2020年中国防疫机器人行业发展报告

2020年中国防疫机器人行业发展报告目录CONTENT01020304防疫机器人概念界定及内涵中国防疫机器人具体应用中国防疫机器人发展背景防疫机器人发展空间与前景防疫机器人概念界定及内涵1.1AI防疫产品分布1.2防疫机器人概念1.3防疫机器人应用场景011.1AI防疫产品分布-智能服务机器人是AI防疫最受欢迎产品目前，智能服务机器人、大数据分析系统和智能识别（温测）产品关注度最高，计算机视觉、语音、大数据等人工智能技术成熟度相对较高，面向使用场景丰富，因此其代表产品在抗击疫情中也发挥了极大作用。智能医疗辅助诊断系统、基因组检测、药物研发等AI产品数量偏少，主要由于此类AI产品涉及算法与医学知识的结合，专业性高，研发需要的技术和成本门槛高。AI防疫产品分布020406080100120140160药物研发基因组监测智能交通智能应急调度平台其他智能医疗辅助诊断系统智能教育和在线办公智能识别大数据智能分析系统智能服务机器人1.2防疫机器人概念-从属于服务机器人根据机器人的应用环境，国际机器人联盟将机器人分为工业机器人和服务机器人。其中服务机器人是指除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，主要包括个人/家用机器人和公共服务机器人。中国电子学会考虑到现阶段我国在对应自然灾害和公共安全事件中，对特种机器人有着相对突出的需求，将机器人划分为工业机器人、服务机器人和特种机器人三类。防疫机器人从属于服务机器人。服务机器人特种机器人工业机器人医疗服务机器人家用服务机器人公共服务机器人机器人中国电子学会对机器人的分类情况极限作业机器人军事应用机器人应急救援机器人1.2防疫机器人概念-疫情下“机器换人”需求的产物新冠疫情下，为减少人与人之间的接触传染，“机器换人”的需求被激发，服务机器人在医疗、配送、巡检、家用等领域走上防疫一线。防疫机器人为在原有的智能服务机器人基础上改造提升，用于疫情中医疗、配送、巡检、家用等领域，具有测温、识别口罩佩戴情况、健康码识别、自主返回充电、远程对讲与语音播报等功能，协助医院、学校、社区等公共场所进行疫情防控的智能服务机器人。典型防疫机器人种类医用紫外消毒机器人智能外呼机器人消杀机器人晨检防疫机器人医用喷洒消毒机器人医用物资配送机器人智能巡逻机器人物流机器人1.3防疫机器人具体应用-医疗、配送、巡检为主要场景服务机器人行业目前处在发展早期阶段，2020年疫情有望成为行业发展的催化剂。新冠疫情下，服务机器人价值凸显，主要应用场景包括医疗、配送、巡检等。防疫机器人主要应用场景配送：机器人为隔离人群配送三餐巡检：在人流密集区域，机器人自动巡逻，监测人员体温、进出、口罩佩戴等情况医疗：机器人替代医护人员完成消毒、导诊、送药等工作中国防疫机器人发展背景2.1新冠肺炎疫情发展状况2.2防疫机器人发展产业基础2.3防疫机器人发展技术环境022.1新冠肺炎疫情发展状况-新冠病毒传播的三种途径目前可以确定的新冠肺炎传播途径主要为直接传播、气溶胶传播和接触传播。直接传播是指患者喷嚏、咳嗽、说话的飞沫，呼出的气体近距离直接吸入导致的感染；气溶胶传播是指飞沫混合在空气中，形成气溶胶，吸入后导致感染；接触传播是指飞沫沉积在物品表面，接触污染手后，再接触口腔、鼻腔、眼睛等黏膜，导致感染。新冠病毒传播的三种途径患者喷嚏、咳嗽、说话的飞沫，呼出的气体近距离直接吸入导致的感染直接传播飞沫沉积在物品表面，接触污染手后，再接触口腔、鼻腔、眼睛等黏膜，导致感染接触传播飞沫混合在空气中，形成气溶胶，吸入后导致感染气溶胶传播传播途径2.2防疫机器人发展产业基础-公共和医疗服务机器人占比过半根据统计数据，2014-2018年我国服务机器人市场规模逐年增长，2018年我国服务机器人市场规模达到16.5亿美元，同比增长30.1%；2019年我国服务机器人市场规模约为22亿美元。