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未來(lái)10年機(jī)器人三大發(fā)展趨勢(shì)
未來(lái)10年機(jī)器人三大發(fā)展趨勢(shì)
機(jī)器人自身也在變革，總體向更安全易用、更利于普及、更智能的方向發(fā)展。我們認(rèn)為未來(lái)十年以下三大發(fā)展趨勢(shì)解決行業(yè)痛點(diǎn)，促進(jìn)機(jī)器人真正普及，也蘊(yùn)藏著第一文庫(kù)網(wǎng)巨大投資機(jī)會(huì)。
通用軟件平臺(tái)降低機(jī)器人行業(yè)門(mén)檻
電腦和智能手機(jī)的快速普及主要內(nèi)在動(dòng)力就是通用的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，機(jī)器人也一樣。不同的機(jī)器人廠商使用的操作系統(tǒng)、中間件以及編程語(yǔ)言各有區(qū)別，，增加了使用成本和機(jī)器人應(yīng)用范圍。通用軟件平臺(tái)（操作系統(tǒng)）就是解決這一問(wèn)題，讓使用機(jī)器人像使用智能手機(jī)一樣便利。
目前通用軟件平臺(tái)有多種，包括微軟也推出了商用機(jī)器人軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。應(yīng)用最廣泛的是美國(guó)Willow Garage公司開(kāi)發(fā)的ROS，它就像應(yīng)用在機(jī)器人上的安卓系統(tǒng)，配合類(lèi)似手機(jī)APP分發(fā)渠道的軟件開(kāi)發(fā)社區(qū)，目前支持ROS的機(jī)器人已經(jīng)有40多種，包括FANUC、ABB、安川、ADEPT等大型企業(yè)，未來(lái)有很大潛力成為通用的、標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器人控制系統(tǒng)。
關(guān)于ROS的一組數(shù)據(jù)：2015年，VC在基于ROS操作系統(tǒng)的機(jī)器人公司投資超過(guò)1.5億美元。2015年5月全球共有70000多個(gè)獨(dú)立IP下載了900萬(wàn)次ROS程序包。截止2015年ROS開(kāi)發(fā)者社區(qū)里面的1840位成員一共寫(xiě)出了1000萬(wàn)行代碼。
圖表1：常用機(jī)器人軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)
通用軟件平臺(tái)大大降低了機(jī)器人的開(kāi)發(fā)門(mén)檻，社區(qū)中的成熟軟件可以直接刷入機(jī)器人使用；未來(lái)配合3D打印技術(shù)，使小企業(yè)甚至個(gè)人也有機(jī)會(huì)成為機(jī)器人開(kāi)發(fā)者。蘊(yùn)含的機(jī)會(huì)在于，可能出現(xiàn)針對(duì)ROS系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)或者優(yōu)秀的應(yīng)用軟件，成為像智能手機(jī)APP那樣的“爆款”。
人機(jī)協(xié)作促進(jìn)機(jī)器人普及 機(jī)器人走向融合開(kāi)端
人機(jī)協(xié)作是工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的新形態(tài)，把人的智能和機(jī)器人的高效率結(jié)合在一起，共同完成作業(yè)；簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是“人”直接用“手”來(lái)操作機(jī)器人。人機(jī)協(xié)作是機(jī)器人進(jìn)化的必然選擇，特點(diǎn)是安全、易用、成本低，普通工人可以像使用電器一樣操作它。
協(xié)作機(jī)器人和傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人，就是個(gè)人電腦和專(zhuān)業(yè)大型計(jì)算機(jī)的區(qū)別。它不再需要非常專(zhuān)業(yè)的工程師安裝調(diào)試和復(fù)雜的系統(tǒng)集成，開(kāi)箱后對(duì)普通工人簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可使用。未來(lái)傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人更多用在大批量、周期性強(qiáng)、高節(jié)拍的全自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)，協(xié)作機(jī)器人用在個(gè)性化、小規(guī)模、變動(dòng)頻繁的小型生產(chǎn)線(xiàn)或者人機(jī)混線(xiàn)的半自動(dòng)環(huán)境。
根據(jù)美國(guó)ABI Research的報(bào)告，2015年至2020年期間，協(xié)作機(jī)器人市場(chǎng)份額有望增長(zhǎng)10倍，從接近9500萬(wàn)美元升值到超過(guò)10億美元。將由以下三個(gè)主要市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)：電子制造和電子制造、中小型企業(yè)及尋求機(jī)器人優(yōu)化解決方案的企業(yè)。
