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TE智庫刻畫未來的道路:中國服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)研究TE·智庫2023.09TE智庫發(fā)現(xiàn)與結(jié)論一、服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展未來可期1、短期來看,中國服務(wù)機器人行業(yè)迎來向好拐點服務(wù)機器人產(chǎn)量回歸正軌:服務(wù)機器人產(chǎn)量在2022年受到疫情以及宏觀經(jīng)濟下行的影響開始放緩,進入2023年后服務(wù)機器人產(chǎn)量同比增長47.6%,結(jié)束了連續(xù)12個月的同比下滑。下游復(fù)蘇引領(lǐng)公共服務(wù)機器人需求增長:2023年各服務(wù)場景的放開給服務(wù)機器人創(chuàng)造了一個良好的環(huán)境。旅游業(yè)2023年上半年全國旅游總?cè)舜芜_到了23億人次同比增長了63.8%,接近恢復(fù)到三年前的情況。餐飲業(yè)隨著堂食的恢復(fù),收入也恢復(fù)到3年前的水平。針對服務(wù)行業(yè)各場景痛點給出解決方案:各大服務(wù)機器人廠商積極布局各個行業(yè)(例如:餐飲、酒旅、金融服務(wù)、醫(yī)療、倉儲物流等等),其中酒店旅游行業(yè)滲透率最高,倉儲物流行業(yè)潛力最大。由于海外的廣闊市場,各大服務(wù)機器人廠商也積極地布局海外市場。2、長期來看,服務(wù)機器人潛在增長空間巨大需求側(cè):全球和中國服務(wù)機器人的銷售額年復(fù)合增長率從2017年到2021年分別為27%和42%,增速明顯。從需求側(cè)的動因來看,提高服務(wù)、業(yè)務(wù)創(chuàng)新是主要動機,服務(wù)機器人與服務(wù)人員能力的互補可以有效幫助企業(yè)優(yōu)化成本。供給側(cè):服務(wù)機器人行業(yè)技術(shù)的不斷迭代,國內(nèi)廠商自主研發(fā)能力的不斷提升?,F(xiàn)階段國內(nèi)廠商已經(jīng)實現(xiàn)了視覺傳感器、SLAM系統(tǒng)、底盤技術(shù)、操作系統(tǒng)等核心技術(shù)領(lǐng)域的國產(chǎn)替代或領(lǐng)先。2023年人工智能技術(shù)的突破也將給服務(wù)機器人從語音、視覺、決策、控制四個方面帶來賦能。外部環(huán)境:①政策端從國家的《十四五機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》到地方各省市的積極響應(yīng)促進中國服務(wù)機器人行業(yè)加速發(fā)展。②人力成本不斷提升、人口結(jié)構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)向老齡化加速對服務(wù)機器人的需求。③應(yīng)對潛在不確定性問題的出現(xiàn)也加速催生了服務(wù)機器人的應(yīng)用場景更多元化。TE智庫發(fā)現(xiàn)與結(jié)論二、中國服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)鏈上下游生態(tài)逐漸完善,為服務(wù)機器人出海奠定基礎(chǔ)1、服務(wù)機器人上游產(chǎn)業(yè)鏈:核心零部件逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化視覺傳感器:視覺傳感器是服務(wù)機器人的主要組成部分,其功能類似于機器人的眼睛。2022年視覺傳感器國產(chǎn)占比達到58.52%,國產(chǎn)化成為主流。SLAM系統(tǒng):服務(wù)機器人的GPS。視覺

SLAM

算法可以實時構(gòu)建世界的3D地圖,并同時追蹤攝像頭的位置和方向。普渡科技運用行業(yè)獨家雙SLAM定位導(dǎo)航方案,解決行業(yè)痛點,實現(xiàn)使用場景全覆蓋。AI機器人芯片:服務(wù)機器人之心。智能機器人核心芯片是一種專門用于實現(xiàn)感知、控制、導(dǎo)航、決策、規(guī)劃等機器人計算功能的高性能處理器,是機器人在復(fù)雜環(huán)境中完成各類作業(yè)任務(wù)的關(guān)鍵。不過目前中國機器人芯片產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù)嚴重不足,國產(chǎn)化率較低。機器人操作系統(tǒng):機器人操作系統(tǒng)可以有效降低機器人的開發(fā)難度,推動機器人的普及。普渡科技開發(fā)的PUDU

OS可以有效優(yōu)化開發(fā)周期、實現(xiàn)各POS系統(tǒng)全打通。伺服輪轂電機:更適合服務(wù)機器人的電機。伺服輪轂電機是將電機、編碼器、減速機、輪子、輪胎全部集成為一體,使得伺服輪轂具有力矩大、慣量大、噪聲小、精度高等特點。私服輪轂電機國內(nèi)市場份額和利時占據(jù)70%,已實現(xiàn)國產(chǎn)化。語音交互:實現(xiàn)服務(wù)機器人與人的溝通。基于語音的人機交互是服務(wù)機器人交互的最主要表現(xiàn)形式之一,它主要解決以語音作為信息載體,讓機器人具有像人一樣的溝通能力。目前絕大多數(shù)的服務(wù)機器人廠家都是使用科大訊飛的方案。2、服務(wù)機器人本體:出海業(yè)務(wù)成為主要方向本土廠商優(yōu)勢明顯:歐美服務(wù)機器人廠商雖然數(shù)量眾多,但大多專注于醫(yī)療機器人和人形機器人,針對目前熱門服務(wù)場景涉獵較少。日韓服務(wù)機器人售價昂貴,平均比中國服務(wù)機器人高30%左右。中國服務(wù)機器人廠商針對熱門場景布局廣泛,價格優(yōu)勢明顯,并且機器人能力全球領(lǐng)先。國產(chǎn)服務(wù)機器人廠商積極布局全球市場:近些年全球大多數(shù)歐美國家地區(qū)和日韓等發(fā)達國家普遍面臨勞動力短缺問題,對服務(wù)機器人需求急切。國產(chǎn)廠商如普渡科技、獵戶星空、擎朗智能、高仙機器人等積極布局全球市場。普渡科技服務(wù)機器人累計全球出貨量以接近7萬臺全球領(lǐng)先。TE智庫發(fā)現(xiàn)與結(jié)論三、中國服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展1、行業(yè)挑戰(zhàn)及風(fēng)險服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨研發(fā)費用壓力大、應(yīng)用場景拓展緩慢、市場競爭加劇等挑戰(zhàn)。大客戶集中、新科技出現(xiàn)、人才供給、經(jīng)營模式相似度過高,是服務(wù)機器人行業(yè)發(fā)展的潛在風(fēng)險。2、服務(wù)機器人行業(yè)未來發(fā)展趨勢:商業(yè)模式創(chuàng)新、業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新。商業(yè)模式創(chuàng)新:未來服務(wù)機器人廠商主要聚焦在拓展服務(wù)機器人細分賽道、提供定制化服務(wù)、打造品牌、渠道、生態(tài)一體化和軟硬件一體化的商業(yè)模式。可以使中國服務(wù)機器人廠商擁有更高的用戶粘性。業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新:持續(xù)深耕各服務(wù)場景,實現(xiàn)多場景融合,是服務(wù)機器人廠商未來主要業(yè)務(wù)創(chuàng)新方向。技術(shù)創(chuàng)新:①掌握核心技術(shù)是中國服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵,擁有自主研發(fā)能力并掌握核心技術(shù)的廠商在未來的發(fā)展中更有可能突破服務(wù)機器人現(xiàn)有能力的局限,拓展新服務(wù)場景。

②人形機器人可能是未來主流方向,因為服務(wù)機器人能適應(yīng)各種現(xiàn)實生活場景,使得服務(wù)機器人可以從專用轉(zhuǎn)向通用。但價格過于昂貴、技術(shù)不夠成熟成為制約人形機器人量產(chǎn)的主要阻力。TE智庫服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)階段迎來發(fā)展拐點,長期市場前景可期TE智庫服務(wù)機器人在中國市場短期迎來向好拐點,長期持續(xù)看好2030年2015年 2023年2020年長期短期服務(wù)機器人需求向好拐點已經(jīng)來臨下游復(fù)蘇引領(lǐng)公共服務(wù)機器人需求增長針對服務(wù)行業(yè)各場景痛點給出分場景解決方案由于海外的廣闊市場,各大服務(wù)機器人廠商也積極布局海外市場基于長期的發(fā)展來看,服務(wù)機器人擁有較大的市場機會裝備的滿足提高服務(wù)體驗、進行業(yè)務(wù)創(chuàng)新或解決成本的優(yōu)化和控制問題國內(nèi)廠商自主研發(fā)能力的不斷提升人工智能技術(shù)突破對服務(wù)機器人的賦能國家的十四五機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃促進中國服務(wù)機器人行業(yè)加速發(fā)展人口結(jié)構(gòu)的變化和人力成本的不斷上升或?qū)⒊蔀橹袊?wù)機器人需求釋放的長期驅(qū)動因素需求側(cè)供給側(cè)外部環(huán)境TE智庫短期:服務(wù)機器人需求向好的拐點已經(jīng)來臨-40.0%-20.0%0.0%20.0%40.0%60.0%80.0%100.0%120.0%1,000,000900,000800,000700,000600,000500,000400,000300,000200,000100,00002021-05-31 2021-08-31 2021-11-30 2022-04-30 2022-07-31 2022-10-31 2023-03-31 2023-06-60.0%-30產(chǎn)量:服務(wù)機器人:當(dāng)月值產(chǎn)量:服務(wù)機器人:當(dāng)月同比資料來源:iFinD,TE研究院中國服務(wù)機器人產(chǎn)量(臺)及當(dāng)月同比服務(wù)機器人產(chǎn)量同比增速擴大,需求拐點已經(jīng)來臨。受到疫情以及宏觀經(jīng)濟下行影響,我國服務(wù)機器人產(chǎn)量從2022年開始出現(xiàn)明顯放緩,2021年12月至2022

