机器人行业观察之服务机器人
一、 服务机器人概述
服务机器人是指从事对人类有益的服务性工作的机器人，其与工业机器人的重要区别在于：工业机器人用于确定的生产，故其工作环境是已知的，而服务机器人所面临的工作环境绝大多数是未知的。服务机器人应用场景行业和场景多，包括零售、物流、医疗、教育、安防等，可实现引导接待、物流配送、清扫、陪伴教学、安防巡检等多样化、复合型功能。
服务机器人可分为家用服务机器人、商用服务机器人和医疗服务机器人三大类。家用服务机器人主要包括家政清洁机器人、教育娱乐机器人、养老机器人等；商用服务机器人包括终端配送机器人、讲解接待机器人、商用清洁机器人等；医疗服务机器人包括手术机器人、康复机器人、辅助机器人、医疗服务机器人等。
图1.服务机器人分类
服务机器人的技术功能模块包括后台任务管理、导航定位、运动控制、人机交互、IOT组建、环境感知与避障等。其中，人机交互、环境感知和运动控制是三大核心功能。相比于工业机器人，服务机器人往往需要与人打交道，因此需要多模态的人机交互来控制机器人按照用户意图工作。人机交互技术融合了人的眼、嘴、耳、手的各项功能，包括语音识别、语义理解、图像识别、体感交互等。
图2.服务机器人功能模块
（来源：机器人大讲堂《服务机器人，最核心模块有哪些？》）
全球服务机器人市场规模逐年稳步增长，具有广阔的发展前景和巨大的市场潜力。一方面，随着人口老龄化的加剧和劳动力成本的不断上升，医疗、家政、教育等领域对服务机器人的市场需求日益旺盛。根据 IFR、中国电子学会数据以及立德智库预测，2025年我国服务机器人市场规模有望达128亿美元，在全球服务机器人市场规模比重有望接近40%。
二、 服务机器人分类
1、家用服务机器人
近两年来，家用服务机器人市场呈现高速增长态势，许多专注于单一任务的机器人产品正迅速崛起，特别是我国目前正面临着老龄化社会的挑战，涉及近3亿人口，对养老陪护机器人的实际需求巨大。
1.1家政清洁机器人
家政清洁机器人是目前服务机器人领域销量占比最大的机器人，90%的出货量以扫地清洁为主，已经渗透进家庭的日常生活中。我国的扫地机器人在国际市场具有较强的竞争力。
2002年，美国iRobot推出了Roomba扫地机器人，200美元的售价与当时市面上的扫地机器人出现断崖式差距，自此行业正式迈入家用级门槛，引领扫地机进入千家万户。2009年，国产品牌科沃斯推出第一款产品，以其丰富的产品矩阵以及价格优势撑起国内扫地机器人市场一片天，吹响了国产化的号角。在此阶段市场，产品仍以随机碰撞为主，少数具有规则路线，难以覆盖全面积的清扫。
2016年，石头科技发布了基于激光雷达SLAM的米家扫地机器人，借助小米强大的供应链和渠道背书，以及其强大的产品力一战成名。相比于早期产品，基于SLAM技术的机器人能够通过绘制地图提高效率和精度。此后整个供应链日趋成熟，诸多企业纷纷入局，国内扫地机器人市场快速发展。
2018年至2021年是扫地机器人高速发展的阶段，基站的出现使得扫地机器人基本能实现全面清扫和自动集尘，在智能化程度上有了质的飞跃。进入2019 年后，众多新势力开始入局，整个国内市场呈现四方阵营，第一类是以iRobot、科沃斯、石头科技为代表的专业厂商，第二类是美的、海尔、格力为代表的传统家电企业，第三类是以云鲸、由利为代表的创业公司，第四类是以小米、追觅科技为代表的互联网公司，整个市场竞争愈发激烈。
2021开始，越来越多的国内扫地机器人厂商将目光瞄准向海外，依靠较好的性价比和丰富的产品维度迅速打开欧美、东南亚等国际市场。数据显示，截至2022年底，中国生产的扫地机器人已占据海外市场近50%的份额。与之相对，受国内企业冲击影响，持续占据国际市场龙头的iRobot在近年渐显颓态，市场占有率和销量逐年下滑。
当前，国内市场由科沃斯和石头科技两大龙头占据，各品牌旗舰产品的价格普遍在3000-4000元之间，导航以视觉+激光的融合技术为主流，一般能实现自动集尘、主动避障、自动清洁等功能，部分产品具有拖地、语音控制等额外功能。随着人工智能的快速发展，扫地机器人在清洁和避障能力方面将进行进一步升级。
图3.扫地机器人发展历程
图4.带基站的扫地机器人
1.2养老机器人
全球人口老龄化进入加速阶段，养老问题成为全球关注的重点。我国老年人人口数量庞大，但养老设施还难以完全覆盖，护理人员也普遍缺失，而机器人是一个很好的解决路径。工信部发布的《“机器人+”应用行动实施方案》指出， “机器人+养老”是解决养老问题的可行方式之一。
养老机器人可以提供24小时的看护服务，帮助老年人完成日常起居活动，进行日常的健康监测，紧急情况可以报警通知监护人，并通过交互沟通给与老年人情感关爱。从功能上，其主要可分为护理机器人和陪伴机器人，护理机器人主要提供身体上的照顾，而陪伴机器人能提供精神上的慰藉。
护理机器人帮助老年人生活自理和日常起居，包括饮食、排泄、移动、洗浴、防摔倒等。日本和欧美国家在护理机器人方面起步较早，已实现市场化应用。日本的老龄化程度较高，对于养老机器人的研究和应用尤为重视，日本通过政府主导加企业参与的模式，推进护理机器人的普及，典型企业有软银、松下、丰田、富士、赛博格等，富士的Hug系列机器人应用较广，老年人可以犹如被机器人抱起一样乘坐其上，通过遥控器操作机器人帮助自己离开床铺，目前在日本年销量约1000台。我国的护理机器人应用较少，典型企业有和康生物、戴恩医疗、伊利诺等。由于价格昂贵、体积较大、功能匹配性低等原因，护理机器人渗透率都不高，即使在日本渗透率也不足5%，且多为养老机构采用租赁方式购入，尚未在普通家庭中落地。
