机器人行业：服务机器人AI和5G赋能不断催生新品类-20190808-中金公司-36页.pdf

请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 证券研究报告 2019 年 8 月 8 日 主题研究主题研究 服务机器人：AI 和 5G 赋能，不断催生新品类 观点聚焦 投资建议投资建议 我们认为我们认为 AI 和和 5G 与机器人技术结合，正在不断催生新的消费电子与机器人技术结合，正在不断催生新的消费电子品类。品类。AI 解决机器理解世界，以及人机交互的问题。5G 拓展机器人的活动边界，并为机器人提供更大的算力和存储空间（云协作机器人）。根据国际机器人联合会（IFR）的测算，2017 年全球服务机器人市场规模 85 亿美元，相当于工业机器人市场的约 54%。随着计算机视觉等 AI 技术的运用，我们已经看到扫地，物流，平衡车等品类开始大规模商业化，涌现出科沃斯，石头，九号，科沃斯，石头，九号，Geek+,快仓，海康机快仓，海康机器人等器人等优秀企业。展望未来，我们看好，AI+5G 技术持续赋能，陪伴，医疗，商业零售，及仿生等新机器人品类不断成熟。理由理由 扫地机器人：扫地机器人：AI 技术解决目前痛点，助力行业蓬勃发展。技术解决目前痛点，助力行业蓬勃发展。传统扫地机器人作为洗尘器的替代品，普遍存在清洁能力一般的问题，这主要是由于：1）路径规划无法覆盖所有地面区域；2）无法识别袜子、宠物粪便等不规则物体。AI 同步定位与建图（SLAM）技术使扫地机器人能够对未知环境“全覆盖”。通过与 AI 机器视觉的结合，扫地机器人能智能识别袜子、宠物粪便等特定物体，并避障行驶，提升了产品的效率和清洁效果。随着 AI 对扫地机器人产品力的持续提升，我们预计到 2021 年全球/中国市场扫地机器人规模将达到接近 500 亿/151 亿人民币，三年复合增速达 36%/20%的快速增长。建议关注科沃斯、石头科技等科沃斯、石头科技等公司。物流机器人：物流机器人：AI 和和 5G 正催生正催生 AGV 和无人配送机器人的发展。和无人配送机器人的发展。传统的工业 AGV小车需要搭配电磁导轨，沿特定的路径进工作，在物流和仓储中的灵活度和经济性受到极大影响，还可能损伤来往的库管人员。通过结合 AI 机器视觉，AGV 可自行判断行进路线，识别货物摆放位置、周围环境等信息，以帮助实现无人化仓储。而 5G 和无人驾驶技术与配送机器人的结合，有望解决快递行业的“最后一公里”难题。建议关注海康机器人、京东海康机器人、京东 Xlab、快仓、快仓、Geek+、旷视鲸仓、旷视鲸仓等公司。陪伴机器人：陪伴机器人：AI 自然语言处理解决人机交互，自然语言处理解决人机交互，5G 催生云服务机器人的发展。催生云服务机器人的发展。AI自然语言处理算法的应用，使陪伴机器人能够理解用户下达的指令并做出有效反馈，帮助用户解决实时存在的棘手问题。而 5G 技术与陪伴机器人的结合，将催生云服务机器人的发展。未来的云服务机器人将能够走出室内环境，通过与云端产生数据的交互，不仅提升单个机器人的处理能力和存储空间，更重要的是能够实现广域的数据共享和知识协作，让多个机器人相互产生协同效应。医疗机器人：医疗机器人：AI 和和 5G 在医疗诊断、外科手术和肢体康复中需求强烈。在医疗诊断、外科手术和肢体康复中需求强烈。AI 和 5G技术催生了包括胃镜胶囊、医学持物臂、手术导航、外骨骼康复机器人等各种医疗应用，可帮助医生和患者解决医疗中的实际存在的问题和疑难杂症。通过 AI机器视觉的应用，帮助医生进行自动影像诊断；AI 算法的应用，优化外骨骼康复机器人的功能。随着中国逐渐进入老龄化社会，AI 和 5G+医疗机器人的需求将会逐渐增大。建议关注安翰科技安翰科技等公司。盈利预测与估值盈利预测与估值 我们建议投资人关注 AI 和机器人相关产业链公司，产业链投资地图见图 4。风险风险 AI、5G、机器人发展不及预期。黄乐平黄乐平 分析员 SAC 执证编号：S0080518070001 SFC CE Ref：AUZ066 何伟何伟 分析员 SAC 执证编号：S0080512010001 SFC CE Ref：BBH812 孔令鑫孔令鑫 分析员 SAC 执证编号：S0080514080006 SFC CE Ref：BDA769 陈旭东陈旭东 联系人 SAC 执证编号：S0080117110105 杨俊杰杨俊杰 联系人 SAC 执证编号：S0080117090047 SFC CE Ref：BOJ945 相关研究报告相关研究报告 科技|中金科技论坛纪要#4-AI panel 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中金公司研究部：中金公司研究部：2019 年年 8 月月 8 日日 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 3 图表图表 图表 1:AI/5G 如何赋能机器人.5 图表 2:服务机器人主要类别及代表性产品.6 图表 3:机器人市场规模拆分.6 图表 4:服务机器人投资地图.7 图表 5:机器视觉相机.8 图表 6:扫地机器人的机器视觉相机.8 图表 7:激光雷达技术.8 图表 8:手机中的 ToF 相机.9 图表 9:ToF 技术.9 图表 10:人脸技术.9 图表 11:物体检测.9 图表 12:视觉问答.9 图表 13:图像描述.10 图表 14:视觉嵌入式技术.10 图表 15:SLAM 技术.10 图表 16:不含 