目前，工業(yè)機器人在汽車(chē)、電子、金屬制品、塑料及化工產(chǎn)品等行業(yè)已經(jīng)得到了廣泛的應用。隨著(zhù)性能的不斷提升，以及各種應用場(chǎng)景的不斷明晰，2014年以來(lái)，工業(yè)機器人的市場(chǎng)規模正以年均8.3%的速度持續增長(cháng)。IFR報告顯示，2018年中國、日本、美國、韓國和德國等主要國家銷(xiāo)售額總計超過(guò)全球銷(xiāo)量的3/4，這些國家對工業(yè)自動(dòng)化改造的需求激活了工業(yè)機器人市場(chǎng)，也使全球工業(yè)機器人使用密度大幅提升，目前在全球制造業(yè)領(lǐng)域，工業(yè)機器人使用密度已經(jīng)達到85臺/萬(wàn)人。2018年全球工業(yè)機器人銷(xiāo)售額達到154.8億美元，其中亞洲銷(xiāo)售額104.8億美元，歐洲銷(xiāo)售額28.6億美元，北美地區銷(xiāo)售額達到19.8億美元。2019年，隨著(zhù)工業(yè)機器人進(jìn)一步普及，銷(xiāo)售額將有望接近160億美元，其中亞洲仍將是最大的銷(xiāo)售市場(chǎng)。

（二）服務(wù)機器人

隨著(zhù)信息技術(shù)快速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)快速普及，以2006年深度學(xué)習模型的提出為標志，人工智能迎來(lái)第三次高速發(fā)展。與此同時(shí)，依托人工智能技術(shù)，智能公共服務(wù)機器人應用場(chǎng)景和服務(wù)模式正不斷拓展，帶動(dòng)服務(wù)機器人市場(chǎng)規模高速增長(cháng)。2014年以來(lái)全球服務(wù)機器人市場(chǎng)規模年均增速達21.9%，2019年全球服務(wù)機器人市場(chǎng)規模預計將達到94.6億美元，2021年將快速增長(cháng)突破130億美元。2019年，全球家用服務(wù)機器人、醫療服務(wù)機器人和公共服務(wù)機器人市場(chǎng)規模預計分別為42億美元、25.8億美元和26.8億美元，其中家用服務(wù)機器人市場(chǎng)規模占比最高達44%，分別高于醫療服務(wù)機器人、公共服務(wù)機器人17、16個(gè)百分點(diǎn)。

近年來(lái)，全球特種機器人整機性能持續提升，不斷催生新興市場(chǎng)，引起各國政府高度關(guān)注。2014年以來(lái)全球特種機器人產(chǎn)業(yè)規模年均增速達12.3%，2019年全球特種機器人市場(chǎng)規模將達到40.3億美元；至2021年，預計全球特種機器人市場(chǎng)規模將超過(guò)50億美元。其中，美國、日本和歐盟在特種機器人創(chuàng )新和市場(chǎng)推廣方面全球領(lǐng)先。美國提出“機器人發(fā)展路線(xiàn)圖”，計劃將特種機器人列為未來(lái)15年重點(diǎn)發(fā)展方向；2018年提出《無(wú)人系統綜合路線(xiàn)圖》，明確特種無(wú)人系統未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)主題、階段重點(diǎn)和目標。日本提出“機器人革命”戰略，涵蓋特種機器人、新世紀工業(yè)機器人和服務(wù)機器人三個(gè)主要方向，計劃至2020年實(shí)現市場(chǎng)規模翻番，擴大至12萬(wàn)億日元，其中特種機器人將是增速最快的領(lǐng)域。歐盟啟動(dòng)全球最大民用機器人研發(fā)項目，計劃到2020年投入28億歐元，開(kāi)發(fā)包括特種機器人在內的機器人產(chǎn)品并迅速推向市場(chǎng)。

