人工智能机器人的发展现状及发展趋势

——预见2022：《2022年中国工业机器人行业全景图谱》(附市场规模、竞争格局和发展前景等)

工业机器人行业主要上市公司：目前国内工业机器人行业的上市公司主要有新松机器人(300024)、汇川技术(300124)、新时达(002527)和埃斯顿(002747)等;

本文核心数据：工业机器人行业发展历程、发展现状、竞争格局、发展趋势

行业概况

1、 行业产品特点

工业机器人及成套设备可广泛地应用于工业各个生产环节，如焊接、机械加工、搬运、装配、分拣、喷涂等。工业机器人及成套设备的应用不仅能将工人从繁重或有害的体力劳动中解放出来，解决当前劳动力短缺问题，而且能够提高生产效率和产品质量，增强企业整体竞争力。具体来看，工业机器人具有如下优点：

2、 行业产品分类

工业机器人是在工业生产中使用的机器人的总称，目前世界上工业机器人主要分为四大类：垂直多关节机器人、SCARA 机器人、Delta

机器人和协作机器人，其中前三者也被称为传统工业机器人。

行业全球发展现状：市场规模不断扩大

根据IFR(国际工业机器人联合会)在最新发布的报告中测算，2021年，全球工业机器人安装量较2020年出现反弹至435000台，涨幅达13%左右，从而超过2018年的创纪录水平。其中，北美的安装量接近43000台，增长率达17%。欧洲的安装量达到近73000台，增长率达8%。亚洲的工业机器人安装量超过300000台，同比增加15%，且几乎所有东南亚市场都将以两位数的速度增长。

根据IFR公布的数据，2013-2018全球工业机器人市场规模一直处于稳步上升趋势，2018年已经达到155亿美元，但是在2020年这一趋势下降到了136亿美元。2021年再度迎来反弹，增至145亿美元。

从全球工业机器人装机总量来看，根据IFR最新发布的数据来看，2021年全球装机量再创新高，达到了487万台，超过了2018年的水平，全球工业机器人市场进一步复苏，中国、日本工业机器人装机量都得到了不小的提升。

行业发展历程：行业进入现代发展新阶段

世界上第一台可编程机器人诞生于美国，并于1961年首次运用于工业现场，但当时的机器人只是用于简单搬运和重复劳动。1973年，日本日立开发出具备动态视觉的机器人，随后开始搭载微处理器，并广泛应用于工业中。经过几十年的发展，现代机器人已经具备决策和运算能力，机器人发展开始进入智能时代。

行业政策背景：利好政策相继出台

近两年来，中国的多项政策推出都对工业机器人行业的发展起到推动、规划作用，供应链的发展逐步进入快车道，工业机器人依托的数字技术、人工智慧能、虚拟现实和三维图形技术均被写入各项规划中，为工业机器人行业的发展奠定了坚实的基础：

行业发展概况：行业总体呈现走高态势

1、 供给分析

目前来看，我国工业机器人市场仍处于供不应求的阶段，企业通过提高生产水平来提高产能是现阶段的发展重点。2020年，我国工业机器人的产量为237068台，与2019年同期同比增加268%。2021年随着我国率先从疫情中复苏，工业机器人迎来国内市场与国际市场的双重利好，产量达366044台，同比增长达544%。

从企业的角度来看，据企查猫数据统计，截至2022年6月，国内工业机器人相关企业数量达到114万家，其中江苏省聚集的工业机器人厂商最多，达到24万家;其次是广东省19万余家，位列第二;山东省有12万余家，位居第三。从注册资本来看，注册资本在100万元以下的企业占比1983%，1000万元以上的占比2432%;100-1000万元占比最大，达到5585%。

中国工业机器人旺盛的市场需求，同时也带来了行业过热的迹象。目前，重点发展工业机器人产业的省份有20多个，工业机器人产业园区80余个。近五年，工业机器人企业数量从不到400家迅速增至114万余家，多集中于中低级市场，其中2021年共新增注册企业超46万家。

