巨头的盛宴，还是草根的狂欢？——服务机器人产业链纵览（下）
一、细分市场率先启动：技术升级和成本降低带来爆发
1.1 扫地和教育场景将率先启动
国内外服务机器人的应用场景广泛。服务机器人细分领域产品有80余种，其中在市场上(来自天猫淘宝京东等电商网站数据)可查到产品信息的有34种。目前在国内外形成产业化的场景有：清洁机器人、医疗机器人、教育机器人等，未来陪护机器人等具有广阔的发展空间。清洁机器人目前主要是扫地机器人，擦窗机器人也在逐渐放量，国外龙头是iRobot，国内巨头是科沃斯，医疗机器人的最典型代表是美国的直觉外科公司，其手术机器人达芬奇机器人享誉全球，近年来，教育机器人成为创业和投资热点，国外的乐高，国内的优必选、康力优蓝、未来伙伴均是优质标的。
近年来国内也涌现了一批优秀的服务机器人创业企业，2016年将是功能类服务机器人企业转折之年。近年来在平台类和功能类都涌现出了一大批优秀的服务机器人企业，近期广发机械组对其中的部分优秀企业进行了调研，经过统计分析，发现功能类的企业可能在2016年实现盈亏平衡，2016年将是功能类服务机器人企业的转折之年。
功能类相对平台类企业爆发早的原因是量+周期+风险。扫地机器人行业就是非常好的例子，从2011-2015年，每年翻倍增长，将市场培育起来了，量也开始放出来了，每年国内大概300万台扫地机器人销量。从2016年开始，激光雷达大面积应用后，对激光雷达的带动作用是非常明显的。
应用场景的深度和宽度决定了产业化的快慢。应用场景的深度：在某个特定的应用场景下，可以针对单一属性的需求开发更深层次的需求要素。典型的例如扫地机器人的深度开发需求，除了扫地这个最基本的需求外，还可以有自动回充、自动巡航等功能。应用场景的宽度：对某一特定的应用场景，其内涵丰富，可以有多个维度的拆分，例如陪护。产业化规律：应用场景宽度越窄，深度越深，越容易产业化。扫地机器人就是例子。
扫地机器人和教育机器人将率先实现产业化。各个场景的服务机器人的需求分为原有需求满足，现有需求升级和未知需求探索，三种需求的预期度依次提高，服务机器人的技术模块分为运控模块、感知模块和交互模块，三个模块的技术实现难度依次提升。对每个场景下涉及到的技术模块和每个场景所处的需求综合进行整理，扫地机器人和教育机器人将率先实现产业化。
1.2 扫地机器人集中度提升是大势所趋
美国市场上iRobot是绝对龙头。国际上最著名扫地机器人公司是iRobot，成立于1990年，具有军工背景，具有很强的技术积累，2002年发布了第一款扫地机器人Roomba Original Series，从此连续13年全球销量第一，截至2015年底全球累计销量1400万台。近三年在美国市场市占率逐渐提高，从83%提升至89%，是美国市场的绝对龙头。
国内市场经历了“龙头-山寨-龙头”的发展过程。扫地机器人是舶来品，目前国内除了少数公司拥有核心研发能力，大多数公司都是处于山寨模仿的阶段，或者为国外品牌做ODM代工。国内早期的扫地机器人也都是国外品牌的代工厂，随后打造自主品牌，建立自己的价格体系，运用低价占领市场，同时加大研发投入，最后形成国内独立自主品牌。就国内扫地机器人产业而言，目前已经拥有60家以上的扫地机器人品牌。未来产业的发展趋势大致呈“龙头-山寨-龙头”的发展局面。
国内未来有50亿市场空间。根据淘宝指数显示，2012年1月1日至2015年11月，家务机器人的销售主要集中在东部沿海地区以及少部分中部地区。目前线上市场的表现基本能够代表整体市场的分布情况，所以不妨将北京、上海、江苏、浙江、福建、广东六个省及直辖市视为扫地机器人销量最大的地区。德国GFK统计表明，中国沿海地区的家务机器人渗透率为4%-5%，内陆地区只有0.4%左右。据国家统计局数据，上述六个地区2014年总户数为8496万户，中国其他地区总户数为2.90亿。中国家务机器人平均价格大概在1100-1200元，根据上述渗透率经过计算我们可以得出目前中国家务机器人的市场规模大概在50-55亿元，这与GFK对于今年中国扫地机器人50亿的市场空间预测基本吻合。