工業(yè)機器人更小、更輕、更靈活。當前，工業(yè)機器人的應用場(chǎng)景愈加廣泛，苛刻的生產(chǎn)環(huán)境對機器人的體積、重量、靈活度等提出了更高的要求。與此同時(shí)，隨著(zhù)研發(fā)水平不斷提升、工藝設計不斷創(chuàng )新，以及新材料相繼投入使用，工業(yè)機器人正向著(zhù)小型化、輕型化、柔性化的方向發(fā)展，類(lèi)人精細化操作能力不斷增強。例如，日本SMC致力于為機器人研制高品質(zhì)的末端執行器，研發(fā)的新型汽缸體積縮小了40%以上，質(zhì)量最高減輕了69%，耗氣量最高減少了29%。日本愛(ài)普生首款新型折疊手臂六軸機器人N2，可在現有同級別機械臂60%的工位空間內完成靈活操作；折疊手臂六軸機器人N6采用內部走線(xiàn)設計，其折疊手臂可自然進(jìn)入高層設備、機器、架子等狹窄空間；T3緊湊型SCARA機器人將控制器內置，避免了在設置和維護過(guò)程中進(jìn)行復雜的布線(xiàn)，大大提高了成本效率并保持較低的總運行成本。德國費斯托（Festo）的新型全氣動(dòng)驅動(dòng)機械臂，將剛性的“抓取”轉變?yōu)槿嵝缘摹皣　?，能完成靈活抓取不同大小部件的任務(wù)。

人機協(xié)作成為重要發(fā)展方向。隨著(zhù)機器人易用性、穩定性以及智能水平的不斷提升，機器人的應用領(lǐng)域逐漸由搬運、焊接、裝配等操作型任務(wù)向加工型任務(wù)拓展，人機協(xié)作正在成為工業(yè)機器人研發(fā)的重要方向。傳統工業(yè)機器人必須遠離人類(lèi)，在保護圍欄或者其他屏障之后，以避免人類(lèi)受到傷害，這極大的限制了工業(yè)機器人的應用效果。人機協(xié)作將人的認知能力與機器人的效率結合在一起，從而使人可以安全、簡(jiǎn)便的進(jìn)行使用。例如，瑞士ABB的雙臂人機協(xié)作機器人YuMi可與工人一起協(xié)同工作，在感知到人的觸碰后，會(huì )立刻放慢速度，最終停止運動(dòng)。德國庫卡（KUKA）的協(xié)作機器人LBRiiwa可以以每秒10毫米或50毫米的速度抵近物體，并在遇到阻礙后立刻停止運動(dòng)。優(yōu)傲e-Series協(xié)作式機器人可設定機械臂保護性停止的停止時(shí)間和停止距，并內置力傳感器提高精度和靈敏度，滿(mǎn)足更多應用場(chǎng)景的需求。

認知智能支撐服務(wù)機器人實(shí)現創(chuàng )新突破。人工智能技術(shù)是服務(wù)機器人在下一階段獲得實(shí)質(zhì)性發(fā)展的重要引擎，目前正在從感知智能向認知智能加速邁進(jìn)，并已經(jīng)在深度學(xué)習、抗干擾感知識別、聽(tīng)覺(jué)視覺(jué)語(yǔ)義理解與認知推理、自然語(yǔ)言理解、情感識別與聊天等方面取得了明顯的進(jìn)步。例如，英特爾開(kāi)展自適應機器人的交互研究，實(shí)現低成本、多種服務(wù)、良好易用的機器人交互。由德國宇航中心、空中客車(chē)公司和IBM合作開(kāi)發(fā)的球形智能機器人CIMON于2018年7月抵達國際空間站，可與宇航員友好交談，具備向宇航員和相關(guān)人員提供技術(shù)幫助、警示系統故障等功能。

智能服務(wù)機器人進(jìn)一步向各應用場(chǎng)景滲透。隨著(zhù)人工智能技術(shù)的進(jìn)步，智能服務(wù)機器人產(chǎn)品類(lèi)型愈加豐富，自主性不斷提升，由市場(chǎng)率先落地的掃地機器人、送餐機器人向情感機器人、陪護機器人、教育機器人、康復機器人、超市機器人等方向延伸，服務(wù)領(lǐng)域和服務(wù)對象不斷拓展。特別是在醫療服務(wù)機器人領(lǐng)域，臨床應用日益活躍，產(chǎn)品體系逐漸豐富。例如，新加坡AiTreat的按摩機器人艾瑪內置傳感器可測量肌腱和肌肉的硬度，通過(guò)人工智能和基于云計算的方法計算出最佳按摩方式，模仿人類(lèi)的手掌和拇指來(lái)進(jìn)行按摩和理療。三星推出健康管理服務(wù)機器人SamsungBotCare，能快速獲取血壓、心率等健康數據，為用戶(hù)提供睡眠質(zhì)量監控、緊急呼叫服務(wù)、減壓音樂(lè )治療、藥物攝入量跟蹤以及體育鍛煉指導等智能服務(wù)，幫助用戶(hù)管理日常身體健康。