2、需求分析

自2016年开始，中国工业机器人累计销量位列世界第一，发展速度史无前例。2019年，中国依然是全球最大的机器人市场，工业机器人总量达到1405万台，较2018年下降86%。根据MIR的最新统计，2021年我国工业机器人销量达到256万台，同比增长达495%，增长势头迅猛。

3、 工业机器人行业市场规模

我国工业机器人市场发展较快，约占全球市场份额三分之一，是全球第一大工业机器人应用市场。当前，我国生产制造智能化改造升级的需求日益凸显，工业机器人的市场需求依然旺盛，据IFR统计，2020年我国工业机器人销量额达4425亿人民币，2021年销量额达到4457亿人民币，同比增长55%。

行业竞争格局

1、 区域竞争

根据企查猫提供的企业信息，前瞻根据行业标准对工业机器人企业进行了筛选后，从行业区域竞争格局角度分析全国主要区域内工业机器人经营企业数量，可以看出我国工业机器人企业主要聚集在广东以及江浙沪区域，东南部沿海地带企业数量有一定的优势。

2、 企业竞争

由于我国机器人市场仍然以外资品牌为主，例如发那科、爱普生、ABB和安川电机等。国产工业机器人产业比较薄弱，面临国内如此巨大的工业机器人市场潜力，仍需一段时间的技术积累才能形成与外资品牌在高端市场中的竞争力。在国内厂商中，市场表现较好的国内厂商分别是埃夫特、埃斯顿、众为兴、广州启帆、新松和新时达，相较其他本土厂商，这些厂商起步较早，目前都已具备一定规模和技术实力。从2021年我国工业机器人市场份额竞争格局来看，发那科、爱普生市场份额在10%左右，ABB、安川达到8%的水平，中国本土厂商的市场份额仍需继续追赶。

行业发展前景趋势及预测

1、 行业发展趋势

在过去10年的发展，中国智能生产、尖端科技实验室的不断建成使得工业机器人在我国发展新阶段中的重要程度日益提升，中国工业机器人行业的发展趋势将主要体现在以下几个方面：

未来五年间随着伺服电机和谐波减速器上的国产替代深入，以及需求端的大幅放量，在工业机器人中低端市场将引来一波强劲增长，在中高端市场中随着技术突破国产品牌亦将占据更多的市场份额，销售量预计年增长率将在30%左右并逐年提高;另一方面，随着中低端市场技术成熟、竞争激烈，预计年平均售价将逐年略有降低，但市场规模仍将保持快速增长。

预计2022年中国工业机器人行业年行业规模达540亿元;2027年行业规模达超过1800亿元，2022-2027年间CARG达2820%。

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国工业机器人行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

如果我们身边的AI有了情感，以后可能对我们的生活有很大的帮助，但是也不难看出他对我们的生活也会有着负面的影响，首先就是因为哎呀，智能化的出现就会有很多人工服务的工作将会消失

AI对我们生活的改变

1情感是一道高深的技术鸿沟

人类属于高级动物，已经走出低级动物本能的原始意识，发展出丰富的人类情感，比如爱情、幸福、仇恨、厌恶、美感等等。这些人类的情感往往表现出非理性的特点，所以很难为机器人所模仿，因为机器人的运行基于理性的逻辑运算，不可能存在常识上的情感能力，要想让机器人拥有人类的情感绝不是一件简单的事情。

2高智商机器人背后的喜怒哀乐

随着人类对机器人的要求越来越高，简单的机器人已经无法满足我们的需求，为此科学家们针对机器人的情感理解进行了很多的开发。那么，如何才能让逻辑运行的机器人拥有情感能力呢？