年12月,我國服務(wù)機器人產(chǎn)量都處于同比下滑的狀態(tài)。2023年4月服務(wù)機器人產(chǎn)量同比增長47.6%,結(jié)束了連續(xù)12個月的下滑。2023年6月我國服務(wù)機器人產(chǎn)量為662658臺,

同比增長40%,機器人需求向好的拐點已經(jīng)來臨。TE智庫短期:下游行業(yè)復(fù)蘇趨勢明顯,正在帶動服務(wù)機器人的需求增長443,500500,100553,900600,600287,900324,600253,000145,500238,4002016-12-31 2017-12-31 2018-12-31 2019-12-312023H1中國國內(nèi)旅游人數(shù)(萬人次)資料來源:iFinD,F(xiàn)rost&Sullivan,TE研究院旅游業(yè)經(jīng)過短暫低迷,今年將迎來爆發(fā)。國內(nèi)旅游總?cè)舜螐?019年到2020年經(jīng)歷大幅下滑2020-12-31 2021-12-31 2022-12-31 低迷期 2022H1今年上半年全國旅游總?cè)舜芜_到了238,400萬人次同比增長了63.8%,接近恢復(fù)到三年前的情況0%20%40%60%80%2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022E2023E2024E2025E

2026E-20%中國餐飲行業(yè)收入(億元)中國中高端酒店收入增速(%)2020年因旅游人數(shù)的下降也受到了影響,中高端酒店收入大幅下降堂食恢復(fù),餐飲行業(yè)已恢復(fù)到3年前的水平。隨著全面放開,收入已完全恢復(fù)到3年前的狀態(tài)5,5

005,0

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2018-12-312019-05-312019-08-312019-11-302020-04-302020-07-312020-10-312021-03-312021-06-302021-09-302021-12-312022-05-312022-08-312022-11-302023-04-302023-07-31隨著旅游業(yè)恢復(fù),酒店行業(yè)也將迎來爆發(fā)隨著旅游行業(yè)的恢復(fù)和中國人均收入水平的不斷提高,酒店行業(yè)將迎來爆發(fā)TE智庫短期:酒旅行業(yè)滲透率較高,倉儲物流等行業(yè)擁有龐大的增量機會,各大廠商正在積極布局相應(yīng)服務(wù)場景資料來源:根據(jù)2023年8月企業(yè)用戶端數(shù)據(jù)問卷采集,各公司官網(wǎng),TE研究院室內(nèi)配送引導(dǎo)服務(wù)室內(nèi)配送室外配送室內(nèi)配送室外配送室內(nèi)配送清潔服務(wù)引導(dǎo)服務(wù)消毒服務(wù)醫(yī)療服務(wù)……室內(nèi)配送引導(dǎo)服務(wù)消毒服務(wù)醫(yī)療服務(wù)……清潔服務(wù)消毒服務(wù)………………引導(dǎo)服務(wù)……代表性廠商產(chǎn)品布局31.9%23.1%23.1%13.9%13.3%12.5%9.5%7.3%酒店旅游業(yè) 金融服務(wù)業(yè) 餐飲快消業(yè)零售業(yè)政務(wù)服務(wù)業(yè)教育業(yè)物流倉儲業(yè)76.2%68.8%65.4%53.2%46.2%22.3%醫(yī)療服務(wù)業(yè) 物流倉儲業(yè) 教育業(yè) 餐飲快消業(yè) 醫(yī)療服務(wù)業(yè)零售業(yè)酒店旅游業(yè)金融服務(wù)業(yè)政務(wù)服務(wù)業(yè)已使用/計劃使用持續(xù)了解63.3%55.6%在已使用或計劃使用服務(wù)機器人的企業(yè)中,酒旅、金融服務(wù)、餐飲快消行業(yè)滲透率最高,均超過20%。在持續(xù)了解服務(wù)機器人的企業(yè)中,倉儲物流、教育、餐飲快消、醫(yī)療服務(wù)均超過60%,潛在增量可觀。各大服務(wù)機器人廠商也在積極布局擴大各服務(wù)場景。TE智庫助力點酒店場景中服務(wù)機器人便于給客戶打造私密空間;旅游場景中服務(wù)機器人可以給出完全透明且準確的信息痛點招工難,用人成本持續(xù)增加,重復(fù)性工作枯燥乏味導(dǎo)致員工流動性大酒店場景客戶缺少私密性;旅游場景信息不透明,黃牛頻出酒店旅游業(yè)企業(yè)端顧客端員工成本持續(xù)增高;有餐品滑落、上錯菜等風(fēng)險客戶對推銷員有抵觸心理,推銷服務(wù)難達到企業(yè)預(yù)期餐飲快消業(yè)企業(yè)端顧客端在一些特殊場景,儀器設(shè)備容易腐蝕,設(shè)備消毒有風(fēng)險醫(yī)院中有繁雜的配送藥物或餐食的任務(wù),并且需在特定時間準時送達醫(yī)療服務(wù)業(yè)企業(yè)端顧客端48.8%36.1%30.8%29.3%25.9%推動服務(wù)升級拓展業(yè)務(wù)類型實現(xiàn)降本增效改善業(yè)務(wù)模式改善客戶體驗戰(zhàn)略目標針對各服務(wù)行業(yè)戰(zhàn)略目標需求,服務(wù)機器人均可以提供解決方案降本增效服務(wù)機器人可以使人工成本降低50%左右,并且工作穩(wěn)定,理論情況下不壞就可以一直使用推動服務(wù)升級改善業(yè)務(wù)模式服務(wù)機器人可以智能精準配送,并幫助企業(yè)解決之前無法解決的服務(wù)場景推動服務(wù)升級服務(wù)機器人新穎的推銷方式可有效增強客戶對推銷服務(wù)的接受度降本增效服務(wù)機器人可以在高危場景工作,幫助醫(yī)院工作人員減少風(fēng)險改善客戶體驗服務(wù)機器人可以幫助醫(yī)護人員完成配送等重復(fù)性高的工作,使得醫(yī)護人員可以更專注于對患者的治療資料來源:根據(jù)2023年8月企業(yè)用戶端數(shù)據(jù)問卷采集,TE研究院短期:需求側(cè)未來的訴求,在諸多方面服務(wù)器人能夠提供具體的幫助TE智庫短期:今天,海外業(yè)務(wù)市場已經(jīng)成為國內(nèi)服務(wù)機器人廠商重點布局的目標普渡科技創(chuàng)始人兼CEO張濤表示:“國際化就是本地化。出海不是賣標品,而是產(chǎn)品、品牌以及服務(wù),這與本地化密不可分

“,出海一直以來都是普渡科技的重要戰(zhàn)略。通過深耕配送和清潔場景,兩線并行,充分滿足市場的多元化需求。截至2023年8月份,以海外市場為主的普渡在全球已累計售出近70,000臺機器人,銷量主要來自日本、韓國、美國、德國及港澳臺等市場。普渡的出海版圖已覆蓋亞洲、北美、歐洲等60個國家和地區(qū)的600多個城市。新松機器人海外業(yè)務(wù)布局多年,近兩年在海外部分地區(qū)訂單增速明顯。天智航相關(guān)人士表示,海外市場對機器人需求量的確在迅速增長。宇樹科技相關(guān)負責(zé)人稱,目前公司機器人海外業(yè)務(wù)在總營收占比達50%。擎郎智能CEO李通透露,目前擎朗智能市場推廣的次序首先是環(huán)中國的亞太地區(qū),其次是歐洲,最后到美國市場。截至目前,海外市場貢獻的營收所占的比例已經(jīng)超過一半。資料來源:公開資料整理,TE研究院TE智庫長期:基于未來市場機會,服務(wù)機器人擁有廣闊的增量空間66951161381722172502017201820192022E2023E2024E12192737496583102201720182019202020212022E2023E2024ECAGR:42%2020 2021中國服務(wù)機器人銷售額(億美元)從長期來看不管是國內(nèi)市場還是全球市場,服務(wù)機器人都還有很大的增量空間。中國服務(wù)機器人市場目前還處在起步階段,市場增速明顯。服務(wù)機器人目前只搭載在一些標準化程度較高的場景,隨著服務(wù)機器人的能力不斷展現(xiàn),未來將會有更多用戶搭載服務(wù)機器人。海外市場,服務(wù)機器人目前主要滲透的國家是北美、東亞、歐洲等。隨著服務(wù)機器人能力的不斷滲透,更多應(yīng)用場景的拓展和其他國家市場進一步打開,服務(wù)機器人在全球的銷售額將大幅增加。全球服務(wù)機器人銷售額(億美元)CAGR:27%290資料來源:IFR,TE研究院TE智庫針對全國2379個服務(wù)行業(yè)公司(涵蓋了酒店、旅游、餐飲、物流、金融服務(wù)、醫(yī)療等行業(yè))的負責(zé)人對公司是否使用了服務(wù)機器人進行調(diào)研是,達到預(yù)期60%否,還有提升空間