其中，我国家用服务机器人、医疗服务机器人和公共服务机器人市场规模分别为10.5亿美元、6.2亿美元和5.3亿美元，占比分别为47.7%、28.2%和24.1%。2014-2019年中国服务机器人销售额及增长率情况（单位：亿美元，%）4.66.49.412.716.522.038.4%37.1%47.9%35.0%30.1%33.1%0%10%20%30%40%50%60%-3271217222014年2015年2016年2017年2018年2019E销售额（亿美元）增长率（%）家用服务机器人医疗服务机器人公共服务机器人2.2防疫机器人发展产业基础-无接触经济异军突起新冠疫情的爆发是典型的外生事件，导致传统经济生活受到严重冲击甚至引发“停摆”，而无接触经济则迅速发展。居民健康安全方面的需求催生了“无接触”式消费方式。疫情防控期间采用“无接触配送”的订单占整体单量的80%以上；“无接触+模式”也成为疫情期间社会生产活动的标配。线下实体商店通过“云”方式获客，直播电商平台等新媒体直播经济主体、直播经济产业链等新业态新模式，如雨后春笋快速发展。春节期间外卖指定地点分布情况（单位：%）其他放门口放前台桌上挂门外把手2.3防疫机器人发展技术环境-环境感知技术环境感知技术是防疫机器人系统不可或缺的一部分，它与机器人的地图构建、运动控制等功能息息相关，机器人一旦失去感知能力将无法完成具体的工作和任务，因此环境感知技术是防疫机器人技术体系实现的基础和前提条件。机器人的感知功能通常需要各类传感器来实现。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决策提供数据参考。环境感知技术对机器人的作用对机器人地图构建功能的补充帮助机器人对周围环境进行检测、识别和追踪使机器人能够观察和理解人类行动，与人类友好共存2.3防疫机器人发展技术环境-运动控制技术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，即包括各种硬件系统，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，主要包括位置控制、速度控制、加速度控制、转矩或力矩控制等几种控制类型。防疫机器人的运动控制主要有电机系统和液压系统两种方式，对于防疫机器人来讲，定位导航和运动协调控制是运动控制方面两项最重要的任务。机器人运动控制的主要实现方式及重点研发方向运动控制重点研发方向主要动力实现方式成熟度高，控制灵活在移动机器人和小型人形机器人中应用较为广泛电机系统系统复杂性高，定制设计较多主要应用于大型人形机器人及四足机器人中液压系统机器人需要通过环境感知对自身和目标进行定位、导航和运动规划，SLAM技术是目前应用最广泛的导航技术定位导航机器人一般采用轮式或履带式，足式机器人相对较少。但足式机器人更善于应对复杂多样的行走环境，是未来发展的趋势之一运动协调控制2.3防疫机器人发展技术环境-人机交互技术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反馈信号。在防疫机器人中，人机交互技术主要应用于智能对话、移动跟随、人员引导、身份识别、咨询问诊等场景中。多模态人机交互系统及其控制方法交互信息采集交互动作识别交互指令映射逻辑处理单元交互动作响应物理设备层交互词法层交互语法层交互语义层应用接口层语音、手势、体感、用户身份等语音识别、触控手势识别、体感手势识别等体感手势交互指令映射、触控手势交互指令映射自然语言处理协同、互斥访问机制2.3防疫机器人发展技术环境-AI智能测温疫情期间最重要的防疫措施之一就是要对人群进行体温检测。AI智能测温能够在无需群众配合或弱配合的情况下，完成3-5人/批次的面部温度快速检测。对体温超出一定阙值的人员，系统将以秒级发出警报，并提供人脸图像信息，帮助工作人员采取及时有效的措施。AI智能测温的关键在于红外测温，红外测温快速直观，能够实现24小时非接触式测温。