图5. 日本Hug老年人移动支援机器人
陪伴机器人主要通过语音交流，以人工智能、语音语义交互理解为技术基础，实现对老人的关心、陪伴，满足老年人的情感需求。例如，日本软银公司的pepper被医院用于老年人陪护，国内优必选携手中国老龄协会以及中医药开发中心共建“智慧康养AI研究院”，推出智慧康养陪护机器人“笑宝”，在带去陪伴的同时为老年人播放戏曲、舞蹈等娱乐内容，丰富他们的精神生活。整体来看，目前陪伴机器人行业整体处于发展初期，产品智能化程度有限，落地应用案例较少。养老陪护被视作人形机器人的最理想应用场景之一，随着人形机器人的发展，人机交互能力、安全性能、拟人化程度等能力将大幅提升，未来陪伴机器人有广阔发展空间。
图6. 养老陪护机器人笑宝
随着技术的不断发展，养老机器人的性能不断提高，其功能不断完善，价格逐步降低，部分国内厂商将自家机器人与相关传感器硬件、云平台以及智能家居相结合，推出一体化智慧养老解决方案，例如优必选针对家庭、社区及机构养老提出全场景解决方案，猎户星空提出智慧社区养老解决方案等。而想要真正实现养老机器人的普及，一方面需要政府进行一定程度的推广和激励，同时也需要解决伦理道德等方面的问题，提升社会的认可度。
图7.优必选养老全场景解决方案
图8.优必选养老机器人团队
1.3教育娱乐机器人
教育娱乐机器人是面向教育领域专门研发的以培养儿童分析能力、创造能力和实践能力为目标的机器人。随着STEAM教育理念在我国的重视程度越来越高，以及“双减”政策带来的影响下，机器人作为智能教具的典型代表正逐步成为广大家长所青睐的对象，儿童教育机器人行业迎来快速发展期。
儿童教育机器人应用领域最大占比主要在STEAM教育和身心障碍治疗上，面向对象为家庭、学校和培训机构。可以按照机器人外形结构划分为积木机器人、人形机器人、飞行机器人和移动机器人等。目前市场上儿童教育机器人产品从低端到高端，产品质量良莠不齐，市场集中度较低，售价分布在100至20000元区间。代表厂商有乐聚、越疆科技、优必选、上海未来伙伴、能力风暴、奇幻工房、紫光科技等。
深圳乐聚机器人技术有限公司成立于2016年，是一家专注于人工智能领域——高端智能人形机器人研究与开发的高科技企业。针对青少年，推出了AELOS系列机器人，其集硬件、编程软件、课程体系、教员培训、机器人竞赛平台于一体，提供STEAM及创新创客教育。
图9. 乐聚AELOS系列机器人
越疆科技成立于2015年，专注于“全感知”轻量型智能机械臂及其他智能硬件产品的研发、生产、销售及服务。DOBOT Magician 是越疆机器人自主研发的全球首款桌面级四轴智能机器人，具备 3D 打印、激光雕刻、写字画画等多种功能，预留 13 个拓展接口支持二次开发，同时提供丰富的实验项目和完善的课程体系。
图10. 越疆科技魔术师系列教育机器人
上海未来伙伴属于国产教育机器人中起步最早的一批企业之一，于1996年创立，并在1998年发布首款“能力风暴”品牌产品，截止到目前，“能力风暴”共拥有6个教育机器人系列，涵盖积木、移动、人形、飞行等种类，产品矩阵丰富，可以实现唱歌跳舞、辅助学习、游戏娱乐、家务清扫等功能，并配有4重编程体系，针对不同年龄、不同基础的青少年提供服务。
图11. 上海未来伙伴教育娱乐机器人产品矩阵
表1. 国内教育娱乐机器人企业及产品盘点
2、医疗机器人
医疗机器人是指应用在医疗专业领域，从事医疗或辅助工作的服务机器人，融合医学、机械、材料、大数据等学科于一体，具有深度学习能力的智能医用设备。按照国际标准可分为手术机器人、康复机器人、辅助机器人和医疗服务机器人四类。
从全球角度看，1985年工业机器人PUMA560首次应用于临床手术，2000年第一台达芬奇手术机器人的出现标志着医疗机器人商业化的开始，此后，英国、法国、日本等针对神经外科、腹腔镜等专科领域推出机器人产品，产品矩阵逐渐丰富，强生、史塞克等公司纷纷入局。
目前，在国际上医疗机器人正被普及应用，欧美是最主要销售市场。2022年，全球医疗机器人市场规模约135亿美元，预计到2025年将超过230亿美元，年复合增长率超过20%。美国医疗机器人技术和临床研究水平领先全球，拥有直觉外科、美敦力、Asensus Surgical等一大批医疗机器人优秀企业，其中直觉外科是全球市值最高的医疗机器人公司，依靠全面的技术专利储备体系形成了很高的技术壁垒，装机量、手术量都远超其他企业，长期垄断手术机器人市场。
我国医疗机器人起步较晚，在2014年前后，涌现出天智航、微创医疗、大艾等一批医疗机器人企业，标志医疗机器人国产化的开始；2021年起行业进入爆发期，微创医疗、和华瑞博、天智航、康基医疗等企业上市，加上国内政策逐步将机器人手术纳入医保范畴，对国产化率提出要求，国内医疗市场对机器人的认可度不断增加，临床应用需求爆发，国内医疗机器人逐渐崛起。
从市场规模看，中国作为全球第二大医疗器械市场，医疗机器人市场规模巨大，且有很强的发展潜力。截止到2021年底，中国医疗机器人企业数量达到5700余家。2022年，中国医疗机器人市场规模约90亿元，2018-2022年复合增长率约25%，预计到2025年将达到221亿元，复合增长率或将达到35%。