首先我们了解一下机器人学习能力是怎样获得的。机器人要学会一种复杂的技能（包括情感学习），首先要从大量的数据中提取各种各样的模式，然后通过一定的算法模型训练得出学习结果，同时不断对结果进行优化以提高精准度。随着AI、神经网络、大数据技术的发展，现在的AI机器人，先是通过复杂算法模型加海量数据学习获得一定的学习能力，然后便会产生自我学习能力，可以自行调试数据权重，自行读取相关数据，从而更好地拟合实际的数据模式，实现人工智能

随着信息技术与互联网的快速发展与普及，智能机器人技术得到了突飞猛进的发展，其能够部分代替人工工作，已经成为未来各个领域的关注焦点，目前我国智能机器人技术还相对落后。本文主要从国内外机器人的发展现状入手研究，经过对相关的资料分析，提出未来智能机器人的发展趋势，并以我国农业智能机器人应用经验为例，分析智能机器人对我国农业领域的应用情况，对于我国农业水平的提高具有深远意义。

1 国内外智能机器人研究现状

随着科学技术的发展，人们越来越希望自己能从日常琐碎事务中解脱出来，利用空余时间能做更多、更重要的事情，因此机器人技术应运而生。根据联合国的美国机器人协会给机器人的定义可知，机器人是一种由编程操作执行某项专门任务、综合了机械、电子、遥控器、人工智能、仿生学等多种科学的复杂智能机械。机器人是当代研究热点话题之一，其可以做人类做不到的高危险性的工作，甚至是在外太空或者深海领域的探究过程中都可以使用机器人，甚至可以说在人类难以生存的环境中，机器人可以在某种程度上替代人类。

11 国外智能机器人发展现状

国外的机器人是最早起步的，发展较成熟，其中以日本、美国、英国为首的国家，其根据自身生产力的需求，研发了各种各样的机器人，并且机器人的销量成比例逐渐增加，在2014年，全球工业机器人的销售额增长了115%（如图1所示）。机器人产业的蓬勃发展，为全球经济带来了巨大的变化，机器人的应用将影响到人类社会生活和经济发展的每个领域。二战后，美国机器人技术得到大力发展，制造业技术提升、经济快速发展，而机器人是功不可没的；在欧洲，欧盟启动了“SPARC”研发计划，该计划投入了28亿欧元，创造24万个就业岗位，在世界范围内的各个领域、各个行业都有机器人的身影，因此产生了深远影响；日本正将机器人作为未来经济发展的重要工具，其可以促进社会经济有着更大范围的提升；韩国也在大力发展机器人产业，并将生产的机器人销往海外市场，促进了机器人产业的壮大。

12 国内智能机器人发展现状

在中国，机器人技术起步较晚，但是发展迅速，在20世纪70年代，以工业机器人的研究与制造工作逐渐有了起色，其发展阶段可以分为3个部分：

第一个阶段是从20世纪80年代末开始起步，具有产权的切割、焊接、喷漆、运输、包装等产品相继出现，可以说在这一阶段中，中国机器人向实践迈出了第一步，并且在此阶段中，我国政府不断出台机器人发展规划的相关政策。

第二个阶段是从2010年后，中国机器人装机容量逐步上升，开始面向机器人产业链发展。全球机器人几大巨头分别是瑞典ABB、德国库卡、日本发那科、日本安川等，这些知名机器人制造商看好中国市场的发展前景，纷纷在中国市场中设立分支机构，从机器人的生产、销售、制造等领域开始全面铺设。而国内的机器人品牌起步较晚，以沈阳新松、广州数控等公司为首，通过并购、引进技术等方式开始涉足这些行业。

第三个阶段是2013年4月21日，我国机械工业联合会创建的中国机器人产业联盟将国内机器人科技和产业单位进行资源整合，构成实现健康有序发展的服务平台。

通过3个阶段的发展，可以看出我国机器人行业发展势头良好，但是与发达国家相比，我国机器人在发展速度、核心技术、市场份额等方面还相对较弱，究其原因，中国在机器人产业上还没有形成研制、生产、制造、销售、服务等有序的产业链。