AI智能测温技术构成人脸检测、额头区域定位、人像识别、测温补偿辅助AI技术快速、直观、非接触、24小时关键红外测温中国防疫机器人具体应用3.1防疫机器人应用前提3.2防疫机器人主要作用3.3防疫机器人应用场景3.4防疫机器人应用格局033.1防疫机器人应用前提-服务机器人上岗AI和机器人，早就被应用在工业流水线等场景中。而消费型智能机器，却一直在市场爆发的边缘反复试探。在疫情的推动下，我们见到了服务机器人的集体上岗，这里面有三个基本前提：防疫机器人应用前提AI技术矩阵的整体升级感觉与思考能力的成本下降可以贯穿的长效价值服务型机器人需要语音识别、语义理解、计算机视觉、传感技术、定位导航、机器人操作系统等综合解决方案，近两年算法模型的成熟开始让AI机器人能够以更自然的方式与人和环境进行沟通。想要广泛商用的前提是合理的价位，越来越丰富灵活的公有云服务、成熟开源的各类算法模型、日趋完善的5G超大网络，都在降低机器人运行成本的同时，效能也进一步提升。在性价比的基础上，服务机器人在一个没有直接竞品、市场空白巨大的市场，首要考虑的就是产品性能，能否交付给市场稳定长效的价值。此前的消费机器人，大多以表演娱乐性质出现，并没有提升效率，而在此次防疫中则担纲了重要的战力。3.2防疫机器人主要作用-辅助医疗、公共消毒、日常服务防疫工作对人际交流的严苛限制，让利用智能机器参与相关工作的“硬核”操作，获得了不少出镜率和关注度。尽管与既往的消费型“智能机器”相比，它们只进行了有限的技术改造，但在防疫场景中，却展现了不小的潜力。在防疫工作中，机器人主要发挥了以下作用：辅助医疗、公共消毒和日常服务。防疫机器人主要作用在治疗过程中，医护人员协助机器人进行检查、施药，无需进入隔离病房，能够更好地减少被传染的风险。医疗防疫机器人可从源头切断传染源与医护人员接触，避免交叉感染构筑医疗安全防线辅助医疗在一些定点隔离区域，智能机器人也取代服务人员，担当起了为隔离人群送餐、送物的重任。防疫事件不仅给了机器人产业一个绝佳的练兵机会，同时也让大众得以真情实感地近距离习惯与机器人交互日常服务公共消毒在公共区域，一些智能洗地、消毒的机器人也加入了防疫大军，在机场、火车站等地区，通过自动驾驶完成消毒清洁作业，避免人群密集场所的聚集和接触3.3防疫机器人应用场景-医疗领域医疗机器人归属于服务机器人分类中的专业服务机器人，是指应用于医院、诊所的医疗或辅助医疗的半自主或全自主工作的机器人，它能够完成有益于人类健康的服务工作，但不包括从事生产活动的设备。医疗机器人是一种智能型服务机器人，它能独自编制操作计划，依据实际情况确定动作程序，然后把动作变为操作机构的运动。根据国际机器人联合会（IFR)分类,医疗机器人具体可分为手术机器人、康复机器人、辅助机器人以及医疗服务机器人四大类。目前，国内应用于新型冠状病毒战“疫”中的医疗机器人主要以辅助及其他医疗服务机器人为主。医疗机器人分类手术机器人康复机器人医疗服务机器人医疗机器人辅助机器人骨科手术机器人、神经外科手术机器人、腹腔手术机器人外骨骼康复机器人、护理机器人、其它康复机器人远程医疗机器人、配药机器人、诊断机器人送药机器人、消毒机器人、导诊机器人3.3防疫机器人应用场景-医疗领域当前我国医疗机器人装机分布主要集中在三级甲等综合性医院及部分公立医院，市场普及率处在较低水平，市场规模仅占全球医疗机器人市场规模的5%左右。根据统计，2019年我国服务机器人市场规模约为153亿元，其中医疗机器人43.2亿元，占服务机器人市场规模的28.2%。从市场结构来看，康复机器人占比最高，为47%；手术机器人占比为17%；辅助机器人占比为23%；医疗服务机器人占比为13%。2017-2021年中国医疗机器人市场规模及预测（单位：亿元）2019年中国医疗机器人市场结构（单位：%）24.832.243.257.575.3010203040506070802017201820192020E2021E47%23%17%13%康复机器人辅助机器人手术机器人医疗服务机器人3.3防疫机器人应用场景-医疗领域防疫机器人在医