从市场结构来看，手术机器人和康复机器人占比最高，分别占为40%和35%;辅助机器人占比为15%;医疗服务机器人占比为10%。而手术机器人和医疗服务机器人渗透率最高。主要龙头企业有天智航、微创医疗、哈工大机器人、精锋医疗、威高等。但目前我国医疗机器人中高端市场依旧由国外品牌占据，国产化需求迫切。
从分布区域看，手术机器人集中在京津冀、长三角和东北地区，特别是北京、上海和哈尔滨的相关高校附近，而珠三角地区发展相对滞后；康复机器人在长三角地区优势最为明显，京津冀和中部地区紧跟其后；医疗服务机器人在京津冀地区发展最佳，长三角和珠三角地区平分秋色；辅助机器人和服务机器人在珠三角、长三角地区均有所发展，其他地区则较少涉及。
2.1手术机器人
手术机器人属于三类医疗器械，是市场上最主流的医疗机器人，主要应用于外科，被视作外科手术继开放式手术、微创手术后的新一代技术革命。通常由手术控制台、配备机械臂的手术车及视像系统组成。外科医生坐在手术控制台，结合由放置在患者体内腔镜传输的手术区域三维影像，通过操作系统控制机械臂来完成手术。手术机器人能提供清晰的3D画像，相比于人工操作更灵活稳定，同时降低医生和患者接触带来的感染风险，在必要时刻也可远程操控进行异地手术。
手术机器人按临床应用可分为腔镜手术机器人、骨科手术机器人、泛血管手术机器人、 经自然腔道手术机器人、经皮穿刺手术机器人及其他手术机器人；按操控方式可以划分为被动支撑手术机器 人、协同操作手术机器人、主动驱动手术机器人以及主从遥控操作手术机器人。
腔镜手术机器人市场成熟度最高，已在泌尿外科、妇科、普外科等科室广泛应用，全球市场占比60%以上。腔镜手术机器人最成功的是美国直觉外科在2000年开发的达芬奇机器人，攻克了传统腹腔镜的很多技术难题，帮助直觉外科长期垄断市场，在世界范围已安装超5000台，目前已更新到第五代。腔镜手术机器人国产化在2021年以来发展迅速，诸多企业上市，多个产品获得国家批准。较为知名的威高“妙手” 系列机器人为我国首批上市的腔镜手术机器人，而微创医疗的图迈机器人已在今年2月份首次实现海外装机，是我国第一且唯一实现海外商业化装机的国产腔镜手术机器人。
图12. 达芬奇腔镜手术机器人
图13.威高妙手S机器人
骨科手术机器人为第二大类别，在全球市场占比15%以上。骨科手术机器人起源于20世纪80年代末，目前在脊柱外科手术、 人工关节置换术等手术中得到广泛运用并取得了较好的医疗效果。 脊柱外科手术较为知名的是以色列 Mazor Robotics 公司研制的Renaissance 机器人和MEDTECH 公司推的ROSA Spine机器人，人工关节置换术较为知名的是美国MAKO Surgical 公司的 RIO 手术机器人，这几款机器人都在全球获得了广泛运用。国内较为成功的是2016年北京天智航推出的天玑机器人，是世界范围内第一台通用型骨科手术机器人，其在脊柱类手术中的定位精度处于国际领先水平。
图14. 天玑骨科机器人
图15. mazor x骨科机器人
泛血管手术机器人已经开始逐渐用于血管介入手术，用于治疗心脏、脑部或血管系统相关疾病，在提高精度的同时，并避免医生于医生暴露在辐射环境下。国外较为知名企业有德国西门子、法国Robocath、美国Stereotaxis等。随着去年西门子宣布退出该领域，我国泛血管手术机器人赛道开始填补空白。微创医疗、唯迈医疗、奥朋医疗、爱博医疗、润迈德医疗等企业都均有布局，但产品均处于研发或临床试验阶段。而在去年12月微创医疗与法国Robocath公司合资研发的血管介入手术机器人R-ONE获得上市批准，标志着我国泛血管手术机器人正式迈入商业化。
图16. 微创医疗的R-ONE获得上市批准
经自然腔道手术机器人通过人体本来存在的自然腔道进入，为医生提供更清晰的视野，最大程度上避免创伤的出现，应用于支气管镜检查、消化道检查及胃镜检查等。美国强生公司的Monarch系统是美国第一个成功用于临床的支气管镜机器人系统，在去年9月成为首批在我国上市的经自然腔道手术机器人产品。
图17. Monarch经自然腔道手术机器人
经皮穿刺手术机器人通过MRI、超声、CT等成像技术将目标解剖定位，引导反馈针头达到目标解剖结构，从而辅助完成经皮穿刺手术，主要用于肿瘤穿刺手术、经皮肺穿刺手术等。目前全球并未出现绝对领衔者，代表产品有Biobot的iSRobot™ Mona Lisa、NDR的ANT系列、ISYS的XACT和Perfint Healthcare的两款产品(国内已上市)。国内企业已有11款产品获批上市，例如佗道医疗的佗术®经皮穿刺手术机器人、医达极星的IQQA-Guide 智能穿刺手术导航机器人等。
图18. 佗术®经皮穿刺手术机器人
总体来看，手术机器人细分领域众多，而我国手术机器人在某些领域的部分技术上已经可以和国际知名企业媲美，但在临床经验上尚存在明显劣势，例如腔镜机器人的标志性产品达芬奇已有15年的临床应用和临床数据，且专利壁垒深厚，短时间内国内厂商无法超越。想要加快手术机器人国产化脚步，在加强关键技术研发的同时，也要重视应用落地，依靠国内巨大的市场，推动企业与医院合作。相信 随着装机量与应用量提升，国产手术机器人的临床应用也会日趋完善。
表2.手术机器人国内外企业及产品盘点
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企业 |