40%31.20%30.20%58.50%56.10%提高獲客能力增加營銷噱頭提高服務(wù)體驗業(yè)務(wù)創(chuàng)新22%的企業(yè)對服務(wù)機器人不太了解78%的企業(yè)接觸或了解過服務(wù)機器人認知40.6的企業(yè)對服務(wù)機器人進行了解還沒有做出舉措37.4%的企業(yè)對服務(wù)機器進行了解并做出一些舉措意愿8.6%的企業(yè)正式部署28.8%的企業(yè)還在試用、準備階段實踐在對服務(wù)機器人做出了解的企業(yè)中,超過半數(shù)的企業(yè)希望服務(wù)機器人可以幫助他們豐富產(chǎn)品矩陣并進行業(yè)務(wù)創(chuàng)新。在已經(jīng)搭載服務(wù)機器人的企業(yè)中,仍有大概40%的企業(yè)認為服務(wù)機器人的能力還有提升空間。中潛在用戶群:對服務(wù)機器人的能力有初步了解并感興趣,但還沒有具體做出舉措,是服務(wù)機器人廠商次主要潛在增量客戶。有78%的企業(yè)對于服務(wù)商機器人有認知37%的企業(yè)有意愿8.6%的企業(yè)在實踐高潛在用戶群:對服務(wù)機器人的能力有很深入的了解,并且已試用或準備搭載。是服務(wù)機器人廠商最主要的潛在增量客戶。資料來源:根據(jù)2023年8月企業(yè)用戶端數(shù)據(jù)問卷采集,TE研究院長期:目前僅部分企業(yè)部署了服務(wù)機器人,用以提高服務(wù)體驗或進行業(yè)務(wù)創(chuàng)新,未來還存在巨大的增量空間TE智庫長期:在幫助企業(yè)實現(xiàn)成本優(yōu)化方面,服務(wù)機器人將長期體現(xiàn)獨特的優(yōu)勢以海底撈為例面對重復(fù)率高且乏味的工作時,可能無法全身心的投入到針對顧客的服務(wù)一次只能配送1盤菜一天工作8小時不管面對什么工作都可以用最好的姿態(tài)面對客戶一次可以配送2-3盤菜理論上除充電時間都可以工作餐飲、酒店等服務(wù)行業(yè)勞動力較密集,若將重復(fù)率較高、工作內(nèi)容較枯燥的工作交給服務(wù)機器人去做,可以使員工把更多的精力集中在服務(wù)客戶上面,并可以降低一定成本。場景內(nèi)標準化程度越高,越適合服務(wù)機器人的部署,可以在作業(yè)過程實現(xiàn)服務(wù)機器人與服務(wù)人員的能力互補。應(yīng)用場景標準化程度越高,越適合服務(wù)機器人工作海底撈、呷哺呷哺、西貝莜面村等連鎖企業(yè)餐飲流程標準化程度高,適宜餐飲配送機器人工作服務(wù)機器人輔助人力成本占近4成門店總成本人力成本36%其他成本64%純?nèi)斯な褂梅?wù)機器人輔助率最多可到60%,可降低總成本的17%17%的降本空間人力成本19%資料來源:海底撈年報,TE研究院TE智庫長期:隨著供給側(cè)能力持續(xù)加強,多項核心技術(shù)實現(xiàn)自給,國內(nèi)服務(wù)機器人廠商綜合競爭力得到加強2015-2016年探索萌芽階段:資本加持和制造業(yè)轉(zhuǎn)型推動下,餐飲配送機器人、酒店引導(dǎo)機器人逐漸出現(xiàn)在消費者的生活中。但當(dāng)時服務(wù)機器人成本過高、軟硬件技術(shù)不夠成熟,服務(wù)機器人僅能在固定的磁條或光感膠條軌道上行走,運動過程機械且呆板難以達到預(yù)期效果2016-2018年起步階段:上游供應(yīng)鏈逐漸完善,配送機器人成本逐漸下降。服務(wù)機器人能夠擺脫既定軌道進入無軌運行模式。激光雷達、UWB、計算機視覺、SLAM系統(tǒng)等核心技術(shù)快速發(fā)展2018-2020年成長階段:服務(wù)機器人關(guān)鍵技術(shù)完成迭代升級,核心零部件加速國產(chǎn)化替代,使得服務(wù)機器人的價格大幅降低。以海底撈、巴奴、華住會等為代表的公司開始嘗試規(guī)?;褂梅?wù)機器人2020年至今爆發(fā)階段:疫情等不確定因素的出現(xiàn)重塑了消費者的使用習(xí)慣,人工智能等核心技術(shù)能力的突破賦能到服務(wù)機器人,服務(wù)機器人行業(yè)迎來爆發(fā)期服務(wù)機器人部分關(guān)鍵技術(shù)云服務(wù)平臺:機器人本身作為執(zhí)行終端,通過云端進行存儲與計算,即時響應(yīng)需求和實現(xiàn)功能,有效實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通和知識共享主要廠商SLAM系統(tǒng):利用SLAM技術(shù)解決餐飲機器人在位置環(huán)境中運行的即時定位與地圖構(gòu)建傳感器:采用多傳感器融合,包括視覺傳感器、聽覺傳感器等智能芯片技術(shù):智能芯片是服務(wù)機器人的大腦,包括通用芯片和專用芯片等底盤技術(shù):組成包括減震系統(tǒng)、電機、電池、控制板卡等整機操作系統(tǒng):主要操作系統(tǒng)有Android系統(tǒng)和ROS(Robot

Operating

System)系統(tǒng)是否完成國產(chǎn)化√√√—√√資料來源:各公司官網(wǎng),TE研究院TE智庫長期:人工智能技術(shù)的突破與賦能,也在驅(qū)動服務(wù)機器人市場向上發(fā)展AI

大模型將會從語音、視覺、決策、控制等多方面實現(xiàn)同機器人的結(jié)合,形成感知、決策、控制閉環(huán),大大提升機器人的“智慧”程度語音:預(yù)訓(xùn)練語言模型,可以被應(yīng)用于機器人與人類之間的自然語言交互。機器人可以通過大語言模型來理解人類的自然語言指令,并根據(jù)指令進行相應(yīng)的動作。語言大模型為機器人的自主語音交互難題提供了解決方案,在上下文理解、多語種識別、多輪對話、情緒識別、模糊語義識別等通用語言任務(wù)上,大語言模型表現(xiàn)出了不亞于人類的理解力和語言生成能力。這將會是通用AI賦能通用服務(wù)機器人的開始。視覺:視覺大模型賦能人形機器人識別更精確,場景更通用。一方面,大參數(shù)量模型的強擬合能力使得服務(wù)機器人在進行目標識別、避障、三維重建、語義分割等任務(wù)時具備更高的精確度;另一方面,通用大模型解決了過去以卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為代表的深度學(xué)習(xí)技術(shù)過分依賴單一任務(wù)數(shù)據(jù)分布,場景泛化效果不佳的問題,通用視覺大模型可以大大提升場景泛化效果。服務(wù)機器人的場景相對工業(yè)機器人更通用、更復(fù)雜,視覺大模型的All

in

One的多任務(wù)訓(xùn)練方案使得服務(wù)機器人可以更好地適應(yīng)人類生活場景。決策:通用語言、環(huán)境感知能力是自動化決策的基礎(chǔ),多模態(tài)大模型契合服務(wù)機器人的決策需求。單一模態(tài)智能無法解決設(shè)計多模態(tài)信息的決策問題,多模態(tài)統(tǒng)一建??梢栽鰪娔P偷目缒B(tài)語義對齊能力,使模型逐步標準化,使得機器人能綜合視覺、語音、文本多維度信息,實現(xiàn)各感官融合決策的能力?;诙嗄B(tài)的預(yù)訓(xùn)練大模型或?qū)⒊蔀槿斯ぶ悄芑A(chǔ)設(shè)施,使機器人能結(jié)合其感知到的多模態(tài)數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動化決策。控制:生成式

AI

賦能機器人自我控制,最終形成感知、決策、控制閉環(huán)。使服務(wù)機器人具備通用能力,首先需要其具備“常識”,即通用的語言理解能力(語音)和場景理解能力(視覺);其次需要其具備決策能力,即接收指令后產(chǎn)生的對任務(wù)的拆解;最后,需要其具備自我控制和執(zhí)行性能,生成式AI

