全球智能機器人行業(yè)是一個集高技術、高創(chuàng)新于一體的新興產業(yè)，涵蓋了工業(yè)機器人、服務機器人、特種機器人以及人形機器人等多個細分領域。隨著技術的不斷進步和應用場景的拓展，智能機器人將在更多領域發(fā)揮重要作用，為人類提供更加便捷、高效的服務。

一、智能機器人行業(yè)概述

智能機器人是具備自主決策和執(zhí)行任務能力的機器人系統(tǒng)，由硬件和軟件組成，能感知周圍環(huán)境、做出決策并采取適當行動。

根據(jù)市場調研報告指出，智能機器人的感知周圍環(huán)境的方式多種多樣，例如，一些公司開發(fā)的激光雷達技術，通過將光照在表面并測量返回光源所需的時間，建立被測表面的 “地圖”，可幫助機器人和自動車輛感知周圍物體。目前主要有單波束傳感器、多波束傳感器和旋轉傳感器三種類型，分別適用于不同的場景。此外，機器人視覺傳感器在制造業(yè)中也發(fā)揮著重要作用，它可以幫助機器人檢測物體的位置和方向，為各行各業(yè)的協(xié)作機器人提供多項高科技優(yōu)勢。而對于家庭機器人來說，需要對三維物體有更深入、更細致的理解，如杜克大學開發(fā)的機器人感知算法，可以通過學習常見家用物品的完整 3D 掃描，理解新物體是什么以及其定向，并 “想象” 出可能看不見的物體部分。

AGV 機器人則利用有線和無線網絡傳輸控制信號，通過感知和獲取周邊信息的導航技術定位，按照預先規(guī)劃好的路徑，在運輸過程中根據(jù)周圍環(huán)境的變化自主調整路徑，例如自動避開障礙物、搬運卸載材料、正確?？康侥繕宋恢谩＜す鈱б哂卸ㄎ痪雀?、自主性強、智能化程度高、適應性強、靈活性強等特點。

智能掃地機器人通過傳感器和導航系統(tǒng)來辨識周圍環(huán)境。常見的傳感器有激光雷達、攝像頭、超聲波傳感器等，它們用于檢測地面障礙物、墻壁和家具等。導航系統(tǒng)則通過地圖建立機器人在房間內的位置，并確定其前進方向。當機器人開始工作時，它會用激光雷達進行高精度的三維掃描，構建出一個精確的環(huán)境模型，同時攝像頭也可以幫助機器人識別房間中的人或物體。

智能機器人一般由三大部分組成：運動部分、智能部分和感覺部分。運動部分需要有一個無軌道型的移動機構，以適應不同的地理環(huán)境，其功能可以借助輪子、履帶、支架、吸盤、氣墊等移動機構來完成，在運動過程中要對移動機構進行實時控制。智能部分包括有認知能力、學習能力、思維能力和決策能力，是三個部分中的關鍵，主要通過計算機完成信息處理過程。感覺部分包括能感知視覺、接近、距離等的非接觸型傳感器和能感知力、壓覺、觸覺等的接觸型傳感器，用來認識周圍環(huán)境狀態(tài)。

AI 智能機器人可以分成五大部分，分別是感知系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、末端執(zhí)行系統(tǒng)、能源供應和運算系統(tǒng)及軟件。感知系統(tǒng)相當于機器人的 “五官”，包括聲音、光、溫度、壓力、定位、接觸等傳感器，用以將外部環(huán)境信號轉換為機器人可以理解的信息或者數(shù)據(jù)；驅動系統(tǒng)相當于機器人的 “肌肉”，電機驅動包括電機、減速器、編碼器等；末端執(zhí)行系統(tǒng)相當于機器人的 “手”，用以和外界環(huán)境進行交互；能源供應為電源或者電池；運算系統(tǒng)及軟件相當于機器人的 “大腦”。

智能機器人由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成，其核心部分是一臺計算機。硬件系統(tǒng)包括動力源、控制器、傳感器、執(zhí)行器等。動力源是智能機器人的能源供給系統(tǒng)，類似人的心臟；控制器是以計算機為核心的控制系統(tǒng)，類似人的大腦；傳感器類似人的眼睛、耳朵等感官，只有安裝了各種傳感器的智能機器人，才有可能感知周圍的環(huán)境，收集信息，做出決策，再執(zhí)行任務；執(zhí)行器類似人的手和腳，常見智能機器人的執(zhí)行器有電機、舵機用于運動，發(fā)音喇叭、蜂鳴器用于發(fā)聲，顯示器、指示燈用于顯示。