2 智能机器人的发展趋势分析

（1）关键部件和核心技术的发展。现有机器人传感器的各项性能有了较大的改观，采用集成技术后可以增加信息的融合量，需要专业人员专门研究关键部件，从细节解决问题，在一些核心技术上促进机器人的标准化和网络化发展，并深入研究与归纳仿真功能、方向感知、心情管理、生物神经系统理论与方法。

（2）机器人网络化。机器人网络化是未来机器人技术发展的重要方向之一，利用互联网技术，对目标机器人实现联网，并通过网络对其进行有效控制，并实现多机器人协作，促进更快、更好地完成任务。另一方面，很多作业项目难以靠一个机器人的能力完成，特别是在一些相对较为复杂的环境条件下，实现对计算机的远程网络控制，也是未来机器人技术发展的主要方向。

（3）更好的交互方式。目前市场中的机器人还没有能力去实现相关理论与方法，依旧需要依赖于相关的知识，因此需要把机器需要完成的任务加载进去。人类与机器人的交互需要更加简单化、多样化、人性化、智能化，因此需要研究设计自然语言、文字语言、图像语言、手写字识别等，采用更加人性化的方式与用户交互交流，保证人与机器之间信息交流的协调性。

3 智能机器人的具体应用

很多国家在工业领域内使用机器人较多，并且发展到一定程度，日本、美国等国家在农业等领域应用了智能机器人。在农业采摘过程中，这些采摘机器人（图2）依托机械手臂、三维视觉传感器、末端执行机构、压力传感器等部件进行采摘，使采摘番茄的成功率超过75%左右，采摘蘑菇的成功率为81%。这些采摘机器人在采摘过程中可以避开障碍物采摘得当，并对多余部分进行剪修。另外，一些国家的农业领域中应用了嫁接机器人，其可在嫁接的3个重要环节中实现全自动模式，并且能让成功率高达97%，节省了巨大的人力、物力成本。除此之外，耕耘机器人、农药机器人、除草机器人等多种机器人类型也应用于农业领域中。

我感觉如果人 类 可以赋 予AI机器 人一定程 度甚至人 类 所有的情 感，那么，人 类 的科技一定将是突 飞猛 进的发 展，AI有了人的情感，这个世界变化越来精 彩。

现在情感计算在未来将改变传统的人机交互模式，实现人与机器的情感交互。从感知智能到认知智能的范式转变，从数据科学到知识科学的范式转变，人工智能也将在未来交出一个更好的回答。

机器是否具有情感是机器人性化程度高低的关键因素之一。让人工智能理解人类情感的研究由此而生。

很长时间以来，是否具备情感，是区分人与机器的重要标准之一。换言之，机器是否具有情感是机器人性化程度高低的关键因素之一。试图让人工智能理解人类情感也并不是新近的研究。

自此，情感计算这一新兴科学领域，开始进入众多信息科学和心理学研究者的视野，从而在世界范围内拉开了人工智能走向人工情感的序幕。

其中，语音是表达情感的主要方式之一。人类总是能够通过他人的语音轻易地判断他人的情感状态。语音的情感主包括语音中所包含的语言内容，声音本身所具有的特征。显然，机器带有情感的语音将使消费者在使用的时候感觉更人性化、更温暖。

从情感计算的决策来看，大量的研究表明，人类在解决某些问题的时候，纯理性的决策过程往往并非最优解。在决策的过程中，情感的加入反而有可能帮助人们找到更优解。因此，在人工智能决策过程中，输入情感变量，或将帮助机器做出更人性化的决策。

此外，情感智能可以让机器更加智能，具有情感的机器不仅更通用、更强大、更有效，而且将更趋近于人类的价值观。在人 类科学家长期的努力下，横亘在人脑与电脑之间的“情感”鸿沟正在被跨越。

