日期：2015-10-09　　来源：互联网　　　　点击：

     四、家庭智能机器人—智能物联网时代家庭的核心终端
    1、行业概述：物联网时代的家用智能机器人
    随着智能技术的发展，在21世纪的头十年物联网已经开始和互联网一样引人注目。物联网这个名词最初由1999年美国麻省理工学院提出，即通过信息传感设备把用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网技术将会引起现有产业的大洗牌，而智能机器人正是在新一轮发展中极具前景的产业，未来一定是机器人的时代,家庭智能服务机器人就是物联网时代家庭的核心终端。
     家庭智能机器人是指为人类服务的智能机器人，主要从事家庭服务，包括维护、保养、修理、运输、清洗、监护等工作，家庭智能机器人被定位为智能物联网时代中家庭物联网的核心信息中枢，具有人性化交互、运动化控制和组件化成长的特性。按照应用范围和用途的不同，家庭智能机器人分为电器机器人、娱乐机器人、厨师机器人、搬运机器人、不动机器人、移动助理机器人和类人机器人。
     2、市场规模：世界经济增长引擎即将由IT进入RT时代
     家用智能机器人被认为是未来最具发展潜力的新兴产业之一，美国研究公司(ABIResearch)的统计，2012年全球消费的智能家庭机器人产品总额已经达到16亿美元。IFR预测2013-2016年估计会有2200万台智能家庭机器人得到销售。其中家用机器人销量估计为155万台，销售额达56亿美元；娱乐机器人为350万台；教育类机器人300万台。随着相互学习与共享知识云机器人技术获得重大突破，小型家庭用辅助机器人大幅度降低生产成本，将在2020年之前形成至少累计416亿美元的新兴市场。世界经济增长引擎即将由IT进入RT时代（Roboticstechnology）。
     日本是世界上机器人开发和研究最发达的国家之一，2010年家庭智能机器人产量为4万台，约占全世界50%；韩国也在积极开发家用机器人，2010年个人服务用机器人产值为1717亿韩元，韩国政府计划到2020年让每个韩国家庭都拥有一个能做家务的机器人。而中国家用智能机器人产业规模尚未形成，缺乏大型支柱企业，也没有形成有影响力的品牌，仅占全球机器人市场的4.5%。目前的状况是，中国家用智能机器人的电机、驱动器、减速器等关键部件主要靠进口，国产性能较差。
     3、家庭清洁机器人：最成熟的智能家庭机器人
     家庭清洁机器人是指能够进行家庭家务自动智能清洁的机器人，是集机械学、电子技术、传感器技术、计算机技术、控制技术、机器人技术、人工智能等诸多学科为一体的机器人。吸尘机器人是智能移动机器人实用化发展的先行者，其研究始于20世纪80年代，而德国凯驰2006年生产的Rc3000是世界上第一台能够自行完成所有家庭地面清洁工作的清洁机器人，其内置有光电传感器和芯片控制，包含四种清洁程序，当遇到障碍时，会随机改变一个角度然后继续直走，直到遇到新的障碍物，会自动回到充电站完成充电和垃圾处理的任务，同时能够根据用户设定的信息来控制机器人完成相应的操作。家庭清洁机器人目前主要分为两个分类，一种是扫地机器人，一种是拖地机器人（包括干洗和湿洗）。智能扫地器是一种配备了微电脑系统的吸尘器，是靠吸力打扫卫生的，能够按照人们的设置自动智能地清洁房间的某一特定部分或全部并完成自动充电，适合几乎所有的地面，包括地板、地砖、地毯及部分地毯；拖地机器人则在使用中会用到水，一般靠喷水后再吸水来清洁家庭清洁机器人市场发展：历史短，发展迅速。家庭清洁机器人21世纪的新产品，但在其短短十几年的历史里却有着迅猛的发展，许多国家已经涉足并开发出家庭清洁机器人，其中前沿的国家主要有美国、德国、日本、瑞典及韩国等。