智能機器人是一個在感知、思維、效應方面全面，模擬人的機器系統(tǒng)，外形不一定像人。它具備形形色色的內部信息傳感器和外部信息傳感器，如視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等。智能機器人至少要具備三個要素：感覺要素，用來認識周圍環(huán)境狀態(tài)；運動要素，對外界做出反應性動作；思考要素，根據(jù)感覺要素所得到的信息，思考出采用什么樣的動作。

智能機器人的行動能力涉及到機器人的運動、感知、理解和決策能力。隨著計算能力的提升、算法的創(chuàng)新和傳感器技術的發(fā)展，機器人的行動能力得到了巨大的提升。例如，機器人的核心算法包括直接控制、逆運動學、前向運動學、動態(tài)運動學等，通過這些算法，機器人可以根據(jù)輸入的指令或者自主決策完成一定的任務。

Physical Intelligence 公司推出的 π0 是一個通用的機器人策略模型，它能夠跨多種機器人和任務進行操作，實現(xiàn)從物體分類到動態(tài)操控的多種能力。該模型借助圖像、文本和動作數(shù)據(jù)進行訓練，具備多任務處理能力、零樣本執(zhí)行與任務微調能力、視覺 - 語言 - 動作模型架構、跨機器人和多任務訓練能力以及零樣本學習和微調能力等特點。

目前，許多智能機器人主要通過視覺感知獲取信息并進行決策，而美國麻省理工學院科研團隊最新開發(fā)出一款可同時借用視覺和觸覺來學習玩 “疊疊高” 游戲的機器人。該機器人通過視覺和觸覺反饋，掌握了推積木的技巧，經過大約 300 次試探后，就能建立一個簡單模型，并根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)預測每一塊積木移動的后果。

二、智能機器人行業(yè)應用領域

1、倉儲及物流

據(jù)市場調研報告進行披露，智能機器人在倉儲及物流領域發(fā)揮著重要作用，在電商倉庫中，機器人可以通過先進的識別技術和路徑規(guī)劃，快速準確地完成貨物的搬運、存儲和分揀等任務，提高物流效率和準確性。例如，亞馬遜在智能倉儲領域應用機器人技術，實現(xiàn)了貨物的自動化分揀、搬運和存儲，機器人能夠快速、準確地識別貨物信息，提高倉儲效率，降低人力成本。在冷鏈運輸場景下，智能機器人也能發(fā)揮優(yōu)勢，確保貨物在特定溫度環(huán)境下的安全運輸，并能高效地進行裝卸貨操作。

2、消費品加工制造

工業(yè)機器人在消費品加工制造行業(yè)呈現(xiàn)出小型化、輕型化的趨勢。它們能夠推進生產線改造，實現(xiàn)加工制造全流程的自動化、智能化作業(yè)。例如在汽車制造業(yè)中，工業(yè)機器人可以完成車身焊接、零部件組裝、噴漆等一系列任務，相比人工操作，在生產效率、產品質量和安全性上都有明顯優(yōu)勢。在電子制造業(yè)，工業(yè)機器人能完成電子元器件的組裝、焊接、貼片等工作，大大提高生產效率和產品質量。此外，在食品加工業(yè)和醫(yī)療器械制造業(yè)等領域，工業(yè)機器人也能完成分揀、包裝、涂抹、加工、組裝、檢測等工作，確保食品加工的衛(wèi)生安全和醫(yī)療器械的質量與安全性。

3、外科手術及醫(yī)療康復

外科手術機器人在力度控制和操控精度方面優(yōu)于人類，可在多個專業(yè)化手術領域臨床應用。例如達芬奇手術機器人，具有放大 10 倍的三維高清立體成像，能讓醫(yī)生得到裸眼 3D 的視覺效果，其 540 度旋轉無死角的機器人手臂突破了人手轉腕極限，可以在狹窄解剖區(qū)域靈活順暢操作，有效減輕了傳統(tǒng)術式單一方向的牽拉痛，為患者減輕痛苦。同時，手術機器人還能減少出血量、降低手術中使用的放射線或藥品等對醫(yī)務人員的傷害等優(yōu)勢。在醫(yī)療康復領域，外骨骼機器人為用戶提供可穿戴外部機械設備，幫助患者進行康復訓練，提高康復效果。