如今，随着大量统计技术模型的涌现和数据资源的累积，情感计算在应用领域的落地日臻成熟。

对于这个问题，目前的观点倾向于认为电子人不可能真正产生情感和意识，因为情感和意识是人类特有的人类心理状态，与其生理系统息息相关。目前，我们无法将生物多样性、人类经验、道德观念等因素融入到机器人中，也就难以产生意识和情感。

另一方面，部分科学家认为仿生学研究能够将机器人带到更高层次的认知，如让机器人可以模仿人类的思维，乃至模拟和产生情感、行为和记忆等。这种人类化的机器人更像一个程序，可以在输入的数据下做出适当的行为反应。但是，这种程序还不能称其为真正的意识，只是在表面上模仿人类的反应。

总之，对于机器人是否能产生意识和情感的问题，在科学和哲学领域依然存在很大的争议和探讨。虽然我们已经看到了一些哪怕只是看似具有人类特征的机器人，但从目前的角度，我们仍然离真正意义上的意识可能还有一段路要走。

日本软银公司开发的全球首款可以与人交流的情感机器人“佩珀”近期在网上开售，售价198万日元（约合11万元人民币），首批1000台一分钟内即告售罄。像人一样拥有丰富情感的机器人，受到了人们的热烈追捧。

情感是指对外界刺激做出的肯定或否定的心理反应，比如说喜欢、愤怒、悲伤、恐惧等。一般来说，人类的情感很难用指标去量化，情感机器人则恰恰相反。把一堆冷冰冰的零部件组装起来，把看不见摸不着的“情感”，量化成机器可理解、可表达的数据产物，机器人的“情感”即由此而来。

上个世纪末，美国麻省理工学院教授罗莎琳德·皮卡德提出了“情感计算”概念，先从生理学角度，检测人体的各种心理参数，如心跳、脉搏、脑电波等，据此计算人的情感状态；再从心理学角度，通过各种传感器接收并处理环境信息，并据此计算机器人所处的情感状态。

与人类间的情感交流过程类似，情感机器人的运作过程包括情感信息的获取、识别分析和情感的表达。首先，机器人需通过视觉系统、听觉系统和各类传感器等来获取外界信息。与一般智能机器人不同的是，情感机器人会更有目的地获取与情感相关的有效信息，如人脸的表情和动作，语音的高低、强弱等。情感信息的识别与分析是这个过程的重头戏。生活中，脸部表情是人们常用的较自然的情感表达方式，比如，眉头紧皱可能表示愤怒等。20世纪70年代，美国心理学家保罗·艾克曼提出了脸部情感的表达方法，即脸部运动编码系统FACS，通过不同编码和运动单元的组合，可以让机器人自动识别与合成复杂的表情变化，如幸福、愤怒、悲伤等表情。类似的还有动作分析模型和声学模型。

除了情感分析模型外，还需要建立知识库，让机器人“掌握”人们熟知的常识和惯用表达，比如“买买买”这类潮流用语。这样，机器人跟人类的交互体验将更加流畅有趣。通过情感识别与分析的反过程，即给定一种情感状态，再通过语音合成、面部表情合成和动作合成后，一个相对完美的情感机器人就呈现在你的面前。

情感机器人的互动和陪伴功能使其具有广泛的潜在商业价值，有望在医疗、公共服务、研究和智能家庭等方面大有作为。新推出的“佩珀”企业版，雀巢公司用它来推销咖啡机，日本瑞穗银行让它担任银行柜员的职位，今年它还将在山田电机卖场里卖电器……跟“佩珀”类似的，还有工作型机器人Nao、家庭管家式机器人“吉波”等。

人类情感的美妙之处在于它的不可知性，而情感机器人目前还只是人类编写出来的一个程序。从这个意义上来说，情感机器人将促使我们更了解自己的情感，在未来真正地成为人类生活和工作的好帮手。