当前，全球机器人市场规模持续扩大，工业机器人市场增速放缓，但服务机器人和特种机器人的市场增速出现波动。技术创新集中在仿生结构、人工智能和人机协作方面，推动机器人在教育陪护、医疗康复、危险环境等领域的应用持续扩展，企业也在不断优化产品功能，积极规划机器人智能化应用，全球机器人产业正在稳步增长。

全球机器人市场整体持续增长，服务机器人迎来黄金发展期

预计2019年全球机器人市场规模将达到294.1亿美元，2014至2019年的年均增长率为12.3%。其中，工业机器人市场占159.2亿美元，服务机器人市场占94.6亿美元，特种机器人市场占40.3亿美元。

工业机器人：销量稳定增长，亚洲市场潜力巨大

工业机器人在汽车、电子、金属制品、塑料及化工产品等行业广泛应用。随着技术进步和应用场景的扩展，工业机器人的市场规模以每年8.3%的速度增长。国际机器人联合会（IFR）数据显示，2018年中国、日本、美国、韩国和德国等主要国家占据了全球工业机器人销量的大部分，这些国家对工业自动化的需求激活了工业机器人市场，使全球工业机器人应用密度显著提升。目前全球制造业中，工业机器人应用密度已达到85台/万人。2018年全球工业机器人销售额为154.8亿美元，其中亚洲销售额104.8亿美元，欧洲销售额28.6亿美元，北美销售额为19.8亿美元。预计2019年随着工业机器人的进一步普及，销售额将接近160亿美元，亚洲将继续是最大市场。

服务机器人：新一代人工智能驱动，行业快速发展

信息技术的快速发展和互联网的普及，特别是2006年深度学习模型的提出，推动了人工智能的第三次高速发展。借助人工智能技术，智能公共服务机器人应用场景和服务模式不断扩展，带动服务机器人市场的快速增长。2014年以来，全球服务机器人市场的年均增速为21.9%，预计2019年全球服务机器人市场规模将达到94.6亿美元，2021年将突破130亿美元。2019年，全球家用服务机器人、医疗服务机器人和公共服务机器人的市场规模分别为42亿美元、25.8亿美元和26.8亿美元，其中家用服务机器人市场规模占比最高，达44%，分别比医疗服务机器人和公共服务机器人高出17和16个百分点。

特种机器人：新兴应用不断涌现，各国政府高度重视

近年来，全球特种机器人零部件性能不断提升，催生了新兴市场，并引起了各国政府的高度关注。2014年以来，全球特种机器人市场的年均增速为12.3%，预计2019年市场规模将达到40.3亿美元，2021年将超过50亿美元。美国、日本和欧盟在特种机器人创新和市场推广方面处于领先地位。美国提出“机器人发展路线图”，计划将特种机器人列为未来15年重点发展方向；2018年提出《无人系统综合路线图》，明确了特种无人系统未来发展的关键技术、阶段重点和目标。日本提出“机器人革命”战略，涵盖特种机器人、新一代工业机器人和服务机器人，计划至2020年实现市场规模翻番，扩大至12万亿日元，其中特种机器人将是增速最快的领域。欧盟启动了全球最大的民用机器人研发项目，计划到2020年投资28亿欧元，开发包括特种机器人在内的机器人产品并迅速推向市场。

轻型化、柔性化、智能化趋势明显，应用场景不断拓展

全球机器人基础与前沿技术正在快速发展，涉及工程材料、机械控制、传感器、自动化、计算机、生命科学等多个学科，这些学科相互融合促进快速进步。技术创新主要围绕人机协作、人工智能和仿生结构三个方向展开。

工业机器人：轻型化、柔性化发展加速，人机协作不断深化

工业机器人更加轻巧、灵活、灵敏。当前工业机器人的应用场景更加广泛，苛刻的工作环境对机器人的体积、重量、灵活性等提出了更高要求。随着研发水平不断提升、工艺设计不断创新以及新材料的应用，工业机器人正朝着小型化、轻型化、柔性化的方向发展，操作精度不断提高。例如，日本SMC致力于研发高质量的末端执行器，新型气缸体积减少40%以上，质量减轻69%，耗气量减少29%。日本爱普生推出的新型折叠手臂六轴机器人N2和N6，能够在狭小空间内灵活操作，T3紧凑型SCARA机器人将控制器内置，简化了安装和维护过程，提高了成本效益。德国费斯托的新型全气动驱动机械臂实现了从刚性“抓取”到柔性“围取”的转变，能够灵活抓取不同大小的部件。

