机器人在公共环境中工作,其送物平台更加开放,往

43、往以货架形式出现;其高度和多机工作的特点使得避障和多机协同通信尤为重要。 0%5%10%15%20%25%30%35%05002001920202021E 2022E 2023E全球销售额(亿美元)YOY-全球销售额0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%005006007002001920202021E 2022E 2023E中国销售额(亿人民币)YOY-中国销售额 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。 11 机械设备机械设备 室外配送机器人室外配送机器人:主

44、要以无人驾驶配送车为主,由于配送无人车绝大多数时间在开放环境中工作,身处的环境更加复杂,其技术复杂度更高,对芯片、激光雷达等核心部件的要求也更高。从尺寸来看,当前无人驾驶配送车有大车、小车两种;互联网公司纷纷入局大型无人配送车,传统室内配送机器人公司基于自身技术储备和产品经验向规模较小的无人室外配送车发力。室外无人配送解决方案能够替代更多人工,但受政策、技术和安全因素的限制,室外配送还没有大规模落地案例。当前,以物流、外卖为主业的多家企业在进行无人机、无人驾驶配送车的测试和试点工作。未来,替代快递员、外卖员的室外终端配送市场亦值得期待。 图表图表15: 配送机器人服务场景配送机器人服务场景 资

45、料来源:亿欧智库,华泰研究 配送机器人的核心价值在于机器人能够为用户创造实际价值、提高工作效率;机器人成本配送机器人的核心价值在于机器人能够为用户创造实际价值、提高工作效率;机器人成本比人力成本低,用户可以节约资源。比人力成本低,用户可以节约资源。随着商用服务机器人售价整体下降,综合近年来招工难、服务业工资普遍上涨的现状来看,机器人相比于人工服务成本的优势逐渐显现。 引导接待机器人引导接待机器人 引导接待机器人是公共服务机器人中的一个重要类别,应用场景广泛。引导接待机器人是公共服务机器人中的一个重要类别,应用场景广泛。目前引导接待机器人主要应用于商场、银行、政务大厅、展厅展馆、博物馆等场所,为

46、用户提供迎宾、引导、宣传、讲解、业务咨询等服务工作。本质上来说,讲解引导机器人可以替代迎宾员、讲解员、业务引导员等服务人员完成重复性的、基础的人力服务工作,一方面降低了企业的人工成本,另一方面也可以此为宣传亮点吸引消费者。 引导接待机器人主要注重交互能力。引导接待机器人主要注重交互能力。基于讲解和引导的两个主要功能,讲解引导机器人的人机交互技术最为重要,包括语音交互和体感交互,以使服务更有温度。而应用于不同场所的讲解引导机器人功能也大同小异,基本上仅在交互模块或内置系统功能上有细微差异。 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。 12 机械设备机械设备 安防安防机机器人器人

47、 安防机器人是一种半自主、自主或者在人类完全控制下协助人类完成安全防护工作的机器安防机器人是一种半自主、自主或者在人类完全控制下协助人类完成安全防护工作的机器人。人。安防机器人从最初的单纯巡逻类机器人,发展到包含监控类、侦察类、排爆类等多种类型,可应用在工业生产、巡检安保、楼宇监控、反恐应急等多方面。安防机器人的应用场景可主要分为封闭场景和开放环境两大类。 图表图表16: 安防机器人代表应用安防机器人代表应用领域领域 应用领域应用领域 特征特征 巡检 在巡检方面,安防机器人在环境应对及性能等方面相对人力有更多特殊优势,可应用于电力巡检、轨道巡检等特殊场所 反恐应急 这种类型的机器人一般在人员密

48、集的公共场所使用,在事前安防和事后防暴处置方面都有很高要求 安保 在安保方面,既可以完成监控安保工作,还可以收集数据,构成完整监控系统,在安全性和效率方面具备相对优势 监控 安防机器人能够更加灵活、智能化地提供安全监控服务,在死角、动力、电力环境监控、化工远程操纵等场所也都有广泛应用 资料来源:中国电子学会中国机器人产业发展报告(2021 年) ,华泰研究 商用商用服务机器人服务机器人或或将将成为成为中国中国机器人机器人企业建立全球优势的新兴赛道企业建立全球优势的新兴赛道 中国服务机器人智能中国服务机器人智能化化相关技术相关技术达到国际领先水平达到国际领先水平,具备诞生世界级企业的市场基础和产

49、业,具备诞生世界级企业的市场基础和产业基础。基础。2021 年 9 月发布的中国电子学会中国机器人产业发展报告(2021 年) 指出,近年来中国在人工智能领域技术创新不断加快,中国专利申请数量与美国处于同等数量级,例如计算机视觉和智能语音等应用层专利数量快速增长,在多模态人机交互技术、仿生材料与结构、模块化自重构技术等方面也取得了一定进展,催生出一批创新创业型企业,进一步提升了中国在智能机器人领域的技术水平,中国智能化相关技术与国际领先水平基本并跑。 中国在人工智能领域技术创新与科研成果转化方面进展加快,无论是算法领先性,还是应中国在人工智能领域技术创新与科研成果转化方面进展加快,无论是算法领

50、先性,还是应用场景建设的规模与质量都位居世界前列,用场景建设的规模与质量都位居世界前列,不同于在工业机器人领域处于行业追随者位置不同于在工业机器人领域处于行业追随者位置的境况,在服务机器人领域,中国在市场规模、产业链等方面具备全球竞争优势,未来有的境况,在服务机器人领域,中国在市场规模、产业链等方面具备全球竞争优势,未来有望引领全球服务机器人行业的发展。望引领全球服务机器人行业的发展。 本土本土企业企业逐渐逐渐从初创进入成熟阶段从初创进入成熟阶段。据亿欧智库统计,2018 年至 2021 年 7 月,中国服务机器人在资本市场斩获六百余亿融资,2021 年 17 月融资频次超百次。服务机器人投资

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