【文章內(nèi)容簡介】 臺。隨著相互學(xué)習(xí)與共享知識云機(jī)器人技術(shù)獲得重大突破，小型家庭用輔助機(jī)器人大幅度降低生產(chǎn)成本，將在 2020 年之前形成至少累計(jì) 416億美元的新興市場、國外服務(wù)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢數(shù)據(jù)顯示，目前世界上至少有 48 個(gè)國家在發(fā)展機(jī)器人，其中 25 個(gè)國家已涉足服務(wù)型機(jī)器人開發(fā)。在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域，發(fā)展處于前列的國家中，西方國家以美國、德國和法國為代表，亞洲以日本和韓國為代表。美國是機(jī)器人的發(fā)源地，美國的機(jī)器人技術(shù)在國際上仍一直處于領(lǐng)先地位，其技術(shù)全技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃—?jiǎng)?chuàng)業(yè)資助項(xiàng)目可行性報(bào)告13面、先進(jìn)，適應(yīng)性十分強(qiáng)，在軍用、醫(yī)療、家用服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)都占有絕對的優(yōu)勢，占服務(wù)機(jī)器人市場約 60%的份額。日本是機(jī)器人生產(chǎn)、研發(fā)和使用大國，一直以來將機(jī)器人作為一個(gè)戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，在發(fā)展技術(shù)和資金方面一直給予大力支持。有報(bào)告指出日本在 20222022 年 5 年間為了攻克關(guān)鍵的服務(wù)機(jī)器人技術(shù)每年投入 1000 萬美元用于研發(fā)服務(wù)機(jī)器人。近年來，巨大的老年護(hù)理市場需求促使企業(yè)競相研發(fā)小型家用機(jī)器人。2022 財(cái)年，日本政府撥款 億日元，幫助 24 家企業(yè)開發(fā)和推廣護(hù)理機(jī)器人。日本還計(jì)劃至 2020 年，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模翻番，擴(kuò)大至 萬億日元（約合人民幣 732 億元），主要增量將集中在服務(wù)機(jī)器人。韓國將服務(wù)機(jī)器人技術(shù)列為未來國家發(fā)展的 10 大“發(fā)動(dòng)機(jī)” 產(chǎn)業(yè)，把服務(wù)機(jī)器人作為國家的一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)發(fā)展，對機(jī)器人技術(shù)給予了重點(diǎn)扶持。德國服務(wù)機(jī)器人的研究和應(yīng)用方面在世界上處于公認(rèn)的領(lǐng)先地位：其開發(fā)的機(jī)器人保姆 CareOBot3 遍布全身的傳感器、立體彩色照相機(jī)、激光掃描儀和三維立體攝像頭，讓它既能識別生活用品也能避免誤傷主人；它還具有聲控或手勢控制有自我學(xué)習(xí)能力，還能聽懂語音命令和看懂手勢命令。法國不僅在機(jī)器人擁有量上居于世界前列，而且在機(jī)器人應(yīng)用水平和應(yīng)用范圍上處于世界先進(jìn)水平。法國政府一開始就比較重視機(jī)器人技術(shù)，大力支持服務(wù)機(jī)器人研究計(jì)劃，并且建立起一個(gè)完整的科學(xué)技術(shù)體系，特別是把重點(diǎn)放在開展機(jī)器人的應(yīng)用研究上。、我國服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展：起步慢、機(jī)會大智能服務(wù)機(jī)器人是未來各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有力支柱之一，國家不斷提高對機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的重視度，我國《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（20222020 年）》把智能服務(wù)機(jī)器人列為未來 15 年重點(diǎn)發(fā)展的前沿技術(shù)，并于 2022 年制定了《服務(wù)機(jī)器人科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃 》支持行業(yè)發(fā)展。