人机协作成为重要的发展方向。随着机器人易用性、稳定性和智能程度的提升，机器人的应用范围逐渐从搬运、焊接、拆卸等操作任务扩展到加工任务，人机协作成为工业机器人研发的重要方向。传统工业机器人需要远离人类，保护围栏或其他屏障的存在限制了它们的应用效果。人机协作将人的认知能力和机器人的效率结合起来，使得人能够更安全、便捷地使用机器人。例如，瑞士ABB的双臂人机协作机器人YuMi可以在感知到人的触碰后立即减速直至停止。德国库卡的协作机器人LBR iiwa可以在接近物体时减速，遇到障碍物时立即停止。优傲e-Series协作式机器人可以设定机械臂保护性停止的时间和距离，并内置力传感器提高精度和灵敏度。

服务机器人：认知智能取得进展，产业化进程加速

认知智能支撑服务机器人实现创新突破。人工智能技术是服务机器人在下一阶段获得实质性发展的关键，正在从感知智能向认知智能迈进，并在深度学习、抗干扰感知识别、听觉视觉语义理解和认知推理、自然语言理解和情感识别等方面取得了显著进展。例如，英特尔开展了自适应机器人的交互研究，实现了低成本、多功能、易于使用的机器人交互。德国宇航中心、空中客车公司和IBM联合开发的球形智能机器人CIMON于2018年7月抵达国际空间站，能够与宇航员友好交流，提供技术支持和故障预警等功能。

智能服务机器人向更多应用场景渗透。随着人工智能技术的进步，智能服务机器人的产品类型更加多样化，自主性不断增强，从最初的扫地机器人、送餐机器人向情感机器人、陪护机器人、教育机器人、康复机器人、超市机器人等方向扩展，服务范围和服务对象不断拓展。特别是在医疗服务机器人领域，临床应用日益活跃，产品体系逐渐丰富。例如，新加坡AiTreat的按摩机器人艾玛内置传感器，能够测量肌肉硬度，通过人工智能和云计算方法计算最佳按摩方式，模拟人类的手掌和拇指进行按摩和理疗。三星推出的健康管理服务机器人Samsung Bot Care能够快速获取血压、心率等健康数据，提供睡眠质量监控、紧急呼叫服务、减压音乐治疗、药物摄入量跟踪以及体育锻炼指导等智能服务，帮助用户管理日常健康。

特种机器人：结合感知技术和仿生材料，智能性和适应性增强

技术进步显著提升了特种机器人的智能水平。当前特种机器人应用领域不断拓展，所处环境变得更加复杂和极端，传统的编程式、遥控式机器人由于程序固定、响应时间长等原因难以应对环境的快速变化。随着传感技术、仿生与生物模型技术、电生理信号处理与识别技术的提高，特种机器人逐渐实现了“感知-决策-行动-反馈”的闭环工作流程，在特定场景下具备初步的自主能力。与此同时，包括液态金属控制技术和基于肌电信号的控制技术在内的前沿科技推动了新型材料在机器人领域的应用和普及，仿生新材料与刚柔耦合结构进一步突破了传统机械形式，提升了特种机器人的环境适应性。例如，德国费斯托公司研发的仿生狐蝠能够通过集成机载电子板与外部运动追踪系统的配合，在特定空间内实现半自主飞行，可用于军事侦察和通信等领域。

特种机器人替代人类在更多复杂环境中作业。当前特种机器人已经具备一定程度的自主智能，通过综合运用视觉、压力等传感器，深度融合软硬件系统，不断优化控制算法，特种机器人能够完成定位、导航、避障、跟踪、场景感知识别、行为预测等任务。例如，欧盟UNEXMI项目团队开发的地图绘制机器人UX-1 Robotic Explorer配备了数字摄像头、旋转激光线投影仪、多光谱相机、伽马辐射探测器等多种探测感知设备，能够自动在水下遨游并绘制3D地图。美国加州大学伯克利分校研发的漂移板双足机器人Cassie Cal配备了全新的传感器、控制系统、路径规划系统和视觉系统，能够准确估算行驶速度并有效避开障碍物，实现在不平地形上的自主滑行、转弯和上下坡。随着特种机器人的智能性和环境适应性的不断提高，其在军事、防暴、消防、采矿、建筑、交通运输、安防监测、太空探索、防爆、管道建设等众多领域的应用前景广阔。

企业更加注重产品形态创新，网络化与智能化同步推进

当前，机器人领域的领军企业加大研发投入，聚焦工业互联网应用和智能工厂解决方案，注重无人车、仿人机器人、灾难救援机器人、深海采矿机器人等产品的研发，不断创新产品形态，优化产品功能，抢占机器人智能应用发展的先机。