国家 |
核心产品 |
所属领域 |
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直觉外科 |
美国 |
达芬奇系列 |
腔镜手术机器人 |
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美敦力 |
Hugo |
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Asensus Surgical |
Senhance |
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威高 |
中国 |
妙手系列 |
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微创医疗 |
图迈 |
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康多 |
康多系列 |
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术锐 |
SURS单孔腔镜机器人 |
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Mazor Robotics |
以色列 |
Renaissance |
骨科手术机器人 |
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MEDTECH |
日本 |
ROSA Spine |
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MAKO Surgical |
美国 |
RIO |
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天智航 |
中国 |
天玑系列 |
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|
元化智能 |
锟铻 |
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和华瑞博 |
KRobot-5800 |
||
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Robocath |
法国 |
R-ONE |
泛血管手术机器人 |
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Stereotaxis |
美国 |
Genesis |
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|
唯迈医疗 |
中国 |
ETcath |
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爱博医疗 |
aiboAngio |
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|
强生 |
美国 |
Monarch |
经自然腔道手术机器人 |
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罗伯医疗 |
中国 |
EndoFaster |
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Biobot Surgical |
新加坡 |
iSR’obot™ Mona Lisa |
经皮穿刺手术机器人 |
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NDR |
新加坡 |
ANT系列 |
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佗道医疗 |
中国 |
佗术 |
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医达极星 |
IQQA-Guide |
2.2康复机器人
康复机器人指辅助人体完成肢体动作，实现助残行走、康复治疗、负重行走、减轻劳动强度等功能的机器人。康复机器人的优势在于能够替代康复治疗师的机械重复操作，降低医务人员的工作强度，并具有更高的精度，能够精准控制治疗过程，同时通过记录患者的生理以及训练强度等指标，制定更科学、更具针对性的康复训练方案，从而提高康复治疗效果。
康复机器人从功能上可分为康复治疗和生活辅助两类。
康复治疗类主要适用于脑卒中、脑部损伤、脊柱损伤、神经性损伤、肌肉损伤和骨科疾病等原因造成的上肢或下肢运动功能障碍，如瘫痪、老年痴呆、帕金森等疾病，帮助患者对大脑运动神经进行重塑，恢复大脑对肢体运动的控制，从而提高患者日常生活能力。按照结构又可细分为外骨骼式机器人与末端牵引式机器人，后者在院内使用更具有便捷性，成本也普遍偏低。生活辅助类主要用于为残障人士及老年人提供特定的生活辅助，以安全、舒适、方便为基本目标。主要包括智能轮椅、智能假肢、智能护理床等。目前市场上的产品主要以康复治疗类的外骨骼式机器人为主。