国内扫地机器人产业链的核心在于中游本体制造商。从我国扫地机器人目前的产业链构成来看，上游部件主要是机电设备、电池、主板芯片等零部件行业，中游本体制造中，包括两类企业，一类是自己拥有独立品牌的自主品牌商，另一类是给国外品牌做ODEM和OEM代工的企业。下游流通环节中，主要是线下实体店+线上渠道为主，并且线上渠道目前有超越线下渠道的趋势。目前产业链的核心，仍然掌握在中游的本体制造商手中，尤其是具备自主品牌的本体制造商，享有的议价能力更强。
目前国内扫地机器人企业大致可以分为五个梯队集团。分别是：(1)以科沃斯和Irobot等拥有核心研发实力的企业为主，形成第一梯队，在产品研发能力，产品体系和产能创新能力方面都领先其他梯队的公司，这部分市占率大约在60-65%左右;(2)第二梯队主要是国内早期从事ODM的厂商，转型较早的公司，在产品设计和制造方面有一定的基础，代表性企业包括福玛特、地贝和Xrobot等，市占率约为5-10%;(3)第三梯队主要是一些国外领先品牌，这部分品牌在技术研发实力上优势非常明显，唯一不足的是渠道优势较弱以及售后能力不足，以浦桑尼克、飞利浦和三星为主，市占率在5%左右;(4)第四梯队是国内的传统家电厂商，例如海尔、美的等，这类企业在转型方向进入比较迟，但是拥有渠道优势，后续发展空间不容忽视;(5)其他小企业为主体的第五梯队，这类公司目前占比高达20%左右，未来这类公司的市场空间会逐渐被削弱，众多没有核心技术和产业链整合能力的公司将会被行业整合。
国内品牌从2010年左右开始进入扫地机器人行业，国内的扫地机器人企业大多数都起源于做ODM厂商。科沃斯是最先开始打造自主品牌，与2007年开始销售自己的品牌产品。后来随着中国市场的扩大，更多ODM厂商开始自己的自主研发之路，包括银星智能，益节智能等等。近年来，传统家电行业的大企业，包括海尔、美的等都纷纷开始进入家务机器人市场，通过一直以来在家电市场的累积以及品牌效应在这一领域开拓自己的业务。
在国内市场上还活跃着福玛特，飞利浦，益节智能的地贝这些品牌。但在iRobot等品牌进入中国市场以后，这些品牌的市场份额都被大幅度压缩。在充满竞争的中国市场，未来可能需要打造一款具有代表性的智能产品才能长期被消费者所接纳，未来集中度提升是大势所趋。
1.3 教育机器人中培训场景有望爆发
教育机器人还可以细分为三类场景。分别是以早教机器人为核心产品的家庭场景、以竞赛机器人为核心产品的竞赛场景、以积木机器人为核心产品的培训场景。三类场景中，早教场景待市场检验，竞赛场景较为稳定，而培训场景可期，凭借低成本的舵机和积极的市场战略，优必选可能成为未来的黑马。
家庭场景：早教机升级，待市场检验。家庭场景中，主要是指早教机器人，对于消费者来说，早教机器人相当于早教机的升级，主要升级之处在于交互方式，由从前的手动交互拓展至语音交互，但截至目前，市场反应并不强烈，究其原因技术层面上，语音部分可以做到，但是语义还不够，需求层面上，当消费者面对早教机和早教机器人目前价格比较时，对早教机器人的预期度当然很高，如果仅仅在技术上实现一个语音转换文字的话，并不能满足消费者的预期，因为早教机器人对于消费者的意义最大的痛点并不是交互方式，而是内容。至于未来的方向可能有两种，一是早教机器人价格做到和早教机一样低，在此基础上加入语音交互功能，超出消费者预期，产品放量，使得价格进一步降低;二是早教机在语义技术上的突破，使得产品迭代，在高价位上就达到消费者预期，使得产品放量，价格降低。