     智能吸尘机器人是一个巨大的市场，随着经济水平和技术的提高，扫地机器人将会替代更多的传统型扫地设备，2013年数据统计，在家庭扫地市场上，北美市场为22亿美元，机器人占18%；欧洲、中东及非洲地区（EMEA）市场达25亿美元，机器人占20%；环太平洋与日本（APAC）市场为22亿美元，其中机器人占16%。
     扫地机器市场具有巨大的潜力，增长势头强劲。13年家庭扫地机器人市场规模大于12亿美元，过去三年复合增长率达21.8%。扫地机器人对传统扫地设备的替代率不断提高，13年占扫地设备市场18.1%。
     4、iRobot—家用服务机器人的开启者
     iRobot是家居清洁机器人的领先企业，产品战略布局以家居清洁机器人为主。2014年上半年实现营收2.54亿美元，2013年收入达4.87亿美元，全球市场占有率超过60%，2014年8月总市值为10.10亿美元。
公司简介：研制第一台真正意义上的家用服务机器人。iRobot由麻省理工的机器人专家恩盎格鲁、雷格纳和布鲁克斯联手创立，成立于1990年，2002年成功研发吸尘机器人Roomba开启家用服务机器人产品，2005年在美国纳斯达克交易所上市（交易代码IRBT），总部位于美国马萨诸塞州的贝德福德，在美国加利福尼亚、英国、中国大陆及中国香港都有办公地点，共雇员528人（13年底）。iRobot致力于生产清洁机器人（目前以扫地和拖地机器为主）以及军用机器人（执行战场侦察和炸弹处理任务），通过零售商向全球各地消费者销售产品，并向美国军队和其他政府机构出售产品。
     iRobot主要生产机器人，分两大系列，家居清洁机器人和军用及工业机器人。家居清洁机器人目前以扫地和拖地机器为主，军用及工业机器人主要执行战场侦察和炸弹处理任务。目前2014年新研发了远程视频机器人，未来几年会着重发展远程视频屏幕及家居维护系列。
    iRobot的产品战略布局以家居清洁机器人为主。家居清洁机器人所需投入成本较其它产品低，最早成为现金牛，为新研发的更高级产品提供资金支持。目前远程视频机器人成功研制，开始进入营销阶段。
    iRobot自2003年开始实现正收入，过去的十年收入增长迅速。2014年上半年实现营收2.54亿美元，同比上涨7.35%。2013年收入达4.87亿美元，同比增长11.73%。毛利率始终保持在比较高的水平，自2009年实现稳步上升，2013年毛利率达47.37%。但利润处于比较大的波动状态，2008年和2009年利润低于350万美元，但2010年和2012年利润急增至2551万美元和4019万美元，2013年利润达2764万美元，环比增长59.8%。2013年净利润率达5.67%。
    主营业务为家居机器人和军用机器人的销售，家居机器人在2011年之后成为最主要的收入来源，2013年销售占比约为88%，2014年上半年受中国市场强劲拉动销售额大涨15%达1.3亿美元；而军用机器设备因受美国财政预算收缩及以色列等地区军事需求下降的因素，2013年销售占比仅为约12%。国际销售占比逐年增长，2012年国外收入超过国内收入，2013国外收入占比达59%。
     iRobot在家居清洁机器人市场上处于领先地位。2011年至2013年总清洁机器设备消费增长迅速，13年大于12亿美元，而iRobot占市场的利率也逐年上涨，2013年达18.1%。iRobot在家居机器人行业中属于龙头领先企业并已经打通了全球销售的网络，在各大市场iRobot都远远领先于其它企业。2013年iRobot扫地机器人占北美市场比例为83%，占欧洲、中东及非洲市场（EMEA）62%，占环太平洋与日本市场(APAC)67%。2014年刚公布的半年报中，iRobot预计家用机器人全年销售额同比增幅为18%-20%。