技術(shù)進(jìn)步促進(jìn)智能水平大幅提升。當前特種機器人應用領(lǐng)域不斷拓展，所處的環(huán)境變得更為復雜與極端，傳統的編程式、遙控式機器人由于程序固定、響應時(shí)間長(cháng)等問(wèn)題，難以在環(huán)境快速改變時(shí)作出有效的應對。隨著(zhù)傳感技術(shù)、仿生與生物模型技術(shù)、生機電信息處理與識別技術(shù)不斷進(jìn)步，特種機器人已逐步實(shí)現“感知-決策-行為-反饋”的閉環(huán)工作流程，在某些特定場(chǎng)景下，具備了初步的自主能力。與此同時(shí)，包括液態(tài)金屬控制技術(shù)和基于肌電信號的控制技術(shù)在內的前沿科技將推動(dòng)新型材料在機器人領(lǐng)域的使用和普及，仿生新材料與剛柔耦合結構也進(jìn)一步打破了傳統的機械模式，提升了特種機器人的環(huán)境適應性。例如，德國費斯托公司研制的仿生狐蝠可通過(guò)集成機載電子板與外置的運動(dòng)追蹤系統的相互配合，實(shí)現在特定空間內進(jìn)行半自主飛行，可用于軍事偵察和通信領(lǐng)域。

替代人類(lèi)在更多復雜環(huán)境中從事作業(yè)。當前特種機器人已具備一定水平的自主智能，通過(guò)綜合運用視覺(jué)、壓力等傳感器，深度融合軟硬系統，以及不斷優(yōu)化控制算法，特種機器人已能完成定位、導航、避障、跟蹤、場(chǎng)景感知識別、行為預測等任務(wù)。例如，歐盟UNEXMI項目團隊開(kāi)發(fā)出地圖繪制機器人UX-1RoboticExplorer，配備數字攝像頭、旋轉激光線(xiàn)投影儀、多光譜相機、伽馬輻射探測器等多種探測感知設備，可以自動(dòng)在水下漫游并繪制3D地圖。美國加州大學(xué)伯克利分校研發(fā)的漂移板雙足機器人CassieCal，配備全新的傳感器、控制系統、路徑規劃系統和視覺(jué)系統，可以精確估算行駛速度并有效規避障礙物，實(shí)現在粗糙不平坦的地形上自主進(jìn)行滑行、轉彎和上下坡。隨著(zhù)特種機器人的智能性和對環(huán)境的適應性不斷增強，其在軍事、防暴、消防、采掘、建筑、交通運輸、安防監測、空間探索、防爆、管道建設等眾多領(lǐng)域都具有十分廣闊的應用前景。

行業(yè)龍頭發(fā)力工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。隨著(zhù)新一代信息技術(shù)與制造業(yè)進(jìn)一步加速融合，制造業(yè)愈加顯著(zhù)地表現出網(wǎng)絡(luò )化、智能化的前沿發(fā)展趨勢，機器人龍頭企業(yè)紛紛落子工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，例如，庫卡機器人可與基于云技術(shù)的庫卡Connect相連，實(shí)現機器人與設備的聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)查看和分析工業(yè)機器人的運行狀態(tài)，減少系統停機時(shí)間、進(jìn)行預測性維護等，并通過(guò)大數據分析持續提高生產(chǎn)率、質(zhì)量和靈活性。ABB推出ABBAbility工業(yè)云平臺，并與華為展開(kāi)合作聯(lián)合研發(fā)機器人端到端的數字解決方案，實(shí)現機器人遠程監控、配置和大數據應用，進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率和節約成本。

重點(diǎn)企業(yè)聚焦智能工廠(chǎng)解決方案。當前，全球制造業(yè)格局面臨重大調整，智能工廠(chǎng)作為工業(yè)智能化發(fā)展的重要實(shí)踐模式，已經(jīng)引發(fā)行業(yè)的廣泛關(guān)注。例如，發(fā)那科（Fanuc）設立FanucIntelligentEdgeLinkandDrive（FIELD）平臺，能實(shí)現自動(dòng)化系統中的機床、機器人、周邊設備及傳感器的連接并進(jìn)行數據分析，提高生產(chǎn)過(guò)程中的生產(chǎn)質(zhì)量、效率、靈活度以及設備的可靠性。三菱電機打造的智能工廠(chǎng)e-F@ctory，強調“人、機器和IT協(xié)同”，可以根據數量、品種、交貨期等指標的變更，靈活調整生產(chǎn)節奏，削減企業(yè)總成本以達到推動(dòng)高端制造和提高企業(yè)價(jià)值的效果。安川電機推出i3-Mechatronics概念，其中i3指的是integrated（集成）、intelligent（智能）、innovative（革新），安川電機試圖通過(guò)對自身機器人、電機等自動(dòng)化零件組合和集成控制，實(shí)現更智能的制造解決方案。