的代碼生成能力將最終使得機器人的感知、決策、動作形成閉環(huán),達到自我控制的目的。多模態(tài)數(shù)據(jù) 預(yù)訓(xùn)練模型 預(yù)訓(xùn)練任務(wù) 下游任務(wù)圖像視頻文本掩碼語言模型掩碼視覺模型掩碼區(qū)域建模圖像文本匹配跨媒體搜索跨媒體推理跨媒體相互生成。。。資料來源:北京大學(xué)多媒體信息研究室,國泰君安研究,TE研究院TE智庫長期:在此過程中,人力成本的提升與人口結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變也在擴大用戶對服務(wù)機器人的需求口徑73.9%73.4%73.0%72.5%71.8%71.2%70.6%68.6%68.3%68.2%2013201420152016201720182019202020212022中國規(guī)模以上企業(yè)服務(wù)業(yè)員工平均工資(元)中國15-64歲人口數(shù)及總?cè)丝谡急龋?)4950254945600156193868022702342017201820192020CAGR:7.25%長期來看,中國人口老齡化、勞動年齡人口數(shù)量減少等問題依然嚴峻,人口結(jié)構(gòu)的變化或?qū)⒊蔀橹袊?wù)機器人需求釋放的長期驅(qū)動因素。據(jù)聯(lián)合國人口司預(yù)計,2020~2050

年中國

15-64

歲勞動年齡人口的絕對數(shù)量和人口比重仍會持續(xù)下降,65

歲及以上老齡人口及占比則將不斷攀升。據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù),中國

15-64

歲人口的規(guī)模及占比于2013年開始持續(xù)下降,勞動力短缺或?qū)⑦M一步突顯。服務(wù)業(yè)勞動力成本不斷上升、求職觀念的轉(zhuǎn)變也將成為中國服務(wù)機器人需求增長的重要因素。就業(yè)人員平均工資的逐年走高意味著企業(yè)用人成本的增加,相應(yīng)的企業(yè)利潤也將有所下滑。如何提高效率將是企業(yè)面臨的一大問題。如今程序化、重復(fù)性高的工作越來越不受歡迎,服務(wù)機器人的出現(xiàn)將幫助服務(wù)人員去從事這類工作并有效提高服務(wù)業(yè)的運轉(zhuǎn)效率。2021 2022資料來源:國家統(tǒng)計局,TE研究院TE智庫機器人+配送疫情期間,“無接觸配送”的需求是呈幾何遞增的。在隔離區(qū),服務(wù)機器人實現(xiàn)了餐食用品配送,保障了隔離區(qū)內(nèi)人員的日常生活;在醫(yī)院,服務(wù)機器人可以代替醫(yī)護人員進入感染區(qū)進行藥物配送;在辦公樓里,服務(wù)機器人實現(xiàn)了最后“一公里”的物品配送。機器人+消毒“消毒”作為疫情防控的重要一環(huán),不可忽視。與傳統(tǒng)人工消毒方式相比,消毒機器人更靈活,可以根據(jù)實際情況,對所需環(huán)境進行全面、徹底、高效的自動化消毒。同時,又可以減輕工作人員負擔(dān)與可能受到的病毒威脅。機器人+問診疫情期間擁有大量需要去醫(yī)院接受治療的病人。服務(wù)機器人可以進行初步導(dǎo)診及一些簡單疾病的問診。服務(wù)機器人大大減輕了醫(yī)院的壓力,并更高效的幫助病人分流,使病人可以更快的找到與自己疾病相對應(yīng)的科室,較嚴重的病人也可以更快的接受治療。機器人+物流除了短途配送機器人之外,物流機器人也在這次疫情中得到了較大的需求刺激。為了降低疫區(qū)配送人員在高危環(huán)境下配送時被感染的風(fēng)險,物流配送機器人也被派上前線。據(jù)統(tǒng)計,物流機器人每次出行可攜帶大概20個包裹,在業(yè)務(wù)量密集的區(qū)域一天能夠配送40多次,大大提升了搬運效率。機器人+巡檢巡檢機器人可以幫助工作人員進行防疫宣傳、外來人員登記、排查、巡邏、巡檢,對人員進出往來進行監(jiān)控,如果有異常信息可以及時上報。在辦公大樓或者交通大廳里應(yīng)用,可以保障人流快速通行,無滯留

……疫情等不確定因素的出現(xiàn)帶動服務(wù)機器人需求增長,激發(fā)眾多新興場景。疫情期間,面對面服務(wù)大量減少,智能接待、無人配送、無人零售等需求增加,為接待機器人、遞送機器人、新零售機器人、測溫機器人、消毒機器人等服務(wù)機器人帶來新的發(fā)展機遇。普渡科技在疫情期間為全國數(shù)百家醫(yī)院及隔離點提供“無接觸”配送機器人產(chǎn)品,避免近距離接觸的交叉感染。獵戶星空向武漢火神山醫(yī)院提供的重載型遞送服務(wù)機器人,可提供醫(yī)療物資運輸、藥品遞送、化驗單遞送等服務(wù)。資料來源:公開資料整理,TE研究院長期:為了應(yīng)對不確定性的問題,催生服務(wù)機器人更多元化的應(yīng)用場景出現(xiàn)TE智庫長期:從國家級到省市級的政策加持,也在促進整個產(chǎn)業(yè)向好發(fā)展國家 北京深圳2021年12月21日

工業(yè)和信息化部十四五機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃2023年6月28日

《北京市機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動方案(2023—2025年)》的通知2022年6月6日

《深圳市培育發(fā)展智能機器人產(chǎn)業(yè)集群行動計劃(2022-2025年)》的通知具體實施到

2025

年,中國成為全球機器人技術(shù)創(chuàng)新策目標 源地、高端制造集聚地和集成應(yīng)用新高地。到2025年,培育100種高技術(shù)高附加值機器人產(chǎn)品、100種具有全國推廣價值的應(yīng)用場景。全市機器人核心產(chǎn)業(yè)收入達到300億元以上。產(chǎn)業(yè)規(guī)模躍升。到2025年,我市智能機器人產(chǎn)業(yè)增加值達到160億元,其中無人機產(chǎn)業(yè)增加值達到百億級規(guī)模,服務(wù)機器人實現(xiàn)快速增長。提高產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力:加強核心技術(shù)攻關(guān)。聚焦國家戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,突破機器人系統(tǒng)開發(fā)、操作系統(tǒng)等共性技術(shù)。夯實產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)補齊產(chǎn)業(yè)發(fā)展短板。推動用產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān),補齊專用材料、核心元器件、加工工藝等短板,提升機器人關(guān)鍵零部件的功能、性能和可靠性。增加高端產(chǎn)品供給面向家庭服務(wù)、公共服務(wù)、醫(yī)療健康、養(yǎng)老助殘、特殊環(huán)境作業(yè)等領(lǐng)域需求。發(fā)揮本市機器人產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)優(yōu)勢,提升醫(yī)療健康、協(xié)作、特種、物流四類機器人技術(shù)水平和市場競爭力。發(fā)展“機器人+”定制模式:聚焦制造、商貿(mào)物流、農(nóng)業(yè)等特定場景需求強化人工智能大模型支撐,開發(fā)并持續(xù)完善機器人通用人工智能大模型,挖掘應(yīng)用場景資源。夯實關(guān)鍵零部件基礎(chǔ),對標國際先進水平,全面提升機器人關(guān)鍵零部件綜合性能,強化對整機的關(guān)鍵支撐能力。深入開展機器視覺、自主導(dǎo)航、語音語義識別、自主避障等智能技術(shù)研究,推進人工智能技術(shù)與智能機器人產(chǎn)業(yè)深度融合。推動服務(wù)機器人在公共服務(wù)、教育娛樂、智能家居等領(lǐng)域應(yīng)用試點示范。推動機器人企業(yè)做大做強。支持行業(yè)企業(yè)針對新技術(shù)、新產(chǎn)品進行外延式并購,整合上下游產(chǎn)業(yè)資源做大做強,進一步提升產(chǎn)品品質(zhì),形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國際品牌。政策資料來源:深圳市工業(yè)和信息化局,北京市人民政府辦公廳,國家工業(yè)和信息化部,TE研究院TE智庫中國服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)鏈上下游生態(tài)逐漸完善,為服務(wù)機器人出海奠定基礎(chǔ)TE智庫中國服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)孕育出一大批代表性廠商硬件傳感器芯片電機軟件SLAM系統(tǒng)上游中游服務(wù)機器人廠商語音交互操作系統(tǒng)資料來源:各公司官網(wǎng),TE研究院TE智庫視覺傳感器——服務(wù)機器人之眼敏感元件轉(zhuǎn)換元件變換原件記錄儀數(shù)據(jù)處理器顯示器輔助電源視覺傳感器的種類名稱人臉識別相機深度相機超聲波傳感器激光雷達毫米波雷達外觀原理使用普通的彩色相機來捕捉人臉圖像,并通過算法來檢測、識別和驗證人臉使用結(jié)構(gòu)光、飛行時間(ToF)等技術(shù)來測量物體與相機之間的距離或其他深度信息通過超聲波的發(fā)送和接收來測量物體的距離通過激光束的發(fā)送和接收來測量物體的距離和位置通過毫米波頻段的電磁波的發(fā)送和接收來測量物體的距離和速度優(yōu)點無需特殊硬件能夠獲得物體的距離、形狀和位置等信息成本低,對于小尺寸物體和近距離測量具有較高的精度具有較高精度和分辨率對于天氣和光照不敏感缺點對光照、角度和遮擋等因素敏感對于細節(jié)和紋理不明顯的物體不準確受環(huán)境干擾大成本高,不適用于透明物體或光學(xué)反射率低的物體成本高,不適用于小尺寸物體測量范圍0.3m-1.2m0.2m-4m0.2m-2m0.3m-200m0.2m-300m測量精度0.005m1%0.15%0.08m0.15m視覺傳感器組成視覺傳感器是服務(wù)機器人的重要組成部分,其功能類似于機器人的眼睛??梢詭椭?wù)機器人判斷附近的物體的種類,并且在服務(wù)機器人行駛過程中可以通過視覺傳感器察覺到周圍環(huán)境的變化再根據(jù)SLAM系統(tǒng)重新規(guī)劃行駛路線。視覺傳感器主要構(gòu)成為敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、變換元件。敏感元件可以幫助服務(wù)機器人敏捷的感受到周圍的變化,再通過轉(zhuǎn)換元件將感受或響應(yīng)到的被測量的信息傳輸?shù)阶儞Q元件,轉(zhuǎn)換成適用于傳輸或測量的信號,最后反應(yīng)到終端的應(yīng)用上。現(xiàn)在常用的視覺傳感器的種類有5種:人臉識別相機、深度相機、超聲波相機、激光雷達和毫米波雷達。資料來源:舜宇光學(xué)官網(wǎng),慧爾視官網(wǎng),禾賽科技產(chǎn)品手冊,西克產(chǎn)品手冊,TE研究院TE智庫目前國產(chǎn)化能力已經(jīng)逐步成熟,市場規(guī)模未來可期國產(chǎn)58.52%外資41.48%中國機器視覺國產(chǎn)占比GGII數(shù)據(jù)顯示,2022年中國機器視覺市場規(guī)模170.65億元(該數(shù)據(jù)未包含自動化集成設(shè)備規(guī)模),同比增長23.51%。其中,2D視覺市場規(guī)模約為

