機器人4.0時代是怎樣的

隨著5G時代的到來和人工智能領(lǐng)域的崛起，機器人進入4.0時代不再是一個愿景。今天創(chuàng)投君分享的是《機器人 4.0 白皮書 ——云-邊-端融合的機器人系統(tǒng)和架構(gòu)》，這篇最新報告全面分析了機器人進入4.0時代的數(shù)字經(jīng)濟背景、機器人技術(shù)發(fā)展階段和跨行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的分析，以及所面臨的機遇和挑戰(zhàn)。

機器人 3.0 預(yù)計將在 2020 年完成，在此之后，機器人將進入 4.0 時代，把云端大腦分布在從云到端的各個地方，充分利用邊緣計算去提供更高性價比的服務(wù)，把要完成任務(wù)的記憶場景的知識和常識很好的組合起來，實現(xiàn)規(guī)?；渴稹?/p>

近年來，數(shù)字經(jīng)濟正在席卷全球，全球經(jīng)濟向數(shù)字經(jīng)濟遷移已經(jīng)勢在必然，數(shù)字經(jīng)濟已經(jīng)成為國家的核心競爭力。據(jù)上海社科院測算，2016 年到 2018 年，中國數(shù)字經(jīng)濟對 GDP 增長的貢獻率分別達到了74.07%、57.50%和 60.00%。預(yù)計 2019 年中國數(shù)字經(jīng)濟增長仍將占到62.50%。

數(shù)據(jù)成為驅(qū)動經(jīng)濟增長的核心生產(chǎn)要素。大數(shù)據(jù)和云計算等技術(shù)的融合，推動了物聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，實現(xiàn)了人與人、人與物、物與物的互聯(lián)互通，導致數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。數(shù)據(jù)如同農(nóng)業(yè)時代的土地、勞動力，工業(yè)時代的技術(shù)、資本一樣，已成為數(shù)字經(jīng)濟時代的生產(chǎn)要素，而且是核心的生產(chǎn)要素。數(shù)字技術(shù)出現(xiàn)后，網(wǎng)絡(luò)和云計算成為必要的信息基礎(chǔ)設(shè)施。隨著數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展，數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的概念更廣泛，既包括了信息基礎(chǔ)設(shè)施，也包括了對物理基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化改造。

近年來，移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術(shù)的突破和融合發(fā)展促進了數(shù)字經(jīng)濟的快速發(fā)展。數(shù)字經(jīng)濟驅(qū)動未來，數(shù)字經(jīng)濟成為經(jīng)濟社會發(fā)展的主導力量。作為硬科技代表的機器人行業(yè)，將利用數(shù)字經(jīng)濟中的技術(shù)紅利加速機器人的落地。人工智能、5G 通訊、計算的模式等都對機器人領(lǐng)域有著潛在而巨大的貢獻。

機器人技術(shù)發(fā)展主要階段分析

2017年，中國信息通信研究院、IDC 國際數(shù)據(jù)集團和英特爾共同發(fā)布了《人工智能時代的機器人 3.0 新生態(tài)》白皮書，其中把機器人的發(fā)展歷程劃分為三個時代，分別稱之為機器人1.0、機器人 2.0、機器人 3.0。

機器人 1.0（1960-2000），機器人對外界環(huán)境沒有感知，只能單純復現(xiàn)人類的示教動作，在制造業(yè)領(lǐng)域替代工人進行機械性的重復體力勞動。機器人 2.0（2000-2015），通過傳感器和數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用構(gòu)建起機器人的感覺能力，并模擬部分人類功能，不但促進了機器人在工業(yè)領(lǐng)域的成熟應(yīng)用，也逐步開始向商業(yè)領(lǐng)域拓展應(yīng)用。機器人 3.0（2015-），伴隨著感知、計算、控制等技術(shù)的迭代升級和圖像識別、自然語音處理、深度認知學習等新型數(shù)字技術(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。在機器人 2.0 的基礎(chǔ)上，機器人 3.0 實現(xiàn)從感知到認知、推理、決策的智能化進階。

當前，全球機器人市場規(guī)模持續(xù)擴大，工業(yè)機器人市場增速穩(wěn)定，服務(wù)機器人增速突出。2018 年，全球機器人市場規(guī)模達 298.2 億美元，2013-2018 年的平均增長率約為 15.1%。在裝備制造領(lǐng)域，機械臂憑借強大的負重能力和精準的抓取操作代替著工人的雙手；在物流領(lǐng)域，智能倉儲機器人和無人搬運車不斷提高著運輸效率；在生活服務(wù)領(lǐng)域，家用清潔機器人和服務(wù)機器人正成為許多家庭的私人保姆和小秘書。

工業(yè)制造領(lǐng)域分析

目前，工業(yè)機器人在汽車、金屬制品、電子、橡膠及塑料等行業(yè)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著性能的不斷提升，以及各種應(yīng)用場景的不斷清晰，2013 年以來，工業(yè)機器人的市場規(guī)模正以年均 12.1%的速度快速增長，預(yù)計到 2020 年將達到 230 億美元的銷售額［4］。隨著人力成本的上升，工業(yè)制造領(lǐng)域的應(yīng)用前景良好，將會保持快速增長的勢頭。同時，工業(yè)機器人需要擁有更高的靈活性、更強的自主避障和快速配置的能力，提高整體產(chǎn)品的易用性和穩(wěn)定性。