4、樓宇及室內配送

即時性小件物品配送需求催生了專業(yè)服務機器人，可提供跨樓層到戶配送服務，與電梯、門禁通信互聯(lián)。例如人臉識別智能樓宇送物機器人，采用先進的人臉識別技術，可以快速準確地識別出用戶的身份，實現(xiàn)無鑰匙開箱。內置的智能開箱器可以輕松打開各種類型的快遞箱，在取出物品后，機器人會自動將物品送至指定地點，無需人工干預。同時，機器人具備強大的路徑規(guī)劃功能，可以根據(jù)實際環(huán)境自動規(guī)劃最佳送物路線，避免在樓道內出現(xiàn)擁堵現(xiàn)象，提高配送效率。順豐智能樓宇配送機器人通過自主導航技術，不需要人工干預就能準確導航并找到目的地，能夠自主避開障礙物，精準到達指定的地點。

5、智能陪伴與情感交互

智能機器人以多種功能為基礎，通過語音交互、觸摸感應等多種交互方式做出反饋，滿足用戶陪伴與交流訴求。例如一些智能陪伴機器人可以講故事、唱歌、回答問題，與用戶進行日常對話，為用戶提供情感支持和陪伴。

6、復雜環(huán)境與特殊對象的專業(yè)清潔

機器人逐步替代人類開展復雜環(huán)境與特殊對象的清潔工作，如城市建筑、高端裝備、特殊場景等。在城市建筑清潔方面，機器人可以在高空外墻進行清潔作業(yè)，提高清潔效率和安全性。在高端裝備清潔領域，機器人能夠對精密儀器進行細致的清潔，避免人工清潔可能帶來的損壞。在特殊場景如核電站等，機器人可以在輻射環(huán)境下進行清潔工作，減少對人類的危害。

7、城市應急安防

城市應急安防領域包括安檢防爆、毒品監(jiān)測等多種專業(yè)性機器人。這些機器人可以在公共場所進行安全檢查，檢測爆炸物和毒品等危險物品，保障公眾安全。例如在機場、火車站等場所，安檢機器人可以快速準確地檢測行李中的危險物品，提高安檢效率。

8、影視作品拍攝與制作

利用微機電系統(tǒng)等技術的機器人在影視娛樂領域廣泛應用，如航拍無人機、高穩(wěn)定性機械臂云臺。航拍無人機可以拍攝到壯觀的空中畫面，為影視作品增添視覺沖擊力。高穩(wěn)定性機械臂云臺可以實現(xiàn)平穩(wěn)的拍攝，提高畫面質量。

9、能源和礦產采集

隨著機器人環(huán)境適應和自主學習能力提升，有望重新啟用廢棄油井及礦場，擴展資源利用范圍和效率。機器人可以在惡劣的環(huán)境下進行作業(yè)，減少對人類的危害。同時，機器人可以通過自主學習不斷優(yōu)化作業(yè)方式，提高采集效率。

10、國防與軍事

多種軍用機器人快速涌現(xiàn)，憑借先進技術在戰(zhàn)場上自主完成預定任務。在全球范圍內，人工智能正在悄然改變軍事與國防領域，越來越多的國防公司正深度融合 AI 技術，涉及無人系統(tǒng)、監(jiān)控、網絡安全及作戰(zhàn)戰(zhàn)略等多個領域。例如 BAE 系統(tǒng)公司、洛克希德 - 馬丁公司等將 AI 應用于自動航空系統(tǒng)和網絡安全方面，無人戰(zhàn)車和無人偵察機可以在地面和空中的作戰(zhàn)行動中，減少對人類的干預，提高作戰(zhàn)效率。無人作戰(zhàn)系統(tǒng)能夠自主或半自主執(zhí)行作戰(zhàn)任務，涵蓋無人機、無人水面艦艇、無人潛航器和無人地面車輛等平臺和系統(tǒng)，可在戰(zhàn)場上執(zhí)行偵察、監(jiān)視、火力打擊、電子戰(zhàn)等多種任務。

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