圖表2：2014-2020E協(xié)作機(jī)器人出貨量預(yù)測(cè)
協(xié)作機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要通過(guò)軟件整合來(lái)實(shí)現(xiàn)功能。硬件構(gòu)成主要是球形關(guān)節(jié)、反向驅(qū)動(dòng)電機(jī)、力覺(jué)/視覺(jué)傳感器及更輕的材料，傳統(tǒng)的減速機(jī)等核心零部件未來(lái)將不再關(guān)鍵。目前協(xié)作機(jī)器人處于市場(chǎng)導(dǎo)入期，成本仍然較高，效率低，使用不如人意，主要機(jī)器人廠商推出各種協(xié)作機(jī)器人搶占入口，國(guó)內(nèi)企業(yè)有了跟外資站在同一起跑線(xiàn)的機(jī)會(huì)。新松、埃夫特、遨博智能2015年都推出了協(xié)作機(jī)器人。
協(xié)作機(jī)器人更深層的意義在于，未來(lái)3-5年隨著價(jià)格的下降，有潛力成為中小企業(yè)和家庭都能使用的桌面級(jí)設(shè)備。應(yīng)用范圍也不限于工
業(yè)，在醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)也有用武之地，是機(jī)器人走向融合的開(kāi)始。
機(jī)器視覺(jué)、深度學(xué)習(xí)讓機(jī)器人更智能
人工智能首先應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，主要就是機(jī)器視覺(jué)和深度學(xué)習(xí)。
機(jī)器視覺(jué)是現(xiàn)有的機(jī)器人從自動(dòng)化設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄軝C(jī)器的一個(gè)關(guān)鍵因素。最初是作為機(jī)器人的輔助工具，提高柔性和對(duì)工作環(huán)境的反饋，主要應(yīng)用于引導(dǎo)和定位、檢測(cè)和識(shí)別等，隨著工業(yè)大數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)的發(fā)展，未來(lái)將使機(jī)器視覺(jué)成為智能生產(chǎn)系統(tǒng)的主導(dǎo)，做出決策和預(yù)判斷。
2014年全球機(jī)器視覺(jué)規(guī)模持續(xù)走高，達(dá)到36.7億美元。主要分布在北美、德國(guó)、英國(guó)、日本、中國(guó)等地區(qū)和國(guó)家，其中中國(guó)占到8.1%；預(yù)計(jì)到2018年全球市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到50億美元。
圖表3：2007-2018年全球機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)規(guī)模
圖表4：2014機(jī)器視覺(jué)地區(qū)占比
深度學(xué)習(xí)推動(dòng)機(jī)器人擺脫預(yù)編程序的束縛，真正走向智能化。深度學(xué)習(xí)使機(jī)器人可以像人一樣通過(guò)學(xué)習(xí)掌握新的技能，適應(yīng)未知的工作環(huán)境。深度學(xué)習(xí)在工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用分為三個(gè)層次，一、機(jī)器人通過(guò)試錯(cuò)學(xué)會(huì)新技能；二、多臺(tái)共享經(jīng)驗(yàn)提高學(xué)習(xí)效率；三、機(jī)器人可以預(yù)防并且自行修復(fù)故障。目前已經(jīng)到了第二個(gè)階段。
2016年是深度學(xué)習(xí)元年，深度學(xué)習(xí)走向商業(yè)化和開(kāi)源。FANUC和人工智能初創(chuàng)企業(yè)Preferred Networks合作推出了深度學(xué)習(xí)機(jī)器人，無(wú)需工程師調(diào)試可自己學(xué)會(huì)挑選工件。ABB、豐田都在開(kāi)發(fā)基于深度學(xué)習(xí)的工業(yè)產(chǎn)品，國(guó)際巨頭谷歌、facebook、特斯拉都宣布開(kāi)源其深度學(xué)習(xí)服務(wù))。
圖表5：深度學(xué)習(xí)走向商業(yè)化和開(kāi)源
機(jī)器視覺(jué)和深度學(xué)習(xí)使初創(chuàng)企業(yè)或者小企業(yè)也有機(jī)會(huì)跟大型企業(yè)平等對(duì)話(huà)，對(duì)機(jī)器人行業(yè)潛在的影響是顛覆性的。
隨著機(jī)器人的智能化和普及化，無(wú)論采用哪種方式，傳感器都會(huì)變得越來(lái)越重要，機(jī)器人對(duì)傳感器的需求未來(lái)3-5年內(nèi)有望爆發(fā)。
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