消費服務(wù)領(lǐng)域分析

服務(wù)機器人雖然整體銷售額低于工業(yè)機器人，但近幾年一直維持著較高的年增長率，商用服務(wù)機器人在商場、銀行、酒店、機場等應(yīng)用場景有了更多的落地部署，主要提供導覽、問詢、送物等基礎(chǔ)服務(wù)。同時，家用服務(wù)機器人悄然進入千家萬戶，掃地機器人銷量在家用服務(wù)機器人銷量中占主要份額，成為目前家務(wù)機器人中的主導品類。由于本體能力不足，隱私、安全方面的問題，家庭管家機器人和陪伴型機器人的市場滲透率較低。2013 年以來全球服務(wù)機器人市場規(guī)模年均增速達 23.5%，預(yù)計 2020 年將快速增長至 156.9 億美元。從整個技術(shù)發(fā)展和市場環(huán)境看，機器人產(chǎn)業(yè)擁有以下發(fā)展推力：

●成熟的生態(tài)系統(tǒng)

●更多智能產(chǎn)品互聯(lián)和智能家庭建設(shè)

大規(guī)模商用的難點

在以上幾點的助推下，機器人產(chǎn)業(yè)會繼續(xù)快速發(fā)展，但要達到大規(guī)模商用，還有很多難點需要解決。首先，機器人目前的能力不能滿足用戶期望，缺少關(guān)鍵場景。得益于人工智能帶來的紅利，近年來機器人感知能力提升明顯，可以通過視覺進行人臉識別，做語音交互。但是要真正替代人類的勞動時間，做一些實際工作，機器人除了要具備感知能力，還要能夠理解和決策。機器人需要有記憶、場景理解的能力，擁有知識，才能夠優(yōu)化決策，自主實施工作，并進行個性化演進。目前的機器人依然缺少令人矚目和必不可少的應(yīng)用場景，大部分人對于在家中擁有一個機器人沒有很高的興趣。在機器人提高自身能力，完成特定和復雜問題之前，這一比例將維持低水平。

其次，價格高，不成規(guī)模。傳感器和硬件的價格一直在下降，但是機器人的價格依然很高，不能被廣泛的市場用戶接受，沒有形成市場規(guī)模。掃地機器人由于較低的價格，目前快速的進入大眾家庭。但是對于大多數(shù)類別的機器人，特別是具有更強功能、高精度移動底盤、機械臂的機器人，價格依然是一個痛點。

第三，隱私、安全和數(shù)據(jù)保護問題亟待解決。隨著機器人的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，其物理安全和用戶的數(shù)據(jù)安全問題更加凸顯。在與機器人的交互過程中，機器人會不斷收集用戶的圖像、語音、行動數(shù)據(jù)進行導航和決策，這些數(shù)據(jù)有的在本地處理，有的在云端處理，人們對這些數(shù)據(jù)的安全抱有疑慮。對于能夠自由移動的服務(wù)機器人和擁有機械臂的工業(yè)機器人，保證機器人自身的物理安全，不被惡意攻擊，避免造成人身傷害也至關(guān)重要。

機器人 4.0 的定義和發(fā)展機會

機器人 3.0 預(yù)計將在 2020 年完成，在此之后，機器人將進入 4.0 時代，把云端大腦分布在從云到端的各個地方，充分利用邊緣計算去提供更高性價比的服務(wù)，把要完成任務(wù)的記憶場景的知識和常識很好的組合起來，實現(xiàn)規(guī)?；渴稹C器人除了具有感知能力實現(xiàn)智能協(xié)作，還具有理解和決策的能力，達到自主的服務(wù)。在某些不確定的情況下，它需要叫遠程的人進行增強，或者做一些決策輔助，但是它在 90%，甚至 95%的情況可以自主完成任務(wù)。

要達到這一目標，首先需要利用人工智能和 5G 技術(shù)。利用人工智能技術(shù)提高機器人本體感知能力的同時，提升個性化自然交互能力。利用 5G 技術(shù)，大大縮短從終端到接入網(wǎng)的時間，帶寬大幅度上升，很多東西可以放到邊緣端，加入更多的計算能力，包括云端大腦的一些擴展，助力機器人規(guī)?；渴稹?/p>

類似互聯(lián)網(wǎng)的三級火箭發(fā)展模式，第一階段——關(guān)鍵場景，把握垂直應(yīng)用，提高場景、任務(wù)、能力的匹配，提高機器人在關(guān)鍵應(yīng)用場景的能力，擴大用戶基礎(chǔ)；第二階段——人工增強，通過加入持續(xù)學習和場景自適應(yīng)的能力，延伸服務(wù)能力，取代部分人力，逐步實現(xiàn)對人的替代，讓機器人的能力滿足用戶預(yù)期；第三階段——規(guī)?；?，通過云-邊-端融合的機器人系統(tǒng)和架構(gòu)，讓機器人達到數(shù)百萬千萬級水平，從而降低價格成本，實現(xiàn)大規(guī)模商用。

來源：聯(lián)想創(chuàng)投