工业机器人：工业互联网成为研发重点，智能工厂解决方案加速落地

行业巨头着力于工业互联网的发展。随着新一代信息技术与制造业的深度融合，制造业表现出网络化、智能化的发展趋势，机器人龙头企业纷纷布局工业互联网，如库卡机器人可与基于云技术的库卡Connect连接，实现机器人与设备的联网，实时查看和分析工业机器人的运行状态，减少系统停机时间，进行预测性维护，并通过大数据分析持续提高生产效率、质量和灵活性。ABB推出了ABB Ability工业云平台，并与华为合作开发机器人端到端的数字化解决方案，实现机器人远程监控、配置和大数据应用，进一步提升生产效率和降低成本。

重点企业聚焦智能工厂解决方案。当前，全球制造业格局面临重大调整，智能工厂作为工业智能化发展的重要形式，引发了行业的广泛关注。例如，发那科设立了Fanuc Intelligent Edge Link and Drive（FIELD）平台，能够实现自动化系统中机床、机器人、周边设备及传感器的连接并进行数据分析，提高生产过程中的质量、效率、灵活性和设备可靠性。三菱电机打造的智能工厂e-F@ctory强调“人、机器和IT协同”，可以根据数量、种类、交货期等目标的变化灵活调整生产节奏，降低成本，推动高端制造和提高企业价值。安川电机推出了i3-Mechatronics概念，其中i3代表“集成”、“智能”和“创新”，安川电机试图通过集成自身机器人、电机等自动化元件，实现更智能的制造解决方案。

服务机器人：无人车受到科技巨头重视，仿人机器人研发取得突破

科技巨头重点关注无人车。随着深度学习算法的发展，人工智能技术取得了显著进步，并已在无人车等领域得到广泛应用，如谷歌、英特尔等全球科技巨头纷纷布局。例如，谷歌旗下的自动驾驶公司Waymo计划在美国密歇根州建立世界上第一家专门生产自动驾驶汽车的工厂，致力于大规模生产可在特定地理区域和条件下完全自主驾驶的L4级自动驾驶汽车。英特尔自2017年收购以色列科技公司Mobileye以来，加快了无人驾驶的布局，2017年开始全天候无人驾驶测试，2018年与大众汽车、冠军汽车集团合作致力于自动出租车服务商业化，2019年着手部署无人驾驶出租车，并计划2020年在耶路撒冷地区试运行。

企业加快仿人机器人研发步伐。当前，机器人正快速渗透到人们的日常生活中，家庭、教育、陪护和医疗等行业应用的服务机器人越来越多。随着技术不断创新，机器人模仿人类行为的能力逐渐提高，人形机器人的设计也得到进一步推广。例如，波士顿动力的Atlas人形机器人在经历了液压驱动、空翻、倒地自行爬起、基于视觉和激光感知的物体识别和避障能力的提升后，2019年掌握了跑步下台阶、行走独木桥等技能，驱动系统和动态运动控制系统不断强化，动作能力越来越接近人类。

特种机器人：灾后救援机器人研发成为热点，采矿机器人开始向深海拓展

企业聚焦灾后救援机器人研发。近年来，全球自然灾害、恐怖活动、武装冲突频发，对人们的生命财产安全构成极大威胁。为提高危机应对能力，减少不必要的伤亡，各国相关机构和企业投入重金加大对救灾、仿生等特种机器人的研发支持，并取得了一系列成果。例如，波士顿动力的SpotMini机器狗能够在建筑工地环境下自如上下楼梯、绕过障碍物，并能够使用机械臂对现场进行检查，环境适应性不断提高，未来可用于风险环境下的定位搜索任务。日本三菱重工推出的消防机器人系统，能够与消防员协同工作，适用于人类难以进入的火灾现场，提供多种消防救援方案。

采矿活动向海底延伸催生了深海采矿机器人。随着人类需求的不断上升和过度开采，全球海洋矿产资源大量消耗，海底矿藏成为新的目标。联合国国际海底管理局已批准了20余份海底勘探和采矿合同，覆盖数十万平方英里的海域，深海采矿机器人成为海底勘探与矿藏开发的主力军。例如，鹦鹉螺矿业公司委托英国企业Soil Machine Dynamics打造了世界上首批深海采矿机器人，这些机器人能够在接近零度和超过150个大气压的条件下操作，最小的机器人体重达200吨，配备摄像头和3D声纳传感器。这些机器人以小组形式协同作业，通过名为“辅助切割机”和“主切割机”的机器人开路，并通过名为“收集机”的机器人通过外部管道吸入海水和泥浆，传输到海面上的船只中。

本文部分内容参考自《2019年中国机器人产业发展报告》。