从全球角度看，康复机器人研究起步于20世纪80年代，1990年后进入全面发展时期。最早实现商业化的康复机器人是英国Mike Topping公司1987年研制的Handy1，其具有5个自由度，可帮助残疾人在桌面高度吃饭。随后有性能更好的康复机器人被研发并投入市场，2014年国际康复机器人市场进入火爆期，美国的Ekso、以色列的Rewalk、日本的Cyberdyne纷纷上市，成为行业龙头。目前Rewalk和Ekso的产品均已获得CE标识和FDA批准，率先进入了欧美市场，走在市场前列，而Cyberdyne则紧随其后。据相关研究预计，全球康复机器人市场2022-2029年期间的复合年增长率将达43.6%。
图19. Rewalk穿戴式下肢康复机器人
图20. Lokomat下肢步态修复康复机器人
国内康复机器人起步较晚，2000 年国内第一款神经康复训练机器人系统诞生，随后多个科学团队相继研究康复机器人并取得多项研究成果。而近年来，国家对残疾人、老年人的康复治疗十分关注，正积极推动康复领域发展，但总体而言仍处于起步阶段，未来有很大的增长空间。从应用领域来看，由于我国康复医疗资源存在较大的缺口，因此对于康复机器人实际上有着很大的需求，相比于动辄上百万元的国外产品，国产康复机器人价格普遍在20-60万元左右，价格上具有优势，而在一系列政策利好下，康复机器已成为中国市场规模最大的医疗机器人品类。国内从事康复机器人的企业主要包括埃斯顿、璟和机器人、大艾机器人、傅利叶智能、睿瀚医疗、安阳神方、迈康信、尖叫科技、迈步机器人、程天科技等，整体而言较为分散，尚未出现绝对龙头。随着技术的不断发展，国内康复机器人产品类别愈发丰富，部位包括上肢、下肢、关节和手部，同时涌现诸多创新产品，如司羿智能推出的基于脑机接口的手功能康复机器人，通过脑控康复训练，激发患者主动运动意识；邦邦机器人推出的智能可站立轮椅帮助截瘫患者日常移动。
图21. 璟和机器人 FLEXBOT康复机器人
图22. 大艾机器人多场景康复机器人系列
从未来发展方向看，解决安全性问题是康复机器人行业的首要任务。目前各大机器人厂商依旧没有完全解决安全性问题，例如外骨骼机器人的平衡性问题，导致外骨骼机器人尚无法实现大规模商业化应用。此外，舒适度和人机交互体验也是需要重点考虑的方面。目前，外骨骼机器人多采用捆绑方式，穿脱较为复杂，对于残障人士具有一定难度，应确保设备能够更贴合患者身体，减少对患者的束缚感，使康复过程更加愉悦和易于接受。
表3.康复机器人国内外企业及产品盘点
2.3医疗辅助机器人
医疗辅助机器人是指能辅助医疗过程、提升医护人员能力、减少不必要的医护资源投入以及提升医护效率和质量的智能化医疗机器装置，包括胶囊内镜机器人、采血机器人、诊疗机器人、输液配药机器人等。
胶囊内镜机器人凭借其较小的体积能够进入人体肠道进行检查。最早由以色列科学家于 2000 年研发，可以对全小肠进行拍照观察；经过近 20 年的发展，其适应部位已由小肠扩展到食管、结肠和胃部。胶囊内镜机器人由智能胶囊、图像记录仪和影像工作站三个部分组成。受检者口服智能胶囊，胶囊对经过的消化管道连续摄像，并以数字信号传输图像给病人体外携带的图像记录仪，而医生利用体外的图像记录仪和影像工作站了解受检者的消化道情况从而做出诊断。国际代表企业有以色列的 Given Imaging、日本的奥林巴斯和韩国的 IntroMedic，国内主要包括重庆金山科技、深圳资福医疗科技和杭州华冲科技，其中重庆金山科技的 OMOM 胶囊进入市场最早，国内市场份额较大。
图23. RC100全自动胶囊式内窥镜系列
采血机器人利用红外线和超声波成像技术，可自动化完成血液标本采集，替代医护人员帮患者完成采血工作。相比于人工采血，采血机器人实现医患隔离检验，更为安全和高效，有着巨大的发展潜力。美国初创公司VascuLogic于 2013 年推出第一台采血机器人原型机 Veebot，采用红外线和超声波成像技术进行定位并仿真护士进行血液抽取。国内代表企业有迈纳士、哈工智能、一针机器人、南格尔智能等，其中迈纳士是国内唯一一家通过NMPA 批准上市全自动采血机器人的企业。
图24. 迈纳士采血机器人
诊疗机器人基于医疗知识系统，通过人工智能语音识别和处理技术，实现人机交互，将患者的病症描述与标准医疗指南作对比，具有辅助诊断、远程会诊、智能问诊、语音电子病历等服务功能。英国 Your.MD 公司成立于 2012 年 12 月，依靠英国国民保健署的健康数据库，通过聊天机器人为用户提供人工智能驱动的健康信息服务，国内代表企业则有万物羽联、经纶世纪、科大讯飞等。万物语联推出了“语联医生智能机器人”，可帮助医生完成 90%以上重复性工作，并帮患者建立精准的健康画像，实现个性化的精准健康档案。浙江大学湖州研究院推出了可以辅助医生提升“听音辨病”的智能听诊器及远程会诊系统，可开展小儿先心病筛查、肺部‘湿罗音’‘喘鸣音’等特征辨别，已在多家大型三甲医院投入应用。去年，大经中医的中医药大模型“岐黄问道”发布，未来加持大模型技术的诊疗机器人预期有良好前景。
图25. 浙大湖州研究院培育的智能心肺音听诊系统
