隨著5G時(shí)代的到來(lái)和人工智能領(lǐng)域的崛起，機(jī)器人進(jìn)入4.0時(shí)代不再是一個(gè)愿景。今天創(chuàng)投君分享的是《機(jī)器人 4.0 白皮書(shū) ——云-邊-端融合的機(jī)器人系統(tǒng)和架構(gòu)》，這篇最新報(bào)告全面分析了機(jī)器人進(jìn)入4.0時(shí)代的數(shù)字經(jīng)濟(jì)背景、機(jī)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(jī)遇和挑戰(zhàn)。

機(jī)器人 3.0 預(yù)計(jì)將在 2020 年完成，在此之后，機(jī)器人將進(jìn)入 4.0 時(shí)代，把云端大腦分布在從云到端的各個(gè)地方，充分利用邊緣計(jì)算去提供更高性?xún)r(jià)比的服務(wù)，把要完成任務(wù)的記憶場(chǎng)景的知識(shí)和常識(shí)很好的組合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；渴?。

近年來(lái)，數(shù)字經(jīng)濟(jì)正在席卷全球，全球經(jīng)濟(jì)向數(shù)字經(jīng)濟(jì)遷移已經(jīng)勢(shì)在必然，數(shù)字經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為國(guó)家的核心競(jìng)爭(zhēng)力。據(jù)上海社科院測(cè)算，2016 年到 2018 年，中國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)對(duì) GDP 增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)率分別達(dá)到了74.07%、57.50%和 60.00%。預(yù)計(jì) 2019 年中國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)仍將占到62.50%。

數(shù)據(jù)成為驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的核心生產(chǎn)要素。大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等技術(shù)的融合，推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了人與人、人與物、物與物的互聯(lián)互通，導(dǎo)致數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)如同農(nóng)業(yè)時(shí)代的土地、勞動(dòng)力，工業(yè)時(shí)代的技術(shù)、資本一樣，已成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)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(jì)算成為必要的信息基礎(chǔ)設(shè)施。隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)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(duì)物理基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化改造。

近年來(lái)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)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(jìn)了數(shù)字經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。數(shù)字經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)未來(lái)，數(shù)字經(jīng)濟(jì)成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主導(dǎo)力量。作為硬科技代表的機(jī)器人行業(yè)，將利用數(shù)字經(jīng)濟(jì)中的技術(shù)紅利加速機(jī)器人的落地。人工智能、5G 通訊、計(jì)算的模式等都對(duì)機(jī)器人領(lǐng)域有著潛在而巨大的貢獻(xiàn)。

機(jī)器人技術(shù)發(fā)展主要階段分析

2017年，中國(guó)信息通信研究院、IDC 國(guó)際數(shù)據(jù)集團(tuán)和英特爾共同發(fā)布了《人工智能時(shí)代的機(jī)器人 3.0 新生態(tài)》白皮書(shū)，其中把機(jī)器人的發(fā)展歷程劃分為三個(gè)時(shí)代，分別稱(chēng)之為機(jī)器人1.0、機(jī)器人 2.0、機(jī)器人 3.0。

機(jī)器人 1.0（1960-2000），機(jī)器人對(duì)外界環(huán)境沒(méi)有感知，只能單純復(fù)現(xiàn)人類(lèi)的示教動(dòng)作，在制造業(yè)領(lǐng)域替代工人進(jìn)行機(jī)械性的重復(fù)體力勞動(dòng)。機(jī)器人 2.0（2000-2015），通過(guò)傳感器和數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用構(gòu)建起機(jī)器人的感覺(jué)能力，并模擬部分人類(lèi)功能，不但促進(jìn)了機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域的成熟應(yīng)用，也逐步開(kāi)始向商業(yè)領(lǐng)域拓展應(yīng)用。機(jī)器人 3.0（2015-），伴隨著感知、計(jì)算、控制等技術(shù)的迭代升級(jí)和圖像識(shí)別、自然語(yǔ)音處理、深度認(rèn)知學(xué)習(xí)等新型數(shù)字技術(shù)在機(jī)器人領(lǐng)域的深入應(yīng)用，機(jī)器人領(lǐng)域的服務(wù)化趨勢(shì)日益明顯，逐漸滲透到社會(huì)生產(chǎn)生活的每一個(gè)角落。在機(jī)器人 2.0 的基礎(chǔ)上，機(jī)器人 3.0 實(shí)現(xiàn)從感知到認(rèn)知、推理、決策的智能化進(jìn)階。

當(dāng)前，全球機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)增速穩(wěn)定，服務(wù)機(jī)器人增速突出。2018 年，全球機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 298.2 億美元，2013-2018 年的平均增長(zhǎng)率約為 15.1%。在裝備制造領(lǐng)域，機(jī)械臂憑借強(qiáng)大的負(fù)重能力和精準(zhǔn)的抓取操作代替著工人的雙手；在物流領(lǐng)域，智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人和無(wú)人搬運(yùn)車(chē)不斷提高著運(yùn)輸效率；在生活服務(wù)領(lǐng)域，家用清潔機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人正成為許多家庭的私人保姆和小秘書(shū)。

工業(yè)制造領(lǐng)域分析

目前，工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)、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(chǎng)景的不斷清晰，2013 年以來(lái)，工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)規(guī)模正以年均 12.1%的速度快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到 2020 年將達(dá)到 230 億美元的銷(xiāo)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(huì)保持快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭。同時(shí)，工業(yè)機(jī)器人需要擁有更高的靈活性、更強(qiáng)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(fèi)服務(wù)領(lǐng)域分析