品牌忠诚度高，进军洗衣机等家用智能机器人。在同行业中，iRobot的产品机器人功能及表现更稳定和优良，而经历这些年的表现iRobot也获得非常高的品牌认可度。家居清洁维护设备是个巨大的市场，每年的市场潜力可达14亿美元，而iRobot也在2013年的年报里明确提出未来的产品会往实现更多家居功能的设备机器人发展。
     5、我国清洁机器人发展：渗透率低下
   （1）总体水平：渗透率低，生产规模小
    从美国iRobot公司2002年成功研发吸尘机器人Roomba开启家用服务机器人时代开始，随着国内生活水平的提高，扫地机器人逐步进入中国。但扫地机器人在我国渗透率低下，有部分企业已经涉足扫地机器人的研发设计和销售，但生产规模小，市场潜力还未得到开发。
     由于城市化水平还不足够高、国内收入差距巨大以及传统文化的影响，我国家庭清洁大部分还是采用传统的普通吸尘器设备或者人工清洁方式，扫地机器人渗透率十分低下。目前家庭服务机器人年销售额已经近10亿，但是沿海城市的产品渗透率刚达到5%，内地城市为0.4%，而美国家庭已经达到16%。相对比其他家用电器，洗衣机的渗透率已经几乎达到100%。扫地机器人渗透率低下的另外原因是扫地机器人价格相对而言比较昂贵，农村家庭和许多城市家庭还消费不起，但可估计，随着生活水平的继续提高，扫地机器人的渗透率会慢慢提高。
   （2）我国家用机器人驱动因素：人力成本提高及收入上升
    我国家用机器人发展最主要的驱动因素有劳动力价格的提高、城镇居民人均可支配收入的提高等。劳动力价格的上升使得简单劳动的设备替代率明显上升，人们一方面想从简单家务劳动中释放出来而另一方面家政服务劳力的价格越来越高，因而家务机器需求有其刚性驱动。同时，随着我国经济的高速发展，在过去的10年里城镇居民的可支配收入大致翻了三倍，人们生活水平和消费水平不断地提高，越来越多的家庭具有家用机器人的购买能力。另外，现在信息和科技传播速度飞快，各种科技产品成本在竞争中下降迅猛。iRobot2013年在中国市场的家用清洁机器人销售额增幅大于3倍，刚公布的14年上半年年报显示受中国需求的强劲拉动iRobot在亚太地区清洁机器人销售增幅高达18%。在中国这种一个高速发展的人口大国，可预计，未来我国家用智能机器人的市场规模巨大。
   （3）我国清洁机器人公司：研产结合，表现良好，空间巨大
    根据中国品牌网统计公布的2013年十大扫地机器人品牌排行榜，我国国产扫地机器人有6家上榜。目前为止，我国已经有一部分表现优良的企业涉足家用清洁机器人的开发和生产，都和国内高校研发机构有所合作，做到研产结合。当前机器人行业发展的宏观前景良好，市场潜力巨大，目前我国会在未来出现一批在细分行业技术领先表现良好的潜力企业。
     五、军用机器人—21世纪战争的核心武器
1、发展历史：第三代智能机器人
为了军事目的而研制出来的自动机器人。军事机器人(militaryrobot)是一种用于完成以往由人员承担军事任务的自主式、半主式或人工遥控的机械电子装置。它是以完成预定的战术或战略任务为目标，以智能化信息处理技术和通信技术为核心的智能化武器装备，为了军事目的而研制出来的自动机器人。
军事机器人相比起传统的军人有着以下优点：
全方位、全天候的作战能力。军事机器人可以在毒气、冲击波、热辐射等袭击等极为恶劣的环境下继续工作，而人类有着明显承受上限。
     强的战场生存能力。军事机器人不会感觉到疼痛，具有很强的战场生存能力。
     服从命令听从指挥。军事机器人没有人类所特有的恐惧等心理，可以严格地服从命令听从指挥，有利于战事分局和对武力掌控。
    按照使用环境和军事用途来分类，军事机器人大分类：地面军用机器人、空中机器人、水下机器人和空间机器人。