科技龍頭企業(yè)重點(diǎn)布局無(wú)人車(chē)。隨著(zhù)深度學(xué)習算法的興起，人工智能技術(shù)取得了顯著(zhù)進(jìn)步，目前已在無(wú)人車(chē)等領(lǐng)域得到了廣泛的應用，以谷歌、英特爾為代表的全球科技龍頭企業(yè)紛紛展開(kāi)布局。例如，美國谷歌旗下自動(dòng)駕駛公司W(wǎng)aymo計劃在美國密歇根州建立世界上第一家專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)自動(dòng)駕駛汽車(chē)的工廠(chǎng)，將致力于大規模生產(chǎn)可在特定地理區域內和特定條件下進(jìn)行完全自我控制的L4級自動(dòng)駕駛汽車(chē)。英特爾自2017年收購以色列科技公司Mobileye以來(lái)，加快布局無(wú)人駕駛，2017年開(kāi)展全天無(wú)人駕駛試驗，2018年宣布聯(lián)合大眾汽車(chē)、冠軍汽車(chē)集團致力于自動(dòng)出租車(chē)服務(wù)商業(yè)化，2019年著(zhù)手部署無(wú)人駕駛出租車(chē)，并計劃2020年在耶路撒冷地區試運行。

企業(yè)加快仿人機器人設計研發(fā)步伐。當前，機器人正快速向人類(lèi)的日常生活滲透，家庭、教育、陪護和醫療等行業(yè)應用的服務(wù)機器人越來(lái)越多。與此同時(shí)，隨著(zhù)技術(shù)不斷創(chuàng )新，機器人模仿人類(lèi)行為的能力逐步提高，人形機器人的設計也得到進(jìn)一步推廣。例如，在經(jīng)歷了液壓驅動(dòng)后空翻、倒地自行爬起、基于視覺(jué)和激光感知的物體識別和規避障礙能力的大幅提升，2019年波士頓動(dòng)力的人形機器人Atlas又掌握了跑步上臺階、行走獨木橋等能力，驅動(dòng)系統和動(dòng)態(tài)運動(dòng)控制系統不斷增強，行動(dòng)能力越來(lái)越逼近人類(lèi)。

企業(yè)聚焦災后救援機器人研發(fā)。近年來(lái)全球多發(fā)的自然災害、恐怖活動(dòng)、武力沖突等對人們的生命財產(chǎn)安全構成了極大的威脅。為提高危機應對能力，減少不必要的傷亡以及爭取最佳救援時(shí)間，各國相關(guān)機構及企業(yè)投入重金加大對救災、仿生等特種機器人的研發(fā)支持力度，并形成系列成果。例如，波士頓動(dòng)力的SpotMini機器狗在建筑工地環(huán)境下流暢地上下樓梯、繞過(guò)障礙物，并且能夠使用機械臂上對攝像頭對現場(chǎng)進(jìn)行檢查，環(huán)境適應性不斷提高，未來(lái)可用于危險環(huán)境下的定位搜索任務(wù)。日本三菱重工推出可與消防員協(xié)同工作的消防機器人系統，適應石化廠(chǎng)、核電站等人類(lèi)難以進(jìn)入的火災現場(chǎng)，提供多種方案的消防救援方案。

采礦活動(dòng)向海底延伸催生深海采礦機器人。隨著(zhù)人類(lèi)需求的不斷上升和超強度開(kāi)采，全球陸地礦產(chǎn)資源大量消耗，海底礦藏成為新的目標，聯(lián)合國國際海底管理局（ISA）已批準20余份海底探索和采礦合同，涵蓋數十萬(wàn)平方英里海域，深海采礦機器人成為海底勘探與礦藏挖掘的主力。例如，鸚鵡螺礦業(yè)公司委托英國企業(yè)Soil機器動(dòng)力公司打造了世界上首批深海挖礦機器人，這些機器人在接近零度和超過(guò)150個(gè)大氣壓下操作，最小的機器人體重達200噸，配有攝像頭以及3D聲納傳感器。機器人三個(gè)一組，協(xié)同作業(yè)。由名為“輔助切割機”和“主切割機”的機器人打開(kāi)通路，并由名為“收集機”的機器人通過(guò)內部的管道吸取海水、泥漿，遞送到海面的船只中。