解决人口难题的终极方案：家庭服务机器人

电子发烧友网报道（文/黄山明）随着社会老龄化的加剧，以及新生儿的减少，人工成本开始急速上升。尤其是养老的服务成本，开始让许多人难以承担，而家庭机器人作为能够与人类进行交互，并能解决家务问题的产品，将成为未来的刚需。
 
家庭服务机器人的发展
 
当前家庭服务机器人还处于起步阶段，主要服务内容包括家庭清洁、娱乐、厨卫、监护等，当然这些服务通常是由智能扫地机器人、智能音箱、智能炒菜机、智能摄像头等智能家居设备来完成，与我们想象中的人形机器人还相去甚远。
 
不过依托于技术升级、价格下探，智能服务机器人认可度提升、应用场景不断拓宽。尤其是养老场景，仅中国市场将获得3亿人的庞大老年市场。
 
从数据来看，2023年上半年，服务机器人产量就达到了353万套，增长9.6%。中国电子学会发布的报告预测，到2024年，中国服务机器人市场规模将有望突破100亿美元。截至2021年，在我国服务机器人市场中，家庭服务机器人已经占据超过六成的市场份额，并率先实现产业化领域细分。
 
沙利文数据显示，以销售收入计算的全球智能服务机器人产品及解决方案市场规模由2018年的114亿美元增长至2022年235亿美元，CAGR为19.8%。
 
目前的大多数家庭服务机器人是非人形的，而想要更好的服务人类，人形机器人显然是更好的选择。比如特斯拉的Optimus，小米的CyberOne等。
 
人形机器人起步于1960年代后期，1973年，日本早稻田大学研发出了世界第一款人形机器人WABOT-1的WL-5号两足步行机。2000年，日本本田公司发布了第一代人形机器人ASIMO，该机器人可以实现无线遥感，具有小型化和轻量化的特点，但运动平衡性较差、智能化程度低。
 
到2003年，丰田发布的“音乐伙伴机器人”已经可以实现吹奏乐器表演的能力。而本田发布的第三代ASIMO，可以利用传感器避开障碍物等自动判断并行动的能力，还能运用五根手指做手语等精细动作。
 
2015年以后，人形机器人的运动能力有了明显提升，比如美国波士顿动力在2016年发布的Altas机器人具有较强的平衡性与越障碍能力，甚至能承担较为危险的救援搜索工作。
 
到了如今，随着AI技术的高速发展，将助力人形机器人的智能化进程。同时，人形机器人凭借功能、形态和思维上的优势，成为目前最接近于人的机器人，有望普遍适用于 社会中各个工作岗位，带来广阔的应用场景。庞大的需求潜力也有望助推人形机器人产业快速发展。
 
传感器助力人形机器人精细化控制
 
庞大产业链使得众多领域的大量企业可以参与其中，包括电机、减速器、力传感器、丝杠、SoC等。其中传感器作为人形机器人的必备产品，能够帮助其做到更精细化的操控与运行，是力控摆动、稳定控制的核心，可精准测量随机变化的力，价值量或仅次于关键模组。
 
同时传感器还赋予机器人触觉、视觉、嗅觉、味觉、听觉等多种感知能力，甚至还可以用于检测机器人自身内部的工作状态，有效保证和提升机器人自身动作准确性和灵敏度；更推动机器人智能化和信息化升级。
 
以特斯拉第二代Optimus为例，在足部，Optimus增加足部力/力矩传感器，使得步行姿态更接近人类，且行走速度提升30%。11自由度灵巧手，加上新增的手指触觉传感器，甚至能够实现两指捏起鸡蛋的精细化操作。
 
并且马斯克曾表示，Optimus预计售价将低于2万美元，也就是一台小汽车的价格。这对于许多人已经可以接受。如果能够实现家政服务的功能，其市场将更加广阔。对此，马斯克也认为Optimus被严重低估了，未来需求可能达到100亿至200亿台，并预测未来Optimus将占据特斯拉长期价值的大部分。
 
随着人形机器人价格的不断下降，以及解决方案应用场景的愈加丰富，将让下游客户接受度提升。据沙利文数据显示，全球智能服务机器人产品及解决方案市场预计2028年达到628亿美元，2022-2028年期间CAGR达17.8%。而中国智能服务机器人产品及解决方案市场预计2028年达到1832亿元，2022-2028年期间CAGR为23.5%。
 
在传感器上，人形机器人想要实现养老的职责，少不了对力量的精细操控。比如末端的力/力矩传感器，力传感器可分为一维和多维。一维力传感器仅检测一个方向的作用力，价格多为数百元，广泛应用于工业场景；多维力传感器能够测量多个维度的力，常见的是三维和六维。六维力传感器能够同时测量XYZ轴向力和环绕轴的力矩，内部算法可以解耦各个方向的力和力矩的干扰，给出最全面的力觉信息，技术壁垒高、应用难度大。
 
数据统计，2022年中国市场六维力/力矩传感器销量8360套，同比增长57.97%，其中机器人行业销量4840套，同比增长62.58%。GGII预计到2027年中国市场六维力力矩传感器销量有望突破8.4万套，复合增长率超过60%。
 
除了力道的操控，还需要对物体的感知，这就需要应用到柔性传感器。比如使用多维触觉使机器人能够感知物体的硬度、粗糙度、形状等 多维信息，使得机器人能够更加准确地感知和理解环境中的物体特征，是机器人实现精准操作物体和执行复杂任务的基础。而触觉感知是机器人获取外界环境信息的重要途径，其中压力检测是触觉感知的重要方面，其中柔性压力传感技术的发展对机器触觉感知领域至关重要。
 
有机构数据显示，预计2022-2027年期间触觉传感器市场规模CAGR为13%左右，而美国为全球最大的触觉传感器市场，需求占比达到75%以上。知名企业如Tekscan、Pressure Profile Systems、Sensor Products Inc等，国内目前相关布局企业较少。
 
小结
 
随着老龄化的日趋严重，以及养老服务的迫切需求，将加速人形机器人的研发进程。相比人工，机器人能够在不出故障的前提下更好的完成用户的指令，并且成本也要更低。随着AI技术的快速发展，以及相应传感器的加持下，使用人形机器人养老的这一天，想必不会太遥远。