解決人口難題的終極方案：家庭服務(wù)機(jī)器人

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃山明）隨著社會(huì)老齡化的加劇，以及新生兒的減少，人工成本開(kāi)始急速上升。尤其是養(yǎng)老的服務(wù)成本，開(kāi)始讓許多人難以承擔(dān)，而家庭機(jī)器人作為能夠與人類進(jìn)行交互，并能解決家務(wù)問(wèn)題的產(chǎn)品，將成為未來(lái)的剛需。

家庭服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展

當(dāng)前家庭服務(wù)機(jī)器人還處于起步階段，主要服務(wù)內(nèi)容包括家庭清潔、娛樂(lè)、廚衛(wèi)、監(jiān)護(hù)等，當(dāng)然這些服務(wù)通常是由智能掃地機(jī)器人、智能音箱、智能炒菜機(jī)、智能攝像頭等智能家居設(shè)備來(lái)完成，與我們想象中的人形機(jī)器人還相去甚遠(yuǎn)。

不過(guò)依托于技術(shù)升級(jí)、價(jià)格下探，智能服務(wù)機(jī)器人認(rèn)可度提升、應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓寬。尤其是養(yǎng)老場(chǎng)景，僅中國(guó)市場(chǎng)將獲得3億人的龐大老年市場(chǎng)。

從數(shù)據(jù)來(lái)看，2023年上半年，服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)量就達(dá)到了353萬(wàn)套，增長(zhǎng)9.6%。中國(guó)電子學(xué)會(huì)發(fā)布的報(bào)告預(yù)測(cè)，到2024年，中國(guó)服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模將有望突破100億美元。截至2021年，在我國(guó)服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)中，家庭服務(wù)機(jī)器人已經(jīng)占據(jù)超過(guò)六成的市場(chǎng)份額，并率先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域細(xì)分。

沙利文數(shù)據(jù)顯示，以銷售收入計(jì)算的全球智能服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品及解決方案市場(chǎng)規(guī)模由2018年的114億美元增長(zhǎng)至2022年235億美元，CAGR為19.8%。

目前的大多數(shù)家庭服務(wù)機(jī)器人是非人形的，而想要更好的服務(wù)人類，人形機(jī)器人顯然是更好的選擇。比如特斯拉的Optimus，小米的CyberOne等。

人形機(jī)器人起步于1960年代后期，1973年，日本早稻田大學(xué)研發(fā)出了世界第一款人形機(jī)器人WABOT-1的WL-5號(hào)兩足步行機(jī)。2000年，日本本田公司發(fā)布了第一代人形機(jī)器人ASIMO，該機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線遙感，具有小型化和輕量化的特點(diǎn)，但運(yùn)動(dòng)平衡性較差、智能化程度低。

到2003年，豐田發(fā)布的“音樂(lè)伙伴機(jī)器人”已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)吹奏樂(lè)器表演的能力。而本田發(fā)布的第三代ASIMO，可以利用傳感器避開(kāi)障礙物等自動(dòng)判斷并行動(dòng)的能力，還能運(yùn)用五根手指做手語(yǔ)等精細(xì)動(dòng)作。

2015年以后，人形機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)能力有了明顯提升，比如美國(guó)波士頓動(dòng)力在2016年發(fā)布的Altas機(jī)器人具有較強(qiáng)的平衡性與越障礙能力，甚至能承擔(dān)較為危險(xiǎn)的救援搜索工作。

到了如今，隨著AI技術(shù)的高速發(fā)展，將助力人形機(jī)器人的智能化進(jìn)程。同時(shí)，人形機(jī)器人憑借功能、形態(tài)和思維上的優(yōu)勢(shì)，成為目前最接近于人的機(jī)器人，有望普遍適用于 社會(huì)中各個(gè)工作崗位，帶來(lái)廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景。龐大的需求潛力也有望助推人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

傳感器助力人形機(jī)器人精細(xì)化控制

龐大產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)沟帽姸囝I(lǐng)域的大量企業(yè)可以參與其中，包括電機(jī)、減速器、力傳感器、絲杠、SoC等。其中傳感器作為人形機(jī)器人的必備產(chǎn)品，能夠幫助其做到更精細(xì)化的操控與運(yùn)行，是力控?cái)[動(dòng)、穩(wěn)定控制的核心，可精準(zhǔn)測(cè)量隨機(jī)變化的力，價(jià)值量或僅次于關(guān)鍵模組。