竞赛场景：兴趣为主，较为稳定。竞赛场景。这个场景中包括国内外各种大赛，它有三个特点，第一个是以培养兴趣为主，第二个是空间较为稳定，第三个是器材的提供商较为稳定，比如国际足球世界杯机器人比赛的提供者是NAO机器人，FLL比赛的提供者是乐高机器人，世界教育机器人大赛和国内能力风暴大赛是未来伙伴的机器人。
培训场景：人形机器人舵机优势，看好优必选。在培训场景里，首先看提供者：机器人公司，乐高机器人是龙头，市场份额为12%，其他机器人公司约1%-2%，甚至更低;再看需求者：教育机构，全国目前约有7600家机器人教育机构，最近5年增长15倍，预计年底将突破1万家。在教育机构中，高端产品基本使用乐高机器人，低端产品主要是教育机构自制的简单机器人教具。
然而看似独大定位高端的乐高机器人的市场可能有机会变动，逻辑从两方面出发：增量扩张和存量替换。首先是增量扩张，市场可能有翻倍的增长空间。2016年的市场规模约为100-200亿元，随着教育机构的迅速扩张，未来潜在的市场规模约为300-600亿元，在教育机构迅速扩张的过程中，如果能够借助低成本的新型机器人教具开发新型课程，借此建立差异化的竞争优势吸引学生，对于教育机构来说具有强推动力，对于新型机器人公司来说是很好的扩张机会。再者是存量替换，乐高机器人2000-5000，定位高端，而优必选机器人1000-2000，定位中端，其积木机器人可以与乐高机器人进行差异化竞争，优必选的品牌在国内具有一定优势，同时价格也可以做低，这对于国内被乐高机器人垄断的教育机构来说是一件差异化吸引学生并且可以降成本的好事。为什么优必选可以把成本降低呢?原因在于优必选的核心优势：舵机的技术和成本优势，同等质量，价格只有国外1/3，大约20元。未来培训场景中，优必选可能是一匹黑马。
舵机是步态服务机器人的核心部件，舵机对价格十分敏感。舵机也叫伺服电机，包含了电机、传感器和控制器，是一个简单而完整的伺服电机系统。最早用于船舶上实现其转向功能，由于可以通过程序连续控制其转角，可以得到比较精准的位置、速度或力矩输出，因而广泛用于机器人各类关节运动中。步态机器人自由度(关节数)众多，优必选Alpha1S有16个自由度，本田Asimo第三代有57个自由度，步态机器人对舵机价格十分敏感。
目前在服务机器人舵机领域，最流行的品牌是韩国Robotis的Dynamixel系列。舵机功率(角速度X扭矩)相同时，角速度与扭矩成反比。舵机的功率和舵机的尺寸比值可以理解为该舵机的功率密度，一般同样品牌的舵机，功率密度大的价格高。
对于服务机器人舵机的核心参数扭矩更是如此，随扭矩增加，价格增长飞快。比如Dynamixel系列中，扭矩12 kg?cm的价格约400元，扭矩28 kg?cm价格约2000元,扭矩106 kg?cm价格约4000元。
国外舵机价格昂贵，国内优必选公司突破技术壁垒降低成本。优必选开发的舵机内置MCU系统，自主改进PID算法，扭矩大，体积小，控制精度高，获得多项发明专利。6.5V时扭矩为8kg?cm，速度为0.238sec/60°，价格约20元，参数相似的舵机，特别是扭矩相似的国外产品，价格往往在优必选舵机的3倍以上。
1.4 日本三大人形机器人Asimo、NAO、Pepper
人形机器人结合了硬件和软件，日本在这方面走在世界前列。本文选取国际上三家最著名的人形机器人进行介绍：Asimo、NAO、Pepper。Asimo是日本丰田公司研发，NAO是日本软银的控股子公司法国Aldebaran公司研发，Pepper是日本软银集团投资的法国Aldebaran研发。
Asimo：世纪之初，第一款可以直立行走的机器人