     发展历史：三代演进。军事机器人从60年代开始研制，至今已经有了三代的演进。第一代的机器人是“遥控操作器”,第二代机器人是按事先编好的程序,自动重复完成某种操作,第三代机器人是智能机器人,它能利用各种传感器获取环境信息,然后利用智能技术进行识别、理解、推理并最后做出规划决策,是一种能通过自主行动实现预定目标的高级机器人。目前世界各国军用机器人已达上百种之多，主要应用于侦察、排雷、防化、进攻、防御以及保障等各个领域。无人化、机器人兵器是高技术领域中多学科交叉的技术结晶，包括微电子、光电子、纳米、微机电、计算机、新材料、新动力及航天等高新技术，集中了当今科学技术的许多尖端成果。在未来战争中，自动机器人士兵以后可能会成为对敌作战的军事行动的绝对主力。
    2、军用机器人发展强国：美德英法意以日韩
军用机器人的研制涉及到国家军事安全，属于军用设备的高端产品。军用机器人强国包括美德英法意以日韩，这些国家不仅在技术处于研究的先列，其产品已经在军事上有了实际运用。
     美国目前在军用机器人技术上，无论是在基础技术、系统开发、生产配套方面，还是在技术转化和实战应用经验上都处于绝对领先地位。美国军用机器人开发与应用涵盖陆、海、空、天等各兵种，是世界唯一具有综合开发、试验和实战应用能力的国家。美军已经装配了超过7500架无人机和15000个地面机器人，美国国会曾批准2015年美军作战平台中无人作战系统的比例达三分之一的方案。美国在2007年12月18日发布了《无人（驾驶）系统路线图》（Unmanned SystemsRoad map，包括无人机系统、无人地面系统、无人水下系统。该路线图提供了全方位国防对无人系统及其相关技术的愿景。美国国防部现正在研制智能机器人的集成作战系统（FCS）的计划用于提升海陆空军事系统实力，包括四大类机器人：用于监视、勘察导弹的无人驾驶飞行器（UAV）；用于深入士兵无法进入的危险领域获取信息的小型无人地面车辆（UGV）；在战斗中负责补充作战物资的多功能后勤保障机器人（MULE）；还有运输功能强大的武装平台和运输复杂的侦查设备的武装机器人战车（ARV）。
     德国的智能地面无人作战平台的研究和应用方面在世界上处于公认的领先地位。二战中德国研制的数千辆遥控无人自爆式坦克是无人战车的最早雏形，着重研究装备方面的自主系统和图像分析系统，在20世纪80年代中期就提出了要向高级的、带感知的智能型机器人转移的目标。德国的智能机动无人系统计划（PRIMUS）是德国的重要的地面无人车辆项目，以数字化“鼬鼠Ⅱ”装甲车为试验平台，目标是开发通用的功能模块，以便根据不同的任务选择相应的基本功能模块组成各种优化系统。其次，德国在欧洲各国的反水雷战方面处于领先地位，德国的STN、HDW等公司研制用于反潜战的水下无人航行体TCM/TAU2000鱼雷对抗系统是为海军服务的，保护海上交通线及在恶劣的浅水环境中港口的畅通，在较深的海岸水域中，保护航母作战群和其他高价值的部队，准备直到拍岸浪区的两栖攻击。德国海军还有总经费为2.5亿美元的专业反水雷舰队的改造计MJ334，把扫雷舰改造成为猎雷舰尽量减少、消除水雷对人员及装备的威胁。
    英国开展地面无人作战平台研制的时间较长，早在上世纪60年代末英国Hall Automation公司研制出自己的机器人RAMP。英国地面军用机器人的研究方针是：由遥控机器人走向自主机器人，包括“地雷探测、标识和处理计划”(MINDER)、“小猎犬”战斗工程牵引车（CET）和可突破壕沟、雷区等多种障碍物的未来工程坦克（FET）。而英国履带式手推车及超级手推车排爆机器人已经装备在50多个国家的军警机构。
    法国是欧洲研制地面机器人的主要国家之一，不仅在地面无人作战平台拥有量上居于世界前列，在地面无人作战平台应用水平和应用范围上处于世界先进水平，计划在数年时间内研制大量警戒机器人和空军基地低空防御机器人。代表军用机器人有自主式快速运动侦察演示车（DARDS）和目标压制的无人目标捕获系统（SYRANO）。