152.24億元,同比增長20.21%,3D視覺市場約為18.40

億元(服務(wù)機器人主要使用3D視覺),同比增長59.90%。GGII預(yù)測,至2027年我國機器視覺市場規(guī)模將超過560億元,其中,2D視覺市場規(guī)模將超過400億元,3D視覺市場規(guī)模將接近160億元。傳感器增速明顯:一臺服務(wù)機器人一般配備1-7臺傳感器,根據(jù)設(shè)計和應(yīng)用場景的不同,選擇的傳感器類型和數(shù)量會有所差異。目前來看,更多服務(wù)機器人配備2-4臺傳感器,其中以3D視覺傳感器為主。根據(jù)預(yù)測,2022年中國公共服務(wù)機器人領(lǐng)域傳感器的需求量為27.05萬套,同比增長33.65%,預(yù)計未來幾年,單臺服務(wù)機器人搭載的傳感器數(shù)量有望提升,傳感器需求的年復(fù)合增速超30%,到

2026

年傳感器需求量有望接近80萬臺,其中3D視覺傳感器占比接近80%。機器視覺國產(chǎn)化顯著:2015年以前,中國機器視覺行業(yè)主要由外資主導(dǎo),但是隨著近年來國產(chǎn)品牌在機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈中的深耕,憑借高性價比以及貼近下游用戶的優(yōu)勢,獲得了快速發(fā)展的機會。截至目前,中國市場機器視覺各大核心部件的國產(chǎn)化份額均已超過70%,其中光源國產(chǎn)化率超過90%,鏡頭國產(chǎn)化率80%左右,2D相機國產(chǎn)化率超過70%,3D相機國產(chǎn)化率接近60%,視覺軟件國產(chǎn)化率超過40%,視覺產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化率提升明顯。0%10%5%50%45%40%0100200300400500600201

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7E2D視覺市場規(guī)模(億元) 3D視覺市場規(guī)模(億元)

增長率2016-2027中國機器視覺市場規(guī)模及預(yù)測(單位:億元)35%30%60200

%25%20%5040150

%15%30100

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%010207080902025E

2026E2017201820192020202120222023E2024E銷量(萬臺)

同比增長CAGR>30%2017-2026中國公共服務(wù)機器人傳感器需求及預(yù)測(單位:萬臺)資料來源:高工研究院,TE研究院TE智庫SLAM系統(tǒng)——服務(wù)機器人的GPSLDS

SLAM單目RGBVisualSLAM傳感器成本機械旋轉(zhuǎn)三角測距單目攝像頭、成本低主處理器成本較低較高傳感器壽命有旋轉(zhuǎn)機械結(jié)構(gòu),影響部件壽命攝像頭、壽命長可維護性有旋轉(zhuǎn)機械結(jié)構(gòu),損壞后可維護性差不易損,可維護性較強自然光適應(yīng)性適應(yīng)各種自然光感、強光下受影響無光、暗光環(huán)境受影響,強光下受影響家庭環(huán)境適應(yīng)性黑色效果不佳多(長毛)地毯環(huán)境需要加配光流傳感器多機協(xié)作三角測距多機會相互干擾無相互干擾結(jié)構(gòu)影響旋轉(zhuǎn)式激光雷達需要凸起,增加整機高度對整機高度無影響建圖能力地圖精度高;直觀呈現(xiàn)二維地圖,無需遍歷;地圖可用于導(dǎo)航地圖精度低,必須遍歷后才能完成二維地圖創(chuàng)建;地圖存儲和復(fù)用需要解決光照環(huán)境的普適性;地圖無法直接用于導(dǎo)航定位能力較強,可以做動態(tài)重定位較強,但受限于時域上的光照變化避障能力傳感器可用于避障無深度信息,無法實現(xiàn)避障感知能力二維點云過于稀疏,無法識別語義可捕捉語義信息,基于視覺實驗檢測與識別,只能做位置的近似估計,缺乏深度信息視覺SLAM算法可以實時構(gòu)建世界的3D地圖,并同時追蹤攝像頭(安裝在機器人上)的位置和方向。機器人想實現(xiàn)自主移動和導(dǎo)航必須知道自己在哪,周圍什么情況等。這就需要SLAM技術(shù)來支持。LDS

SLAM與VSLAM各有優(yōu)劣,二者相容或成為行業(yè)主流發(fā)展方向之一。對比LDSSLAM

技術(shù)與單目VSLAM

技術(shù),其中LDSSLAM

技術(shù)可視范圍廣(VSLAM

只有50-60度),環(huán)境適應(yīng)性更強,地圖精度更高,同時能夠獲取深度信息,可以應(yīng)用于避障;而VSLAM技術(shù)成本更低,攝像頭的壽命長、不易損、不增加機身高度,同時能夠捕捉語義信息,提升地圖分區(qū)精度。資料來源:掃地機器人網(wǎng),東方證券研究所,TE研究院TE智庫普渡科技基于PUDU

VSLAM+定位導(dǎo)航方案,實現(xiàn)服務(wù)機器人從室內(nèi)走向半室外PUDU

VSLAM+PUDU

VSLAM+

使用單個可見光攝像頭采集圖像,利用連續(xù)幀圖像進行特征提取和匹配,構(gòu)建視覺地圖并用于定位,避免桌椅移動對機器定位的影響,保證機器人在多變的環(huán)境下穩(wěn)定運行。圖像特征匹配后臺優(yōu)化路線閉環(huán)檢測傳統(tǒng)marker定位與激光定位在當(dāng)前商用服務(wù)機器人應(yīng)用上存在痛點,主要基于激光雷達掃描水平環(huán)境特征進行地圖構(gòu)建與定位,更適用于靜態(tài)的環(huán)境,在水平方向存在環(huán)境變化的情況下,這種方案存在環(huán)境特征匹配失敗的風(fēng)險,算法的穩(wěn)定性和定位精度會極大受到環(huán)境中運動物體影響。傳統(tǒng)的VSLAM技術(shù),涉及復(fù)雜的視覺計算及高難度的系統(tǒng)集成能力,對產(chǎn)品的速度、功耗、體積、算力等都有極高的要求。這其中對于傳感器與算力平臺的高要求則阻礙了該技術(shù)的批量化應(yīng)用。當(dāng)前部分產(chǎn)品將“marker定位”和“激光定位”兩種定位技術(shù)進行融合使用,但依然存在貼碼成本高、高空間難貼碼,并會改變建筑原有裝修,受限于環(huán)境變化定位失準等痛點。在高頂、空曠的場地下無法較好地適配應(yīng)用。行業(yè)痛點PUDU