输液配药机器人采用人工智能学习计算药瓶识别和运动控制算法等技术，实现输液药物自动配置。输液配药机器人有效解决了手工配药模式的安全隐患，具备规范的配药流程和提高调配的精准度等优势。国外知名企业有美国的Aethon和Innovation Associates，Aethon的TUG机器人能够携带多达453公斤的药物，在国外的医院已经大量应用；Innovation Associates的PharmASSIST ROBOTx医疗分配系统具有内置分配能力，可帮助任何给定体积的药物进行分配。国内企业有卫邦科技、桑谷医疗、艾米机器人等。深圳卫邦科技于 2015 年推出了中国首台配药机器人——WEINAS 系列智能静脉用药调配机器人，借助图像识别技术和标准化流程，可以在几分钟之内实现西林瓶与安瓿瓶药剂的混合配制，目前已在上海、深圳、成都等多地的医院使用。桑谷医疗的 IDolphin智能静脉用药调配机器人单次进仓药瓶总数达 85 瓶，数量居于全球首位。
图26. WEINAS 系列智能静脉用药调配机器人
表4.医疗辅助机器人国内外企业及产品盘点
2.4医疗服务机器人
医疗服务机器人是一种用于医疗场所，为医护人员或患者提供服务的智能机器人，包括消毒机器人、导诊机器人、医院物流机器人等。
消毒机器人通过在移动机器人顶部安装紫外线灯柱、喷洒器等方式，借助自主导航及避障技术、多传感器融合技术等，在一定程度上自主执行消毒任务。根据消毒方式，可分为紫外线消毒机器人、喷洒消毒机器人和多功能消毒机器人。国外消毒机器人普遍采用紫外线消毒方式，紫外线消毒机器人以丹麦UVD Robots公司的UVD机器人、美国XENEX 的LightStriker机器人为代表，UVD 机器人高 178 cm，质量为120 kg，其紫外线灯的使用寿命长达 12000 h，能够发射254 nm紫外线，在10 min内杀死 99.99%的细菌，目前已在医院、机场等地实现大规模应用。喷洒消毒机器人以UNevoa Nimbus为代表，它将“消毒+除湿”作为一个完整作业周期，通过自动雾化消毒剂进行全范围消毒并通过除湿技术去除房间内多余溶剂。 上海钛米消毒机器人集成紫外线、超干雾化 过氧化氢、空气过滤或等离子消毒等消毒方式于一体，能够在多场景下实现自主导航、移动、避障；楚天科技的全自动机器人灭菌物流系统，用于多种规格的口服液、安瓿瓶、西林瓶、大输液灭菌物流输送，能实现灭菌输送过程的全自动化。
图27. UVD紫外线消毒机器人
导诊机器人依据来院人员需求，提供科室或专家推荐、业务流程指引等服务，能够辅助降低院内转诊率，提升医院的日常运转效率。2014年，日本软银集团推出Pepper人形机器人，Pepper身高约120 cm，质量约30 kg， 续航超12 h，具有20个自由度，配备触摸显示屏、红外、激光、声呐等传感器，能够识别超过20种语言，目前已在比利时、日本等多家医院投入使用。科大讯飞的导诊机器人“晓医” 基于科大讯飞人机智能交互平台AIUI开发，集成语音识别、合成和语义理解等技术，支持多种模态交互方式，实现医院导航、专家索引、语音挂号、智能导诊、语音电子病历生成等便捷就诊服务。
图28. 日本软银Pepper导诊机器人
医院物流机器人能够自主规划路径执行对药品、医疗耗材、标本等的配送，代替医护人员完成日常重复性工作，具有智能、静音、方便调度等特点。 日本松下研制的Hospi，高139 cm，质量170 kg，最大负载20 kg，连续运行时间约7 h，充电时间约2.5 h，通过利用预置的医院地图信息定位运行，同时结合可见光通信技术与传感器技术以增强定位准确性。达闼Ginger Lite机器人，最大负重约30 kg，最小通过宽度约80 cm，续航8~10 h，配备10.1 in显示屏，能够物联电梯、电话、手机等设备，并支持云端远程操作。
图29. 日本松下Hospi医院物流机器人
表5.医疗服务机器人国内外企业及产品盘点
3、商用服务机器人
商用服务机器人指在非制造业的商用服务场景用来替代和辅助人类进行服务性质的智能设备。商用服务机器人市场需求主要出现在商场、写字楼、酒店、餐厅、银行、企业、大型卖场、专卖店等领域，满足吸引顾客流量、降低运营成本、规范化管理等需求。其按照应用场景可分为终端配送机器人、商业清洁机器人、讲解接待机器人等。
在技术层面，商用服务机器人与家庭服务机器人技术框架相似，但商用服务机器人在人机交互、安全性能、视觉识别等方面要求更高。随着人工智能技术的不断发展，商用服务机器人能力边界正在持续拓展。
从市场规模看，据IDC统计数据显示，2022年中国商用服务机器人市场总体规模为1.69亿美元。商用清洁机器人完成场景验证后，在办公楼、商超等场景规模复制，市场有望快速增长。
从竞争格局看，市场呈现两极分化的态势，头部厂商合计份额达到59.6%，主要企业有高仙机器人、擎朗智能、普渡科技、云迹科技、优地科技、穿山甲机器人、真机智能、猎户星空等，其中，高仙自动化和擎朗智能分别在商用清洁和餐饮配送领域占据龙头，各自占超过20%的市场份额。
自2022年开始，国内头部厂商都在加速海外市场布局。受疫情管控开放较早、机器人市场渗透率较低、人工成本高、海外销售产品利润更高等因素影响，海外业务成为众多厂商的重要部分，部分公司海外业务收入已与中国市场收入持平甚至显著高于中国市场收入。
近年来，我国服务业劳动力短缺的现象愈发严重，催化商用服务机器人的应用愈加广泛，已摆脱“营销噱头”，在各服务行业中带来实际的人力和管理成本节省，能够为B端客户真正创造价值。
表6.国内商用服务机器人头部企业