     意大利在后期也加入军用机器人的研制行列，和法国和西班牙联合开发移动式机器人“AMR”，包括野外快速巡逻机器人，运送其他机器和进行监测工作和可以在复杂堆积物地方爬行的机器人，遥控或者自主控制。
     以色列也是自主研制的无人军用机器人很早的国家，其中包括用于安全任务的自主导航机器人车辆和用于支持步兵城市作战的手携式机器人等。以色列“守护者”（Guardium）军民两用全自动安全系统，可连续地对机场、港口、军事基地、重要管线以及其他有全日安全监视需求的设施执行巡逻任务。
日本是高精技术的强国，日本政府给予了财政支持自卫队的机器人野战应用可行性研究，开发探雷及排雷机器人。日本的UUV技术用于地震预报、海洋开发如水下采矿、海底石油和天然气的开发。日本的灭雷具的ROV技术国际领先，其耗资6千万美元KaikoROV可以下潜到世界上最深的海底。
    韩国是亚洲机器人技术研制的强国，三星集团研发的SGR-1哨兵机器人被韩国政府部署在三八线附近。SGR-1个头与3岁孩子相当，体重17公斤，装备多种探测装备，昼夜不停地站岗，能够发现几公里外的隐秘威胁，在侦测到闯入者时会发出警报，后方的机器人管理员将通过机器人盘问闯入者，并决定是否用该机器人的5.5毫米口径机枪将其射杀。韩国联合参谋本部作战处上校崔谨孝曾经说过机器人可以使韩国军队的战斗力增强2-4倍。
     3、美国主要军用机器人公司和产品介绍
     4、空间估算：未来10年达940亿美元
     军用机器人的研制需要大量资金。以美国为例,美军“未来战斗系统”的研究经费预计为250亿美元,每装备一个旅要花费60～80亿美元，总计1450亿美元左右，这甚至远远超出了原来预计的920亿美元。如果美国陆军全部装备“未来战斗系统”,则将耗资13000亿美元。虽然机器人造价昂贵,但可以避免因人员伤亡而造成的恐慌和巨大压力。一些军队的机器人已开始执行侦察和监视任务，替代士兵站岗放哨、排雷除爆，可降低士兵伤亡率达60%至80%。如果把土兵的工资、培训费用、退休金、福利以及伤亡补贴算到一起的话,机器人士兵也比使用合同役士兵更实惠。从美国国防部的角度看,用武装机器人替代士兵服役打仗,实现军队的机器人化，是少花钱、低风险、高效率实施未来战争的选择。加之军事防备属于一国安全问题，事关重大，虽然当前智能机器人在军事方面的应用存在着道德问题和安全风险，军用机器人大范围取代传统人力战士还有需要一段时间，但明显的，未来军用机器人的研制投入和发展空间是巨大的。
     2004年美军仅有163个地面机器人。2007年则增长到5000个，至少10款智能战争机器人在伊拉克和阿富汗“服役”。而目前，一些国家正在组建机器人部队。一些军队的机器人已开始执行侦察和监视任务，替代士兵站岗放哨、排雷除爆。军机市场预测的权威机构蒂尔集团称未来10年全球无人机研发投入和采购需求将达到940亿美元，这将是一个巨大的市场。
     5、我国军用机器人：技术落后，重点支持
我国在机器人核心及关键技术的原创性研究、高可靠性基础功能部件的批量生产应用等方面，同发达国家相比差距很大。但政府一直非常重视军用机器人技术的研究与开发，在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006－2020）》、《国家高技术研究计划（863）“十一·五”发展纲要》、《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》等有着重提出，国家863计划、国家自然科学基金、国防科工委预研项目中予以重点支持。
    目前在我国，军用机器人基本没有完全自主的生产商，在军用机器人方面技术比较领先的是新松机器人自动化股份有限公司。目前新松机器人已定型八个军用机器人产品，列装两个，未来订单会稳步增长。

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