我國的服務(wù)機(jī)器人市場從 2022 年前后才開始初具規(guī)模，但我國在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域的研發(fā)與日本、美國等國家相比起步較晚，與發(fā)達(dá)國家絕對差距還比較大，但相對起工業(yè)機(jī)器人而言則差距較小。因?yàn)榉?wù)一般都要結(jié)合特定市場進(jìn)行開發(fā)，本土企業(yè)更容易結(jié)合特定的環(huán)境和文化進(jìn)行開發(fā)占據(jù)良好的市場定位，從而保持一定的競爭優(yōu)勢；另一方面，外國的服務(wù)機(jī)器人公司也屬于新興產(chǎn)業(yè)，大部分成立的時(shí)候還比較短，因而我國的服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)面臨著比較大的機(jī)遇和可發(fā)展空間。目前，我國的家用服務(wù)機(jī)器人主要有吸塵器機(jī)器人、教育、娛樂、保安機(jī)器人、智能輪椅機(jī)器人、智能穿戴機(jī)器人、智能玩具機(jī)器人，同時(shí)還有一批為服務(wù)機(jī)器人提供核心控技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃—?jiǎng)?chuàng)業(yè)資助項(xiàng)目可行性報(bào)告14制器、傳感器和驅(qū)動(dòng)器功能部件的企業(yè)。、國內(nèi)外相關(guān)市場預(yù)測和發(fā)展趨勢、市場規(guī)模增速快，空間廣闊當(dāng)前服務(wù)機(jī)器人市場銷量增速快。根據(jù) IFR2022 年世界服務(wù)機(jī)器人統(tǒng)計(jì)報(bào)告，服務(wù)機(jī)器人 2022 年總銷量為 萬臺，總銷售額為 億美元。其中個(gè)人/家用服務(wù)機(jī)器人銷量為 300 萬臺，環(huán)比上升 20%，總銷售額為 12 億美元；專業(yè)服務(wù)機(jī)器人 2022 年總銷量為 16067 臺，環(huán)比增長 2%，銷售額為 億美元。個(gè)人/家用服務(wù)機(jī)器人：2022 年銷量約為 300 萬臺，環(huán)比上升 20%，總銷售額為 12億美元。其中家用機(jī)器人銷量約 196 萬臺，銷售額 億美元，環(huán)比上升 53%；娛樂機(jī)器人銷量約為 110 萬臺，環(huán)比上升 29%，銷售額為 524 萬美元。根據(jù)中科院的研究分析，個(gè)人/ 家用服務(wù)機(jī)器人發(fā)展的三大趨勢是與人合作、以手機(jī)作為處理核心以及可以接通云服務(wù)的機(jī)器人，目前四大研究熱點(diǎn)是教育娛樂、公共安全、信息服務(wù)以及智能家居。、家庭清潔機(jī)器人：最成熟的智能家庭機(jī)器人家庭清潔機(jī)器人是指能夠進(jìn)行家庭家務(wù)自動(dòng)智能清潔的機(jī)器人，是集機(jī)械學(xué)、電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、人工智能等諸多學(xué)科為一體的機(jī)器人。吸塵機(jī)器人是智能移動(dòng)機(jī)器人實(shí)用化發(fā)展的先行者，其研究始于 20 世紀(jì) 80 年代，而德國凱馳 2022 年生產(chǎn)的 Rc3000 是世界上第一臺能夠自行完成所有家庭地面清潔工作的清潔機(jī)器人，其內(nèi)置有光電傳感器和芯片控制，包含四種清潔程序，當(dāng)遇到障礙時(shí)，會隨機(jī)改變一個(gè)角度然后繼續(xù)直走，直到遇到新的障礙物，會自動(dòng)回到充電站完成充電和垃圾處理的任務(wù)，同時(shí)能夠根據(jù)用戶設(shè)定的信息來控制機(jī)器人完成相應(yīng)的操作。家庭清潔機(jī)器人目前主要分為兩個(gè)分類，一種是清潔機(jī)器人，一種是拖地機(jī)器人（包括干洗和濕洗）。智能清潔器是一種配備了微電腦系統(tǒng)的吸塵器，是靠吸力打掃衛(wèi)生的，能夠按照人們的設(shè)置自動(dòng)智能地清潔房間的某一特定部分或全部并完成自動(dòng)充電，適合幾乎所有的地面，包括地板、地磚、地毯及部分地毯；拖地機(jī)器人則在使用中會用到水，一般靠噴水后再吸水來清潔家庭清潔機(jī)器人市場發(fā)展：歷史短，發(fā)展迅速。