服務(wù)機(jī)器人雖然整體銷(xiāo)售額低于工業(yè)機(jī)器人，但近幾年一直維持著較高的年增長(zhǎng)率，商用服務(wù)機(jī)器人在商場(chǎng)、銀行、酒店、機(jī)場(chǎng)等應(yīng)用場(chǎng)景有了更多的落地部署，主要提供導(dǎo)覽、問(wèn)詢(xún)、送物等基礎(chǔ)服務(wù)。同時(shí)，家用服務(wù)機(jī)器人悄然進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù)，掃地機(jī)器人銷(xiāo)量在家用服務(wù)機(jī)器人銷(xiāo)量中占主要份額，成為目前家務(wù)機(jī)器人中的主導(dǎo)品類(lèi)。由于本體能力不足，隱私、安全方面的問(wèn)題，家庭管家機(jī)器人和陪伴型機(jī)器人的市場(chǎng)滲透率較低。2013 年以來(lái)全球服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模年均增速達(dá) 23.5%，預(yù)計(jì) 2020 年將快速增長(zhǎng)至 156.9 億美元。從整個(gè)技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)環(huán)境看，機(jī)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(diǎn)

在以上幾點(diǎn)的助推下，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)會(huì)繼續(xù)快速發(fā)展，但要達(dá)到大規(guī)模商用，還有很多難點(diǎn)需要解決。首先，機(jī)器人目前的能力不能滿(mǎn)足用戶(hù)期望，缺少關(guān)鍵場(chǎng)景。得益于人工智能帶來(lái)的紅利，近年來(lái)機(jī)器人感知能力提升明顯，可以通過(guò)視覺(jué)進(jìn)行人臉識(shí)別，做語(yǔ)音交互。但是要真正替代人類(lèi)的勞動(dòng)時(shí)間，做一些實(shí)際工作，機(jī)器人除了要具備感知能力，還要能夠理解和決策。機(jī)器人需要有記憶、場(chǎng)景理解的能力，擁有知識(shí)，才能夠優(yōu)化決策，自主實(shí)施工作，并進(jìn)行個(gè)性化演進(jìn)。目前的機(jī)器人依然缺少令人矚目和必不可少的應(yīng)用場(chǎng)景，大部分人對(duì)于在家中擁有一個(gè)機(jī)器人沒(méi)有很高的興趣。在機(jī)器人提高自身能力，完成特定和復(fù)雜問(wèn)題之前，這一比例將維持低水平。

其次，價(jià)格高，不成規(guī)模。傳感器和硬件的價(jià)格一直在下降，但是機(jī)器人的價(jià)格依然很高，不能被廣泛的市場(chǎng)用戶(hù)接受，沒(méi)有形成市場(chǎng)規(guī)模。掃地機(jī)器人由于較低的價(jià)格，目前快速的進(jìn)入大眾家庭。但是對(duì)于大多數(shù)類(lèi)別的機(jī)器人，特別是具有更強(qiáng)功能、高精度移動(dòng)底盤(pán)、機(jī)械臂的機(jī)器人，價(jià)格依然是一個(gè)痛點(diǎn)。

第三，隱私、安全和數(shù)據(jù)保護(hù)問(wèn)題亟待解決。隨著機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，其物理安全和用戶(hù)的數(shù)據(jù)安全問(wèn)題更加凸顯。在與機(jī)器人的交互過(guò)程中，機(jī)器人會(huì)不斷收集用戶(hù)的圖像、語(yǔ)音、行動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)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(duì)這些數(shù)據(jù)的安全抱有疑慮。對(duì)于能夠自由移動(dòng)的服務(wù)機(jī)器人和擁有機(jī)械臂的工業(yè)機(jī)器人，保證機(jī)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(jī)器人 4.0 的定義和發(fā)展機(jī)會(huì)

機(jī)器人 3.0 預(yù)計(jì)將在 2020 年完成，在此之后，機(jī)器人將進(jìn)入 4.0 時(shí)代，把云端大腦分布在從云到端的各個(gè)地方，充分利用邊緣計(jì)算去提供更高性?xún)r(jià)比的服務(wù)，把要完成任務(wù)的記憶場(chǎng)景的知識(shí)和常識(shí)很好的組合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化部署。機(jī)器人除了具有感知能力實(shí)現(xiàn)智能協(xié)作，還具有理解和決策的能力，達(dá)到自主的服務(wù)。在某些不確定的情況下，它需要叫遠(yuǎn)程的人進(jìn)行增強(qiáng)，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(dá)到這一目標(biāo)，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(jī)器人本體感知能力的同時(shí)，提升個(gè)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(shí)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(jì)算能力，包括云端大腦的一些擴(kuò)展，助力機(jī)器人規(guī)?；渴?。

類(lèi)似互聯(lián)網(wǎng)的三級(jí)火箭發(fā)展模式，第一階段——關(guān)鍵場(chǎng)景，把握垂直應(yīng)用，提高場(chǎng)景、任務(wù)、能力的匹配，提高機(jī)器人在關(guān)鍵應(yīng)用場(chǎng)景的能力，擴(kuò)大用戶(hù)基礎(chǔ)；第二階段——人工增強(qiáng)，通過(guò)加入持續(xù)學(xué)習(xí)和場(chǎng)景自適應(yīng)的能力，延伸服務(wù)能力，取代部分人力，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)人的替代，讓機(jī)器人的能力滿(mǎn)足用戶(hù)預(yù)期；第三階段——規(guī)模化，通過(guò)云-邊-端融合的機(jī)器人系統(tǒng)和架構(gòu)，讓機(jī)器人達(dá)到數(shù)百萬(wàn)千萬(wàn)級(jí)水平，從而降低價(jià)格成本，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用。

來(lái)源：聯(lián)想創(chuàng)投