同時(shí)傳感器還賦予機(jī)器人觸覺(jué)、視覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等多種感知能力，甚至還可以用于檢測(cè)機(jī)器人自身內(nèi)部的工作狀態(tài)，有效保證和提升機(jī)器人自身動(dòng)作準(zhǔn)確性和靈敏度；更推動(dòng)機(jī)器人智能化和信息化升級(jí)。

以特斯拉第二代Optimus為例，在足部，Optimus增加足部力/力矩傳感器，使得步行姿態(tài)更接近人類，且行走速度提升30%。11自由度靈巧手，加上新增的手指觸覺(jué)傳感器，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)兩指捏起雞蛋的精細(xì)化操作。

并且馬斯克曾表示，Optimus預(yù)計(jì)售價(jià)將低于2萬(wàn)美元，也就是一臺(tái)小汽車的價(jià)格。這對(duì)于許多人已經(jīng)可以接受。如果能夠?qū)崿F(xiàn)家政服務(wù)的功能，其市場(chǎng)將更加廣闊。對(duì)此，馬斯克也認(rèn)為Optimus被嚴(yán)重低估了，未來(lái)需求可能達(dá)到100億至200億臺(tái)，并預(yù)測(cè)未來(lái)Optimus將占據(jù)特斯拉長(zhǎng)期價(jià)值的大部分。

隨著人形機(jī)器人價(jià)格的不斷下降，以及解決方案應(yīng)用場(chǎng)景的愈加豐富，將讓下游客戶接受度提升。據(jù)沙利文數(shù)據(jù)顯示，全球智能服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品及解決方案市場(chǎng)預(yù)計(jì)2028年達(dá)到628億美元，2022-2028年期間CAGR達(dá)17.8%。而中國(guó)智能服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品及解決方案市場(chǎng)預(yù)計(jì)2028年達(dá)到1832億元，2022-2028年期間CAGR為23.5%。

在傳感器上，人形機(jī)器人想要實(shí)現(xiàn)養(yǎng)老的職責(zé)，少不了對(duì)力量的精細(xì)操控。比如末端的力/力矩傳感器，力傳感器可分為一維和多維。一維力傳感器僅檢測(cè)一個(gè)方向的作用力，價(jià)格多為數(shù)百元，廣泛應(yīng)用于工業(yè)場(chǎng)景；多維力傳感器能夠測(cè)量多個(gè)維度的力，常見(jiàn)的是三維和六維。六維力傳感器能夠同時(shí)測(cè)量XYZ軸向力和環(huán)繞軸的力矩，內(nèi)部算法可以解耦各個(gè)方向的力和力矩的干擾，給出最全面的力覺(jué)信息，技術(shù)壁壘高、應(yīng)用難度大。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022年中國(guó)市場(chǎng)六維力/力矩傳感器銷量8360套，同比增長(zhǎng)57.97%，其中機(jī)器人行業(yè)銷量4840套，同比增長(zhǎng)62.58%。GGII預(yù)計(jì)到2027年中國(guó)市場(chǎng)六維力力矩傳感器銷量有望突破8.4萬(wàn)套，復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)60%。

除了力道的操控，還需要對(duì)物體的感知，這就需要應(yīng)用到柔性傳感器。比如使用多維觸覺(jué)使機(jī)器人能夠感知物體的硬度、粗糙度、形狀等 多維信息，使得機(jī)器人能夠更加準(zhǔn)確地感知和理解環(huán)境中的物體特征，是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)操作物體和執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的基礎(chǔ)。而觸覺(jué)感知是機(jī)器人獲取外界環(huán)境信息的重要途徑，其中壓力檢測(cè)是觸覺(jué)感知的重要方面，其中柔性壓力傳感技術(shù)的發(fā)展對(duì)機(jī)器觸覺(jué)感知領(lǐng)域至關(guān)重要。

有機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)2022-2027年期間觸覺(jué)傳感器市場(chǎng)規(guī)模CAGR為13%左右，而美國(guó)為全球最大的觸覺(jué)傳感器市場(chǎng)，需求占比達(dá)到75%以上。知名企業(yè)如Tekscan、Pressure Profile Systems、Sensor Products Inc等，國(guó)內(nèi)目前相關(guān)布局企業(yè)較少。

小結(jié)

隨著老齡化的日趨嚴(yán)重，以及養(yǎng)老服務(wù)的迫切需求，將加速人形機(jī)器人的研發(fā)進(jìn)程。相比人工，機(jī)器人能夠在不出故障的前提下更好的完成用戶的指令，并且成本也要更低。隨著AI技術(shù)的快速發(fā)展，以及相應(yīng)傳感器的加持下，使用人形機(jī)器人養(yǎng)老的這一天，想必不會(huì)太遙遠(yuǎn)。