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企业 |
成立时间 |
主要产品 |
所属区域 |
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擎朗智能 |
2010 |
餐饮配送机器人、讲解接待机器人、医疗服务机器人、楼宇配送机器人 |
上海 |
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普渡科技 |
2016 |
餐饮配送机器人、楼宇配送机器人、商用清洁机器人、消毒机器人 |
深圳 |
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优地科技 |
2013 |
酒店配送机器人、室外无人驾驶车 |
深圳 |
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云迹科技 |
2014 |
酒店配送机器人、商用清洁机器人、讲解接待机器人 |
北京 |
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猎户星空 |
2016 |
餐饮配送机器人、消毒清洁机器人、讲解接待机器人 |
北京 |
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穿山甲机器人 |
2006 |
餐饮/酒店配送机器人、讲解接待机器人、防疫机器人 |
苏州 |
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高仙机器人 |
2013 |
商用清洁机器人 |
上海 |
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酷哇 |
2015 |
室外智能环卫机器人 |
上海 |
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艾可机器人 |
2016 |
商用清洁机器人、餐饮配送机器人、讲解接待机器人 |
广州 |
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真机智能 |
2016 |
物流配送机器人、户外巡检机器人、商用清洁机器人 |
北京 |
3.1 终端配送机器人
终端配送机器人是从事商业场景物流配送的机器人，一般具备自动驾驶、语音交互等功能，能够提升配送效率、节省人工成本。根据应用场景主要可细分为餐饮配送机器人、酒店配送机器人、物流配送机器人。
餐饮/酒店配送机器人技术成熟度较高，部署成本较低，已经形成区域性覆盖和稳定的商业模式，目前，餐饮配送机器人和酒店配送机器人在我国的应用已十分普遍。如海底捞已运用958台送餐机器人；巴奴在旗下30间餐厅启用近百台机器人协助传菜。疫情三年加速了餐饮配送机器人在我国的市场化应用，市场规模从2017年的0.2亿元到2022年的47.5亿元，三年复合增长率达178%。
国内代表企业主要有普渡科技、擎朗智能、优地科技、云迹科技、猎户星空、穿山甲机器人等。其中餐饮配送领域擎朗智能为行业龙头，普渡科技、穿山甲机器人紧随其后，在2021年市场占比分别为51%、22%和10%。而酒店配送领域云迹科技为龙头，优地科技紧随其后。
餐饮/酒店配送机器人在国际市场快速发展。如擎朗智能的产品已先后进入美国、加拿大、英国、法国、意大利、日本、韩国、新加坡等60余个海外国家与地区，在全球餐饮配送机器人市场占有率非常高；普渡科技与韩国公司VD Company在2018年建立战略合作伙伴关系，将普渡科技的智能送餐机器人“欢乐送”和高端送餐机器人“贝拉”引进韩国市场，到2021年，公司产品在韩国市场占有率便达到了90%。目前韩国餐饮领域服务机器人市场上，70%由中国制造；云迹科技的酒店服务机器人系列产品已入驻全球超过 25 个国家 1 万多家酒店，包括洲际、万豪、希尔顿等知名酒店集团。
图30. 送餐机器人在海底捞工作
图31. 擎朗智能配送机器人
物流配送机器人大多在室外开放环境中工作，身处环境更为复杂，需要机器人在自主规划、智能避障、跨越复杂地形等方面拥有更强的智能化能力。受政策、技术和安全因素的限制，目前，物流配送机器人外型以轮式为主，配送区域主要以园区、社区、校园为主，远距离室外配送的商业案例还较少。
2018年，美国企业Robby Technologies推出无人配送机器人Robby2，配备红外热像仪，可在夜间进行导航，并加入了恶劣天气设计；今年2月，美国网约车巨头优步Uber宣布，旗下餐饮外送服务品牌Uber Eats将与日本工业巨头三菱电机和美国机器人初创公司Cartken合作，在日本推出自动驾驶机器人在户外送餐，该机器人长71厘米，宽46厘米，高60厘米，最大可搬运到20公斤，在人行道上行驶的最高时速为5.4公里。
图32. Uber Eats配送机器人
国内各大互联网电商巨头和物流厂商也都在配送机器人领域进行了布局。包括阿里、美团、京东、苏宁、顺丰等。例如阿里的菜鸟配送机器人已在总部园区进行工作；苏宁的“卧龙一号”机器人在小区内进行包裹配送，是国内第一台可实现电梯交互的配送机器人。同时也涌现出新石器、真机智能等初创机器人企业。例如真机智能专攻户外小型配送机器人，其核心产品“真机小黄马”mini已经迭代至第5代，六轮设计，承重30千克，速度可达2km/h~10km/h ，爬坡35°倾角，单次续航可达 10小时以上，可夜间工作，定位精度1-3厘米，已完成了L4级别超过80万公里运营。