VSLAM+解決方案PUDU

VSLAM+技術(shù)以機器人所配置的頂視攝像機為主,以IMU、里程計等其他傳感器為輔,通過視覺圖像與IMU數(shù)據(jù)融合,能在場景圖像定量估算幀間相機的運動,快速捕捉和跟蹤到特征點,獲取場景圖像中障礙物的角點信息并根據(jù)算法建立索引和模型,從而防止誤差累積,提高定位精度,最終建立高精度地圖,幫助機器人更好判斷自身在環(huán)境中的位置,并實現(xiàn)高精度導(dǎo)航。PUDUVSLAM+技術(shù),自主定位與地圖創(chuàng)建獲得環(huán)境信息更為豐富、適用性強,高動態(tài)場景下絕對軌跡誤差大幅減少,顯著提升了在動態(tài)場景下的定位精度。基于普渡PUDU

VSLAM+方案,機器人不僅部署無需貼碼,還具備更高的穩(wěn)定性與場地適應(yīng)性,這相較大多數(shù)方案減少了75%的部署時間,有望助推商用服務(wù)機器人的大規(guī)模應(yīng)用。PUDU

VSLAM+在識別算法上融合了對于可見光的識別和過濾,基于一種區(qū)域特征提取方法克服了光強變化情況下的視覺圖像特征點提取不足問題,進一步提升了垂直空間的識別高度,目前適應(yīng)高度可達30米以上。資料來源:普渡科技官網(wǎng),TE研究院TE智庫AI機器人芯片——服務(wù)機器人之心國際大廠英特爾英特爾是較早一批入局芯片的大廠,其在2016年4月宣布收購意大利半導(dǎo)體Yogitech。加速入局無人駕駛領(lǐng)域。而其自身,也研發(fā)有專注飛行器、智能機器人,可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域的通用計算平臺Edison以及實感技術(shù)機器人開發(fā)工具包RealSenseRDK。不過截至目前,英特爾還沒推出一款專門針對機器人的芯片產(chǎn)品英偉達2018,英特爾專門推出了Jetson

AGX

Xavier平臺,這是一款全新的AI芯片,可驅(qū)動新一代機器人及自動機器,其集成了90多億個晶體管,可實現(xiàn)32TOPS算力。同時為了滿足機器人行業(yè)開發(fā)需求,英偉達基于Isaac軟件研發(fā)套件及各類框架、工具、應(yīng)用程序及數(shù)據(jù)庫,一次加速機器人算法軟件的研發(fā)。高通高通早些年在曉龍845處理器基礎(chǔ)上開發(fā)了首款機器人芯片RB3。2020年6月17日,高通再次推出迭代產(chǎn)品機器人RB5平臺,成為高通專為機器人設(shè)計的最先進和高集成度整體解決方案。其他國際知名大廠中,除了以上企業(yè)外,瑞薩、恩智浦、Microchip、意法半導(dǎo)體、英飛凌、ARM等也提供有多種方案可選,相對來說這些企業(yè)可為機器人企業(yè)提供更多的元器件,而不是局限于主控芯片,但專門針對機器人開發(fā)的芯片還是寥寥無幾。國產(chǎn)替代陣營海思海思推出了HiSpark開發(fā)板,包括HiSpark

WiFi

loT、HiSpark

AICamera、HiSpark

IPCDIY三款智能硬件開發(fā)套件,適用于做消費級產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計,可應(yīng)用于無人機、無人車、服務(wù)機器人領(lǐng)域。一微半導(dǎo)體一微半導(dǎo)體是一家以機器人技術(shù)和大規(guī)模高集成度數(shù)?;旌闲酒O(shè)計為主的創(chuàng)新性高新技術(shù)企業(yè)。推出了AM380S陀螺儀地圖構(gòu)建導(dǎo)航機器人主控芯片、AM580激光雷達解決方案機器人主控芯片以及AM680視覺導(dǎo)航解決方案機器人主控芯片三款產(chǎn)品。炬芯科技炬芯科技是國內(nèi)最早一批做智能早教機器人市場的原廠,曾推出ATS3X03系列芯片備受行業(yè)歡迎,采購的品牌商也非常之多。代表產(chǎn)品中,采用炬芯ATS3505主控芯片的騰訊小Q智能機器人就是其中之一。肇觀電子上海肇觀電子科技有限公司是一家從事人工智能機器視覺處理芯片和終端應(yīng)用的科創(chuàng)公司,已成功發(fā)布N系列、D系列、V系列視覺處理芯片,可廣泛應(yīng)用于專業(yè)安防、輔助駕駛、機器人、家用攝影、人臉識別等領(lǐng)域。瑞芯微瑞芯微位列全球人工智能企業(yè)排行榜第20位,在中國大陸企業(yè)中僅次于華為海思半導(dǎo)體位列第2位。曾推出Rk3399、RV1108、RK3326及RK3308四款“AI人工智能機器人”芯片級解決方案。智能機器人核心芯片是一種專門用于實現(xiàn)感知、控制、導(dǎo)航、決策、規(guī)劃等機器人計算功能的高性能處理器,是機器人在復(fù)雜環(huán)境完成各類作業(yè)任務(wù)的關(guān)鍵。目前智能機器人核心芯片產(chǎn)業(yè)面臨著嚴重的內(nèi)憂外患。內(nèi)憂在于機器人芯片產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù)嚴重不足,國產(chǎn)化率很低,國內(nèi)芯片封裝測試初步可控,但設(shè)計與制造等高端環(huán)節(jié)自主可控率嚴重不足;外患在于目前大國博弈的國際形勢,西方國家對我國高端設(shè)備、材料與技術(shù)進行干預(yù)。資料來源:機器人峰會,電子發(fā)燒友網(wǎng),維科機器人網(wǎng),天風(fēng)證券研究所,TE研究院TE智庫機器人操作系統(tǒng)——Andriod、ROS兩巨頭提供開源服務(wù)是否開源是否具有現(xiàn)成的程序包是否支持多語言應(yīng)用案例ROS是有大量現(xiàn)成程序支持優(yōu)必選Android是有2000多個支持C++、Python、Octave和LISP普渡科技、ClearPath、Rethink、Roomba其他一般不開源基本沒有支持哆啦A夢、奧飛動漫Turing操作系統(tǒng)S操作系統(tǒng)ROS操作系統(tǒng)RoboticStudio操作系統(tǒng)Android操作系統(tǒng)存續(xù)時間短存續(xù)時間長應(yīng)用廣泛應(yīng)用不廣泛機器人操作系統(tǒng)是為機器人標準化設(shè)計而構(gòu)造的軟件平臺,它使得每一位機器人設(shè)計師都可以使用同樣的平臺來進行機器人軟件開發(fā)。標準的機器人操作系統(tǒng)包括硬件抽象、底層設(shè)備控制、常用功能實現(xiàn)、進程間消息以及數(shù)據(jù)包管理等功能,一般而言可分為低層操作系統(tǒng)層和用戶群貢獻的機器人實現(xiàn)不同功能的各種軟件包?,F(xiàn)在開發(fā)機器人的門檻較高,有了操作系統(tǒng)后將降低機器人的開發(fā)難度,推動機器人的普及。比如現(xiàn)在機器人智能是通過云端大腦實現(xiàn)的,還有很多開發(fā)和對接的工作,需要本地實現(xiàn)語音環(huán)形、語音壓、格式解析等,這給機器人開發(fā)增添了麻煩,開發(fā)者既要解決硬件部分、又要解決軟件開發(fā)。而機器人操作系統(tǒng)把本地需要處理的部分預(yù)先包裝成一個系統(tǒng),這樣開發(fā)者只需要處理硬件和系統(tǒng)的關(guān)系。對操作系統(tǒng)平臺的爭奪就像手機上的安卓系統(tǒng)同iOS系統(tǒng)的競爭,能夠在很大程度上左右未來服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。安卓由Google公司開發(fā),在商用領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用,占據(jù)智能手機和平板電腦的絕大部分市場份額,在機器人上也有廣泛應(yīng)用。

ROS誕生于斯坦福AI實驗室,在學(xué)術(shù)和研究領(lǐng)域廣受歡迎,目前的應(yīng)用更偏向于在工業(yè)機器人領(lǐng)域和工業(yè)控制。除此之外,法國Aldebaran公司自主開發(fā)的NAOqi操作系統(tǒng)也較為知名,國產(chǎn)操作系統(tǒng)Turing

OS等也在突破。機器人操作系統(tǒng)市場資料來源:CSDN,廣發(fā)證券研究所,TE研究院TE智庫PUDU

OS優(yōu)化開發(fā)周期、實現(xiàn)各POS系統(tǒng)全打通核心中控服務(wù)框架導(dǎo)航、語音、loT、定制...NativeC++

Libraries算法模型、硬件解析Launcher&System

APP自動化測試SDK

API地圖管理 電池管理 設(shè)備管理系統(tǒng)管理 外設(shè)管理 導(dǎo)航能力業(yè)務(wù)APP餐飲 清潔配送 其他驅(qū)動CanUSBWi-Fi…嵌入式&外設(shè)CanOpenCameraRGBDLidarPUDU