家庭清潔機(jī)器人 21 世紀(jì)的新產(chǎn)品，但在其短短十幾年的歷史里卻有著迅猛的發(fā)展，許多國家已經(jīng)涉足并開發(fā)出家庭清潔機(jī)器人，其中前沿的國家主要有美國、德國、日本、瑞典及韓國等。、智能吸塵機(jī)器人是一個(gè)巨大的市場，隨著經(jīng)濟(jì)水平和技術(shù)的提高，清潔機(jī)器人將會替代更多的傳統(tǒng)型清潔設(shè)備，2022 年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在家庭清潔市場上，北美市場為 22 億美元，機(jī)器人占 18%；歐洲、中東及非洲地區(qū)（EMEA）市場達(dá) 25 億美元，機(jī)器人占 20%；環(huán)太平洋與日本（APAC）技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃—?jiǎng)?chuàng)業(yè)資助項(xiàng)目可行性報(bào)告15市場為 22 億美元，其中機(jī)器人占 16%。清潔機(jī)器市場具有巨大的潛力，增長勢頭強(qiáng)勁。2022 年家庭清潔機(jī)器人市場規(guī)模大于 12 億美元，過去三年復(fù)合增長率達(dá) %。清潔機(jī)器人對傳統(tǒng)清潔設(shè)備的替代率不斷提高，13 年占清潔設(shè)備市場 %。、我國清潔機(jī)器人發(fā)展總體水平滲透率低從美國 iRobot 公司 2022 年成功研發(fā)吸塵機(jī)器人 Roomba 開啟家用服務(wù)機(jī)器人時(shí)代開始，隨著國內(nèi)生活水平的提高，清潔機(jī)器人逐步進(jìn)入中國。但清潔機(jī)器人在我國滲透率低下，有部分企業(yè)已經(jīng)涉足清潔機(jī)器人的研發(fā)設(shè)計(jì)和銷售，但生產(chǎn)規(guī)模小，市場潛力還未得到開發(fā)。由于城市化水平還不足夠高、國內(nèi)收入差距巨大以及傳統(tǒng)文化的影響，我國家庭清潔大部分還是采用傳統(tǒng)的普通吸塵器設(shè)備或者人工清潔方式，清潔機(jī)器人滲透率十分低下。目前家庭服務(wù)機(jī)器人年銷售額已經(jīng)近 10 億，但是沿海城市的產(chǎn)品滲透率剛達(dá)到 5%，內(nèi)地城市為 %，而美國家庭已經(jīng)達(dá)到 16%。相對比其他家用電器，洗衣機(jī)的滲透率已經(jīng)幾乎達(dá)到 100%。清潔機(jī)器人滲透率低下的另外原因是清潔機(jī)器人價(jià)格相對而言比較昂貴，農(nóng)村家庭和許多城市家庭還消費(fèi)不起，但可估計(jì)，隨著生活水平的繼續(xù)提高，清潔機(jī)器人的滲透率會慢慢提高。、我國家用機(jī)器人驅(qū)動(dòng)因素：人力成本提高及收入上升我國家用機(jī)器人發(fā)展最主要的驅(qū)動(dòng)因素有勞動(dòng)力價(jià)格的提高、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入的提高等。勞動(dòng)力價(jià)格的上升使得簡單勞動(dòng)的設(shè)備替代率明顯上升，人們一方面想從簡單家務(wù)勞動(dòng)中釋放出來而另一方面家政服務(wù)勞力的價(jià)格越來越高，因而家務(wù)機(jī)器需求有其剛性驅(qū)動(dòng)。同時(shí)，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，在過去的 10 年里城鎮(zhèn)居民的可支配收入大致翻了三倍，人們生活水平和消費(fèi)水平不斷地提高，越來越多的家庭具有家用機(jī)器人的購買能力。另外，現(xiàn)在信息和科技傳播速度飛快，各種科技產(chǎn)品成本在競爭中下降迅猛。iRobot2022 年在中國市場的家用清潔機(jī)器人銷售額增幅大于 3 倍，2022 年上半年年報(bào)顯示受中國需求的強(qiáng)勁拉動(dòng) iRobot 在亞太地區(qū)清潔機(jī)器人銷售增幅高達(dá) 18%。在中國這種一個(gè)高速發(fā)展的人口大國，可預(yù)計(jì)，未來我國家用智能機(jī)器人的市場規(guī)模巨大。、我國清潔機(jī)器人公司：研產(chǎn)結(jié)合，表現(xiàn)良好，空間巨大根據(jù)中國品牌網(wǎng)統(tǒng)計(jì)公布的十大清潔機(jī)器人品牌排行榜，我國國產(chǎn)清潔機(jī)器人有 6 家上榜。目前為止，我國已經(jīng)有一部分表現(xiàn)優(yōu)良的企業(yè)涉足家用清潔機(jī)器人的開發(fā)和生產(chǎn)，都和國內(nèi)高校研發(fā)機(jī)構(gòu)有所合作，做到研產(chǎn)結(jié)合。