图33.真机智能小黄马系列
3.2 商用清洁机器人
商用清洁机器人是指除了工业清洗与民用清洁以外，为写字楼、商场、酒店、餐厅等公共商业场所提供清洁服务的机器人，且主要集中于交通枢纽、写字楼、园区、医院、商场五大场景。目前，商用服务机器人根据清洁对象主要可分为室内平面、户外清洁和立面清洁三类，其中室内平面清洁机器人由于技术门槛最低因而占比最大。
商用清洁机器人和家用清洁机器人的不同主要体现在技术难度和服务模式上。从技术上看，虽然两者核心技术都集中在自主导航、智能避障等无人驾驶技术上，但相比于家用清洁机器人，商用清洁机器人面临工作环境更复杂多样，面积更大，效率要求更高，安全要求更高，因此实际上两者的技术难度上相差很大。而在服务模式上看，商用清洁机器人由于服务对象是B端用户，因此服务模式更为多样，除了销售以外，还有租赁、共享、托管等，以此降低用户的使用门槛和使用成本。此外，现在许多商用清洁机器人公司还与保洁公司、物业公司合作提供一站式清洁方案。
国外对商用清洁机器人的技术研究起步较早，部分发达国家的人力成本很高，因此发展较快，产品形态和应用场景也更为成熟。第一台商用清洁机器人是Cyberclean systems公司在1997年推出的的AVC-1，能够完全自主进行清洁，之后不断有新玩家入局，较为知名的有美国的Brain Corp、加拿大的Avidbots、德国的Krcher、丹麦的Nilfisk、新加坡的LionsBot、日本的软银等。Brain Corp的洗涤机器人在配备清洗功能的同时，也可以通过传感器收集货架数据并上传到云平台，已在沃尔玛进行部署；Avidbots主要生产商用地板清洁机器人，代表产品Neo能实现全自主清洗地板，目前超过1000台机器人部署在北美、亚洲、澳大利亚、中东和欧洲的十几个国家。
图34. Brain Corp的洗涤机器人
图35. Neo商用地板清洁机器人
中国的商用清洁市场很大，但与其他行业一样，人口老龄化与劳动力成本提高促进了市场扩展。目前国内商业清洁机器人市场还未打开，未形成规模化应用，但在技术和市场的双重驱动下，中国的商业清洁机器人市场无疑是一片蓝海。根据相关研究，2020年，中国商用清洁机器人市场规模为58.1亿元，而至2025年，将达到749.1亿元。
随着市场规模不断扩大和需求不断增加，众多企业和资本涌入，国内市场竞争激烈。代表企业有高仙机器人、酷哇、科沃斯、新松机器人、汤恩智能、艾可机器人、智行者等。行业领头者高仙机器人作为国内进军商用清洁机器人较早的一批企业，目前拥有具备清扫、洗地、尘推、地毯清洁、消毒、去油污、结晶抛光7大功能的6条清洁机器人产品线，在国内智能清洁机器人市场占据了相当高的市场份额；艾可机器人面向To B（商业）、To G（政府）、To F（工厂）三大领域提供清洁自动化方案，并以较好的成本控制在市场上形成较强竞争力，其一台机器人最低租赁价格可到3000元/月；浙江大学湖州研究院助力它人公司研发的清扫机器人也在工厂、酒店、医院、地下停车场等场所广泛应用；酷哇则专攻室外环卫无人清扫车领域，已在长沙等地实现大批量应用。
图36. 它人商用清洁机器人
图37. 酷哇智能环卫清扫车
3.3 讲解接待机器人
讲解接待机器人应用场景广泛， 主要应用于商场、企业、政务大厅、展厅展馆、博物馆等场所，为用户提供迎宾、引导、宣传、讲解、业务咨询等服务工作，一般外形为带屏多媒体机器人或是人形机器人。
目前讲解接待机器人落地情况并不理想，智能化程度不高是市面上接待迎宾机器人存在的普遍问题。相比于人工，机器人的优势在于24小时工作，并能够吸引一部分客户，但由于智能化程度不够，导致在人机交互上无法满足需求，工作效率不高，往往并不能完全替代人工。
国内布局讲解接待机器人的企业较少，代表的有穿山甲机器、猎户星空、塔米智能等。穿山甲机器人成立于2006年，是商用服务机器人的鼻祖之一，其产品已获得欧盟CE、美国FCC、日本Telec等专业认证，同时得益于入局行业较早和团队强悍的市场开拓能力，其产品已出口65个国家和地区，为全球6000多家知名客户提供服务；猎户星空成立于2016年，其核心产品豹小秘系列具有智能咨询、迎宾接待、问路引领、导览讲解、营销互动、远程控制等功能，其中最新产品豹小秘2通过接入“聚言”大模型提升了其智能化程度。
图38. 穿山甲机器人迎宾接待机器人
图39. 猎户星空豹小秘系列机器人
三、 结语
总体来看，服务机器人细分领域众多、应用场景多样，未来发展潜力十分巨大。国内企业相比国外起步稍晚，但近年来发展势头迅猛，逐步与美国、日本等先发国家处于并跑阶段，在家用清洁、餐饮配送等细分领域甚至反超。同时，服务机器人各个赛道布局企业众多，特别在国内，竞争已十分激烈。因此，部分企业选择拓展新兴赛道，如炒菜机器人、导盲机器人等，但还未得到市场充分验证；部分企业将目光瞄准国际市场，取得了不错的成绩；还有一些企业尝试了多功能集成、跨场景应用的服务机器人，例如“清洁+接待+巡逻”多功能商用服务机器人等。未来，服务机器人将进一步百花齐放、技术不断升级，成本不断降低，相信将逐步走入千家万户。