OS是基于Android開發(fā)的機器人操作系統(tǒng),是普渡開放平臺的核心。其旨在解耦機器人功能的模塊,抽象硬件與算法接口,達到統(tǒng)一API輸出標準、提高復(fù)用性、增加研發(fā)效率的目的。通過PUDUOS操作系統(tǒng),開發(fā)者可以不用過多關(guān)注底層細節(jié),直接使用提供的SDK進行業(yè)務(wù)開發(fā),從而減少了開發(fā)周期和成本。PUDUOS包含的服務(wù)有:硬件服務(wù)、地圖服務(wù)、導(dǎo)航服務(wù)、OTA、語音等功能等集成功能服務(wù),同時中控服務(wù)管理各個功能服務(wù)之間的通信,控制與權(quán)限。PUDU

OS通過對最上層業(yè)務(wù)與系統(tǒng)應(yīng)用統(tǒng)一封裝SDK,屏蔽了機器人控制導(dǎo)航和硬件使用的實現(xiàn)細節(jié),應(yīng)用層只需要使用提供的接口就能完成對機器人的業(yè)務(wù)開發(fā),并且多款機器人接口統(tǒng)一,簡便業(yè)務(wù)軟件在多款機器人上移植。其中算法服務(wù)包含了普渡的算法核心能力,開發(fā)者可以不用知道算法就可以使用讓機器人動起來,并且完成自主調(diào)度、避障和規(guī)劃。同時,PUDU

OS的硬件服務(wù)抽象了各個硬件接入的接口,通過native

C++實現(xiàn)各個硬件驅(qū)動,可以快速的適配和替換硬件。開發(fā)者可以通過SDK,控制機器人的外設(shè),托盤傳感器、觸摸傳感器、燈效、點陣屏等。代理商和開發(fā)者可以使用PUDU

OS的開放SDK,快速實現(xiàn)需要演示和使用的場景功能,比如讓機器人定時去收垃圾,讓機器人展示菜單,響應(yīng)第三方呼叫系統(tǒng)的任務(wù),與各個POS系統(tǒng)打通,自定義場景燈效語音和互動等。PUDUOS構(gòu)成部分軟件服務(wù)企業(yè)可以通過SDK接口,快速的將服務(wù)機器人的能力和自身應(yīng)用場景快速結(jié)合,并創(chuàng)新更多應(yīng)用場景。其中算法服務(wù)包含了普渡的算法核心能力,開發(fā)者可以不用知道算法就能讓機器人動起來,并且完成自主調(diào)度、避障和規(guī)劃。硬件服務(wù)PuduOS的硬件服務(wù)抽象了各個硬件接入的接口,通過native

c++實現(xiàn)各個硬件驅(qū)動,可以快速的適配和替換硬件。資料來源:普渡科技官網(wǎng),TE研究院TE智庫伺服輪轂電機——更適合服務(wù)機器人的電機伺服輪轂電機,是將電機、編碼器、減速機、輪子、輪胎全部集成為一體,既是伺服電機也是輪子。由于沒有減速機,直接消除了減速機帶來的噪聲,使得伺服輪轂具有噪聲低、安裝方便、性價比高等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用在服務(wù)機器人、商用AGV、工業(yè)AGV、AMR等各種各樣所需用到行走的行業(yè)上。伺服輪胎電機的名稱來源于伺服電機,伺服電機可使控制速度,位置精度非常準確,可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。伺服輪轂于伺服電機具有相同的原理,都屬于永磁同步電機,但不同的是,伺服電機為內(nèi)轉(zhuǎn)子電機,伺服輪轂為外轉(zhuǎn)子電機,并且安裝上高精度編碼器,使得伺服輪轂具有力矩大、慣量大、噪聲小、精度高等特點,可直接在外轉(zhuǎn)子上套上相應(yīng)的輪胎構(gòu)成伺服輪轂,以替代原有傳統(tǒng)的“伺服電機+減速機+輪轂+輪胎”方案。伺服輪轂電機系統(tǒng)的組成傳統(tǒng)伺服系統(tǒng)的組成伺服輪轂伺服輪轂電動驅(qū)動器伺服電機 伺服減速器編碼器輪胎伺服驅(qū)動器伺服輪轂的特點結(jié)構(gòu)簡單、便于安裝極為靜音。20rpm時幾乎聽不到聲音低速性能好,轉(zhuǎn)速低至0.1rpm,仍平穩(wěn)運行200%過載能力,提供超短制動距離內(nèi)置高線數(shù)碼盤,精度可達17bit內(nèi)置溫度傳感器,提供多種保護機制載重能力強,兩輪差速結(jié)構(gòu)載重高達300kg國內(nèi)伺服輪轂市場格局和利時,

70%其他,30%2022年資料來源:公開資料整理,安普斯官網(wǎng),TE研究院TE智庫語音交互——實現(xiàn)服務(wù)機器人與人的溝通AutomaticSpeechRecognition自動語音識別NaturalLanguageProcessing自然語言處理DialogManagerText-To-Speech語音合成Robot

TasksPerceptionNavigation&Mapping基于語音的人機交互是服務(wù)機器人交互的最主要表現(xiàn)形式之一,它主要解決以語音作為信息載體,讓機器人具有像人一樣的“能聽會說”的能力,降低使用門檻,且能夠解放雙手雙眼的問題。目前語音識別和語音合成技術(shù)已經(jīng)基本到達實用的水平,但還是不夠智能,不夠人性化。目前部署語音交互技術(shù)的公司有科大訊飛、思必馳、百度、云知聲等,目前絕大多數(shù)的服務(wù)機器人廠家都是使用科大訊飛的方案。語音交互機器要與人實現(xiàn)語音交互,那就需要完成三個步驟:ASR/NLP/TTS,對應(yīng)的是“耳”、“腦”、“口”工作的內(nèi)容:機器要聽到人類說話,就離不開語音識別技術(shù)(ASR);要讓機器理解人類說話,需要將用戶的指令轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)化的、機器可以理解的語言,就離不開自然語言處理(NLP);讓機器說話,需要從文本轉(zhuǎn)換成語音,就離不開語音合成(TTS)。ASR——語音識別技術(shù):語音識別技術(shù),也被稱為自動語音識別AutomaticSpeechRecognition

(ASR),其目標是將人類的語音中的詞匯內(nèi)容轉(zhuǎn)換為計算機可讀的輸入,例如按鍵、二進制編碼或者字符序列。NLP——自然語言處理:NLP(NaturalLanguage

Processing)的工作邏輯是:將用戶的指令進行Domain(領(lǐng)域)→Intent(意圖)→Slot(詞槽)三級拆分。例如“幫我定一個明早8:00的鬧鐘”,該指令命中的領(lǐng)域是“鬧鐘”,意圖是“新建鬧鐘”,詞槽是“明天8點”。這樣就將用戶的意圖拆分成機器可以處理的語言。TTS——語音合成:TTS是Text

To

Speech的縮寫,即“從文本到語音”,讓機器能夠說話。業(yè)內(nèi)普遍使用兩種做法:拼接法和參數(shù)法。拼接法:從事先錄制的大量語音中,選擇所需的基本發(fā)音單位拼接而成。參數(shù)法:根據(jù)統(tǒng)計模型來產(chǎn)生每時每刻的語音參數(shù)(包括基頻、共振峰頻率等),然后把這些參數(shù)轉(zhuǎn)化為波形??拼笥嶏w44%百度28%蘋果15%Nuance7%3%其他3%中國智能語音市場份額占比小i機器人機器人語音交互資料來源:英偉達官網(wǎng),工業(yè)和信息化部電子科學(xué)技術(shù)情報研究所,TE研究院TE智庫服務(wù)機器人本體——本土廠商基于綜合能力優(yōu)勢,應(yīng)對海外快速增長的需求資料來源:IFR,TE研究院32%38%30%北美 歐洲 亞洲2021年服務(wù)機器人全球市場增速TOP

3中國擁有104家服務(wù)機器人廠商,雖然數(shù)量在全球不算最多,但中國服務(wù)機器人廠商針對熱門場景布局廣泛(現(xiàn)階段服務(wù)機器人主流應(yīng)用場景為餐飲、酒店、金融服務(wù)等),同時中國服務(wù)機器人能力全球領(lǐng)先,價格優(yōu)勢明顯,為中國服務(wù)機器人廠商出海奠定基礎(chǔ)。中國服務(wù)機器人廠商歐美服務(wù)機器人廠商北美擁有211家服務(wù)機器人廠商,歐洲擁有400家服務(wù)機器人廠商。歐美服務(wù)機器人廠商雖然數(shù)量眾多,但大多專注于醫(yī)療機器人和人形機器人,針對目前熱門服務(wù)場景涉獵較少。亞洲其他國家服務(wù)機器人廠商亞洲其他國家擁有136家服務(wù)機器人廠商,主要為日韓廠商,但日韓廠商服務(wù)機器人價格普遍昂貴(平均比中國服務(wù)機器人高30%左右)。歐美市場高昂的人力成本和年齡結(jié)構(gòu)老齡化驅(qū)動著服務(wù)機器人市場快速增長。TE智庫目前中國服務(wù)機器人廠商出海主要集中在歐美和亞洲地區(qū)市場近些年全球大多數(shù)歐美日韓等地區(qū)的發(fā)達國家普遍面臨勞動力短缺問題。在德國和法國,技術(shù)工崗位尤其是與制造業(yè)、數(shù)字化轉(zhuǎn)型有關(guān)的職位空缺更為顯著;在西班牙餐飲領(lǐng)域人工是成本最高的一塊,尤其像是巴塞羅那這樣的熱門旅游城市,在旅游旺季,很多大型餐館根本無法雇傭到足夠的服務(wù)員。德國經(jīng)濟研究所預(yù)計到2030年,德國累計短缺的工作年齡人口將達到約500萬人,這樣的現(xiàn)象在發(fā)達國家尤為明顯。英國《金融時報》報道稱,因為人力不足和最低工資持續(xù)上升,以及疫情之后,越來越多人喜歡“非接觸服務(wù)”加速日韓市場的需求。在勞動人口短期很難有明顯突破的情況下,通過服務(wù)型機器人幫助人類進行基礎(chǔ)服務(wù),成為了有效提升城市服務(wù)業(yè)競爭力、降低居民生活成本的有效手段。普渡科技:

2021年底,普渡簽下了日本第二大餐飲企業(yè)云雀,部署3000臺貝拉,是有史以來國內(nèi)商用服務(wù)機器人出海的最大規(guī)模訂單之一。之后普渡又簽約日本第一大餐飲連鎖Zensho(泉膳)合作規(guī)模上千臺。截至目前,普渡在日本市場累計出貨量超過7500臺,貢獻了近30%的營收。據(jù)香港最大綜合媒體《香港01》報道,為了解決用工荒,普渡機器人已經(jīng)默默“攻陷”香港,在香港送餐機器人市場占有率達到95%。擎朗智能:擎朗智能攜手大成產(chǎn)業(yè)株式會社,共拓韓國商用服務(wù)機器人市場。獵戶星空:獵戶星空與日本著名綜合商社雙日株式會社簽署合作協(xié)議。雙日株式會社將作為獵戶星空機器人在日本的獨家分銷合作伙伴,為日本市場提供尖端的機器人解決方案和服務(wù)。普渡科技:

西班牙Magic

Natura度假村與普渡科技合作。兩大世界500強百事集團、家樂福聯(lián)手普渡科技共創(chuàng)智慧零售。波蘭華沙萬豪酒店官媒正式官宣,普渡機器人在波蘭華沙成功入駐酒店行業(yè)巨頭萬豪酒店國際集團MarriottHotel。高仙機器人:高仙機器人落地倫敦國王十字火車站和盧頓機場新石器:2020年,新石器無人車獲得德國權(quán)威檢測機構(gòu)的豁免認證,獲準在德國杜伊斯堡投入運營,叩開了德國這個傳統(tǒng)汽車強國的大門,為無人車進入認可該認證標準的意大利、澳大利亞、新加坡等國鋪平了道路。亞洲市場歐美市場資料來源:公開資料整理,TE研究院TE智庫在海外市場的開拓中,基于出貨量服務(wù)機器人廠商已經(jīng)初步形成了不同的格局出貨量接近7萬20000400006000080000普渡科技獵戶星空擎朗智能優(yōu)地科技云跡科技主要廠商的全球出貨量(臺)從全球出貨量規(guī)模來看,出貨量小于4萬臺的服務(wù)機器人廠商,多數(shù)還處在起步階段,企業(yè)初具規(guī)模,還無法做到全行業(yè)全鏈路滲透,更多的服務(wù)機器人落地場景和全球市場的拓展還需要進一步打磨;出貨量在4萬-6萬臺的服務(wù)機器人廠商,處在快速發(fā)展階段,企業(yè)的供應(yīng)鏈體系初具成效,并擁有豐富的產(chǎn)品矩陣,全球市場也在快速拓展中;出貨量超過6萬的服務(wù)機器人廠商,處在引領(lǐng)市場的階段,企業(yè)擁有行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù),并且擁有完善的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)配套體系。當(dāng)前中國服務(wù)機器人廠商正在快速拓展全球市場,主要有普渡科技、獵戶星空、擎朗智能、優(yōu)地科技、云跡科技等;其中普渡科技已經(jīng)成為全球規(guī)模最大的服務(wù)機器人廠商之一,目前出貨量已經(jīng)超過6.5萬臺。資料來源:公開資料整理,TE研究院引領(lǐng)市場(>6萬)快速發(fā)展(4萬-6萬)穩(wěn)健起步(<4萬)TE智庫中國服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展TE智庫研發(fā)費用壓力大、應(yīng)用場景拓展緩慢、市場競爭加劇是中國服務(wù)機器人行業(yè)發(fā)展目前面臨的主要挑戰(zhàn)研發(fā)費用壓力大應(yīng)用場景拓展緩慢市場競爭加劇2023年2023年服務(wù)機器人主要應(yīng)用場景:金融、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、倉儲物流、酒旅、餐廳等2018年服務(wù)機器人主要應(yīng)用場景:金融、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、倉儲物流、家庭陪伴等2018年

科沃斯2022年

9號公司2022年

優(yōu)必選2022年全年研發(fā)費用達 全年研發(fā)費用投 全年研發(fā)費用投到了7.44億人民 入了5.83億人民 入了4.28億人民幣,占全年總營 幣,占全年總營 幣,占全年總營收的4.86%。 收的5.76%。 收的42.5%。服務(wù)機器人廠商利用線上線下各類平臺進行大力推廣服務(wù)機器人廠商眾多服務(wù)機器人企業(yè)在研發(fā)投入資金壓力大,收入和研發(fā)費用的比例均超過了5%。國產(chǎn)機器人推廣應(yīng)用面臨新場景拓展慢的挑戰(zhàn)。2018年服務(wù)機器人主要應(yīng)用場景是:金融、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、倉儲物流、家庭陪伴等。

2023年服務(wù)機器人主要應(yīng)用場景依然是:金融、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、倉儲物流、酒旅、餐廳等。市場競爭加劇,影響行業(yè)健康發(fā)展。隨著服務(wù)機器人行業(yè)的快速發(fā)展,下游產(chǎn)業(yè)鏈對服務(wù)機器人的需求也急劇增加。代理商分銷的方式可以有效的幫助服務(wù)機器人廠商,但是也會造成市場的惡意競價及服務(wù)機器人廠商無法及時獲得下游消費者的反饋,從而導(dǎo)致服務(wù)機器人廠商對市場的敏感度降低。資料來源:科沃斯年報,九號公司年報,優(yōu)必選招股書,京東,云跡科技官網(wǎng)TE研究院TE智庫新科技出現(xiàn)行業(yè)本身就是一個科技導(dǎo)向比較強的的行業(yè),新科技的出現(xiàn)(例如人形機器人)可能會對傳統(tǒng)服務(wù)機器人廠商造成一些沖擊。經(jīng)營模式相似度過高行業(yè)內(nèi)公司經(jīng)營模式相似度過高,大部分公司都都以直銷加經(jīng)銷的模式,容易造成無序競爭加劇、惡意競價等風(fēng)險。主流服務(wù)機器人廠商把重心過度放在海外市場,如果國際形勢發(fā)生變化容易受到影響,比如(庫存積壓、資金鏈斷裂等)。人才供給大客戶集中根據(jù)調(diào)研,使用服務(wù)機器人的公司,人數(shù)大于500人的比例超過了80%,如果行業(yè)不能保持或提升現(xiàn)有服務(wù)質(zhì)量,無法滿足客戶的需求,將存在用戶需求降低的風(fēng)險。大客戶集中、新科技出現(xiàn)、人才供給、經(jīng)營模式相似度過高是中國服務(wù)機器人行業(yè)發(fā)展面臨的潛在風(fēng)險TE智庫針對中國服務(wù)機器人行業(yè)的發(fā)展,商業(yè)模式創(chuàng)新、業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新決定了服務(wù)機器人未來的主要發(fā)展趨勢服務(wù)機器人行業(yè)未來趨勢業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新商業(yè)模式創(chuàng)新未來服務(wù)機器人廠商主要聚焦在拓展服務(wù)機器人細分賽道、提供定制化服務(wù)、打造品牌、渠道、生態(tài)一體化和軟硬件一體化的商業(yè)模式。多場景融合,實現(xiàn)實現(xiàn)一個服務(wù)機器人可以完成在多場景下完成工作;細分場景深耕、提升服務(wù)機器人能力是服務(wù)機器人未來業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢技術(shù)創(chuàng)新掌握核心技術(shù)的廠商在未來的發(fā)展中更有可能突破服務(wù)機器人現(xiàn)有能力的局限,拓展新服務(wù)場景。人形服務(wù)機器人能夠適應(yīng)各種現(xiàn)實生活場景,使得服務(wù)機器人能從專用轉(zhuǎn)向通用。TE智庫商業(yè)模式趨勢:打造一體化服務(wù)、持續(xù)拓展下游細分賽道,可以使中國服務(wù)機器人廠商擁有更高的用戶粘性打造品牌、渠道和生態(tài)一體化軟件+硬件相結(jié)合拓增細分賽道定制化服務(wù)多賽道經(jīng)營,持續(xù)擴展應(yīng)用賽道,擴展服務(wù)機器人研發(fā)產(chǎn)品線。豐富服務(wù)領(lǐng)域和對象,推動機器人產(chǎn)品向各應(yīng)用領(lǐng)域加速滲透。

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