技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃—?jiǎng)?chuàng)業(yè)資助項(xiàng)目可行性報(bào)告16事實(shí)上，以清潔機(jī)器人為代表的這些家用智能機(jī)器人已經(jīng)不僅僅限于展會上才能見到，它們已逐漸進(jìn)入越來越多的家庭。以科沃斯為例，其智能機(jī)器人產(chǎn)品服務(wù)著全球超過3500 萬個(gè)中高端家庭。而在國內(nèi)，以清潔機(jī)器人為代表的家用服務(wù)機(jī)器人所受關(guān)注以及購買量也呈穩(wěn)步上升的趨勢，其受眾目前主要集中在三大經(jīng)濟(jì)圈和少數(shù)中西部中心城市。就服務(wù)機(jī)器人快速發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力來看，在家政服務(wù)業(yè)勞動(dòng)力成本相比較大幅度上漲的背景下，家用服務(wù)機(jī)器人技術(shù)不斷成熟，實(shí)用性更強(qiáng)，量產(chǎn)后成本將進(jìn)一步降低，價(jià)格將與普通家用消費(fèi)類電子產(chǎn)品相當(dāng)，甚至更便宜。因此，預(yù)計(jì)，家用智能服務(wù)機(jī)器人將順勢撬動(dòng)家政服務(wù)業(yè)市場，未來 10 年內(nèi)家用服務(wù)機(jī)器人作為中高端機(jī)械電子消費(fèi)品，將進(jìn)入家庭消費(fèi)類電子產(chǎn)品目錄。據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會統(tǒng)計(jì)，家用服務(wù)機(jī)器人 2022 年銷量 250 萬臺，同比增長 15%，銷售額 億美元，同比增長 19%。據(jù) IFR 預(yù)測， 20222022 年在家用服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域，家政服務(wù)機(jī)器人銷量將達(dá) 1100 萬臺，銷售額近 48 億美元；娛樂機(jī)器人銷量預(yù)計(jì)為 470 萬臺，銷售額達(dá) 11 億美元；助殘機(jī)器人銷量將達(dá) 4600 臺。據(jù) Markets and Markets 預(yù)測，20222022 年全球服務(wù)機(jī)器人市場規(guī)模年復(fù)合增長率約 %，2022 年將達(dá) 億美元。項(xiàng)目具有廣闊市場前景。四、項(xiàng)目主要研究內(nèi)容、項(xiàng)目概述隨著人力成本不斷上升，家庭服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用逐漸普遍，在已有的清潔機(jī)器人基礎(chǔ)上，除了在清潔機(jī)器人本身做了 3 大技術(shù)革命，第一個(gè)就是，去掉傳統(tǒng)機(jī)器的緩沖前撞，讓它與機(jī)器融為一體，同時(shí)增加了無極感應(yīng) TPU，能夠讓機(jī)器快速傳感信息識別家具防止碰撞。第二是，在卡到家具的時(shí)候，利用左右輪測速技術(shù)，形成一個(gè)逆向機(jī)制使機(jī)器退出來，避免卡死。第三是增加拖地布面積，提高機(jī)器的清潔力度。讓機(jī)器完全實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)化、云平臺、數(shù)據(jù)化，即智能家居機(jī)器人(智能硬件)手機(jī)遠(yuǎn)程視頻控制安防（軟件端）云服務(wù)（大數(shù)據(jù)平臺），布局構(gòu)建家庭智能機(jī)器人物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)生態(tài)平臺。與傳統(tǒng)功能型清潔機(jī)比較，***智能云清潔機(jī)器人全球首創(chuàng)利用智能攝像頭監(jiān)控安防技術(shù)和 WIFI 遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)，“ 家庭清潔”和“家庭安防”是目前家庭中最基本的兩個(gè)剛性需求，也是智能家居機(jī)器人最需突破解決的，而且目前幾乎是一個(gè)空白市場，99%的家庭對財(cái)產(chǎn)和人身安全非常注重，因此我們在改善了清潔機(jī)本身已有的 DIS 