Asimo成名最核心技术：运动控制。Asimo的运动控制技术在1991到1993年的E4-E6过程中被研发出来，成为世界上其他机器人控制的经典，其运动控制包括三个部分：地面反作用力控制：脚底要能够适应地面的不平整，同时还要能稳定的站住。目标ZMP控制：当由于种种原因造成ASIMO无法站立，并开始倾倒的时候，需要控制他的上肢反方向运动来控制即将产生的摔跤，同时还要加快步速来平衡身体。落脚点控制：当目标ZMP控制被激活的时候，ASIMO需要调节每步的间距来满足当时身体的位置，速度和步长之间的关系。三种姿势控制保证机器人稳定行走。
Asimo性能优异，在家庭和公共服务有广阔前景。一台Asimo机器人的制作成本在300-400万美元之间，最新一代Asimo是2011年研发的，高130cm，重48kg，最高奔跑速度为9km/h，比上一版提高了50%，具有57个自由度，比上一版本增加了23个自由度。具有高度的行动力和稳定性，能够完成慢速跑、上下楼梯、单足跳跃等高难度动作，也能端茶递水提供服务，被设计用来帮助人类完成一些任务，尤其是帮助一些行动不便的人，在家庭和公共场所服务方面被认为具有广阔的应用前景。
NAO研发成功已10年，是经典的智能交互机器人
机器人NAO自2006年研发成功，它可以行走，会认人，能听人说话，还可以与人交谈。被广泛应用于教育领域，还有在科研领域，未来将进入家庭。
NAO的其操作系统是NAOqi，该操作系统由Aldebaran公司设计，建立在自然互动和情感基础上，能够帮助NAO理解和诠释由传感器获取的数据，也是Aldebaran公司三代机器人的共同基础。NAOqi操作系统使机器人通过在日常生活中观察人的起居习惯，逐渐做到无需人类开口，就会主动提供适当的服务。未来，NAOqi操作系统将让机器人具有学习和对话能力，会通过观察人的饮食起居和情感，辨识出人生活中的重要时刻。
NAO的硬件成本大约为Nao学术版的售价是一万欧元(1.46万美元)，据beta测试者透露，Nao家用版的价格很可能会在4800欧元(7000美元)左右。在教育方面，NAO被用于课堂教学，具有很强的吸引力;在研究方面，超过5000个Nao已经被全球50个国家的550间顶尖高校和实验室购买作为研究工具，NAO的客户遍布全球，包括美国哈佛大学、MIT，欧洲巴黎高科、不莱梅大学，亚洲浙江大学、东京大学等。
厚积薄发，Pepper情感机器人技术在两年内突破
2012年初，日本软银集团收购了法国机器人公司Aldebaran，以此为基础成立了软银机器人控股公司(SBRH)。2014年9月，SBRH成功研发出陪护机器人Pepper。由于制造复杂，短期内基本上每月只能供货1000台。2015年6月20日Pepper第一次公开发售，1000台在1分钟内被抢光。2016年1月，公司与IBM进行合作，增强Pepper的人工智能。
与Asimo类似，Pepper的硬件十分强大。20个电动马达、一套基于英特尔Atom凌动的计算机系统、两个摄像头、一个3D传感器、四个麦克风以及一个确保12个小时的续航时间的锂离子电池，一个用于人机互动沟通的显示屏。其情感分析系统过阅读分析人类的面部表情、语音语调、讲话内容来判断用户当前的情绪，让Pepper 机器人能够灵活应对;其控制系统能探测到潜在的人和障碍物以避免跌倒;其运动系统依靠三个多向轮能够使其360°旋转，最高运动速度3km/h，依靠20个电动马达更加精细的控制动作;除此之外，Pepper拟将安装更多应用满足用户需求。
Pepper不仅具有情绪识别功能，还能够产生情绪。Pepper可以通过观察环境和人的面部表情，分析人的话等识别人的情绪，同时，还可以根据外界情况产生类似于人类荷尔蒙的释放过程的反映过程，这事基于“基于激素类型的多层神经网络”实现的，在产生情绪之后，Pepper就会根据情况来做出相应的行为，例如提高音调、叹气、讲故事、跳舞等等。（责编：振鹏）
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