技術(shù)、自動(dòng)變技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃—?jiǎng)?chuàng)業(yè)資助項(xiàng)目可行性報(bào)告17頻、超聲波傳感器技術(shù)、HSP 防碰撞系統(tǒng)、無刷電機(jī)動(dòng)力、虛擬墻等技術(shù)后，整合了云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等多種技術(shù)，解決物聯(lián)網(wǎng)信息數(shù)據(jù)互動(dòng)及機(jī)器人和安防警報(bào)實(shí)時(shí)提示，真正做到既能清潔又能隨時(shí)安防監(jiān)控的一體化智能機(jī)器人，通過手機(jī)端遠(yuǎn)程控制，展現(xiàn)出來的“清潔隨時(shí)掌控、警報(bào)隨時(shí)提醒、家庭監(jiān)控安防隨時(shí)清楚” 特性，徹底改變了傳統(tǒng)功能清潔機(jī)被動(dòng)接受的交互模式，實(shí)現(xiàn)智能清潔機(jī)器人與用戶之間網(wǎng)絡(luò)信息互動(dòng)。用戶只需在手機(jī)、PAD 等智能移動(dòng)終端安裝***客戶端，就可以通過手機(jī)接通機(jī)器人內(nèi)置的高清智能攝像頭和功能操作，就能遠(yuǎn)程遙控清潔機(jī)器人去客廳、房間等家里每個(gè)角落，并能實(shí)時(shí)傳輸視頻查看家里一切狀況，真正既能清潔又能看家的機(jī)器人（監(jiān)護(hù)著在家的小孩、老人、是否被盜竊等）。項(xiàng)目具有較好的經(jīng)濟(jì)意義，預(yù)計(jì)未來三年新增銷售額 8 千萬元左右，新增利潤 1500萬元左右。、項(xiàng)目涉及的技術(shù)領(lǐng)域、工藝范疇智能硬件民用服務(wù)機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略領(lǐng)域的創(chuàng)新。、擬解決的關(guān)鍵技術(shù)問題環(huán)境感知傳感器和信號處理方法多傳感器信息融合技術(shù)的基本原理就像人腦綜合處理信息的過程一樣，它充分地利用多個(gè)傳感資源，通過對各種傳感器及其觀測信息的合理支配與使用，將各種傳感器在空間和時(shí)間上的互補(bǔ)與冗余信息依據(jù)某種優(yōu)化準(zhǔn)則組合起來，產(chǎn)生對觀測環(huán)境的一致性解釋和描述，本項(xiàng)目采用無極感應(yīng)（電磁感應(yīng)）TPU，能夠讓機(jī)器快速傳感信息識別家具防止碰撞。路徑規(guī)劃路徑規(guī)劃就是指在服務(wù)機(jī)器人工作空間中找到一條從起始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)、可以避開障礙物的路徑。本項(xiàng)目采用 6 種路徑智能規(guī)劃：左螺旋、有螺旋、沿邊掃、繞柱掃、矩形掃、折線掃、自由掃，不僅結(jié)合攝像頭和燈塔導(dǎo)航技術(shù)讓機(jī)器擁有更加智能的清潔規(guī)劃路線，還能夠通過攝像頭進(jìn)行畫面數(shù)據(jù)采集分析，再利用算法實(shí)現(xiàn)機(jī)器對物體的識別。降低噪音污染本項(xiàng)目采用無刷電機(jī)馬達(dá)，功耗更低，噪音在 45 分貝左右，電機(jī)扭曲、吸力更強(qiáng)勁。自動(dòng)回充本項(xiàng)目無需電源線，真正解放雙手。采用高容量鋰電池，一次充電續(xù)航能力在技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃—?jiǎng)?chuàng)業(yè)資助項(xiàng)目可行性報(bào)告18150min 以上，先進(jìn)的超聲波技術(shù)極大提高清潔機(jī)器人的回充準(zhǔn)確率。、項(xiàng)目的主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn) 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展及人們對生活需求的提高，智能服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用越來越廣泛，消費(fèi)者可以通過智能云清潔機(jī)器人遠(yuǎn)程控制輕松清潔每個(gè)房間，還可以通過移動(dòng)智能攝像頭隨時(shí)監(jiān)控家的每一個(gè)角落，真正實(shí)現(xiàn)深層次的人機(jī)互動(dòng)，以下是***智能云清潔機(jī)器人與傳統(tǒng)吸塵器、功能型清潔機(jī)的對比，從而體