SLAM 的扫地机器人（红色区域无法覆盖）.10 图表 17:SLAM 的扫地机器人（不含摄像头）.10 图表 18:UWB 定位导航.11 图表 19:语言仍是人机交互的理想途径.11 图表 20:悟空机器人的语音交互.12 图表 21:麦克风在机器人中的应用.12 图表 22:通用对话机器人与专业领域问答机器人.12 图表 23:摩尔定律推动计算机晶体管数量指数级增长.13 图表 24:Alpha Go 战胜人类的深度学习算法.13 图表 25:狭义自我意识机器人.13 图表 26:人类的脑部多模态能力.14 图表 27:数据模态的多样性.14 图表 28:5G 远程手术的探索.15 图表 29:云机器人的优势.15 图表 30:云、网、端三位一体.15 图表 31:扫地机器人全球及中国市场规模测算.16 图表 32:2021 年扫地机器人及 2018 年其他品类全球市场规模测算.16 图表 33:扫地机器人各部分介绍（正面）.16 图表 34:扫地机器人各部分介绍（背面）.16 图表 35:扫地机器人拆解图.17 图表 36:AGV 全球市场预测.17 图表 37:AGV 中国市场预测.17 图表 38:海康智能机器人.18 图表 39:安得智联开发的仓储机器人.18 图表 40:基于 RFID 技术的仓储管理系统业务流程图（鸿海集团）.18 图表 41:海康“雄鹰”系列四旋翼与六旋翼无人机.19 图表 42:京东送货机器人.19 图表 43:日日顺乐家智能快递柜.19 图表 44:智慧物流各部分新兴技术.20 图表 45:京东物流无人车.20 图表 46:美团物流无人车.20 图表 47:9 号平衡车.21 图表 48:平衡车机器人 Loomo.21 图表 49:平衡车+赛车改装套件.21 中金公司研究部：中金公司研究部：2019 年年 8 月月 8 日日 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 4 图表 50:Sony 的 Aibo 机器狗.22 图表 51:夏普 Sharp 机器人宠物.22 图表 52:陪伴机器人.22 图表 53:高桥隆智的 Robi.22 图表 54:walker 机器人.22 图表 55:Honda 的 Asimo.22 图表 56:亚马逊集成 AWS robomaker 操作系统的机器人.23 图表 57:亚马逊迷你机器人.23 图表 58:三星陪伴机器人产品线.23 图表 59:胶囊机器人.24 图表 60:云端自动诊断.24 图表 61:手术持物臂式机器人.24 图表 62:手术导航机器人.25 图表 63:光学导航 Vs.电磁导航.25 图表 64:主从式机器人：Zeus 和 da Vinci.25 图表 65:上肢康复机器人.25 图表 66:下肢外骨骼机器人.25 图表 67:导购机器人与人类交互.26 图表 68:酒店送水机器人.26 图表 69:送菜机器人.26 图表 70:送菜机器人已在一二线城市具备替代动力.26 图表 71:意识控制的机器人.27 图表 72:意识控制的机械手臂.27 图表 73:人类将动作传输给机器人.27 图表 74:机器人成为人类的阿凡达（化身）.27 图表 75:不同世代产品性能和技术对比（以地宝为例）.28 图表 76:科沃斯双十一天猫销售额数据.28 图表 77:石头旗下的米家扫地机器人、石头扫地机器人性价比出众（2019-4）.29 图表 78:2018 年石头线上扫地机器人品牌零售额占比大幅增加.29 图表 79:公司各品牌扫地机器人历史销量，对小米依赖度降低.29 图表 80:海康智能机器人.30 图表 81:智能仓储解决方案.30 图表 82:智能搬运解决方案.30 图表 83:智能分拣解决方案.30 图表 84:京东 X 事业部.31 图表 85:配送机器人.31 图表 86:配送机器人实现路径规划、环境感知、人机交互.31 图表 87:配送机器人的运营流程.31 图表 88:配送机器人.31 图表 89:亚洲一号无人仓库.31 图表 90:公司主要产品.32 图表 91:全栈软件系统.32 图表 92:公司产品在自动化仓库中的应用.32 图表 93:公司主要产品.33 图表 94:公司的战略方向：多维拓展，全场景输出全球的能力.33 图表 95:公司的战略方向：巩固竞争优势.33 中金公司研究部：中金公司研究部：2019 年年 8 月月 8 日日 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 5 投资要点：AI 和 5G 赋能，不断催生新品类 我们认为我们认为 AI 和和 5G 与机器人技术结合，正在不断催生新的消费电子品类。与机器人技术结合，正在不断催生新的消费电子品类。AI 解决机器理解世界，以及人机交互的问题。5G 拓展机器人的活动边界，并为机器人提供更大的算力和存储空间（云协作机器人）。AI 将帮助传统机器人从不能与人类协作，走向可以服务人类，并逐渐向认知、推理、决策的智能化进阶；而 5G 技术的成熟，将进一步拓展机器人的应用边界。通过低延时、高速率、广连接的特点，5G 可以拓展服务机器人的应用边界，并为机器人提供更大算力和更多存储空间，形成知识共享。通信技术+AI 算法+硬件技术的叠加，形成了丰富的应用形态。通过 4G、WIFI、GPS 等通信技术以及语音识别技术（语音识别技术（NLP）、机器视觉、）、机器视觉、SLAM 等等 AI 技术技术被广泛应用，硬件形式逐渐从智能音箱、智能显示、智能手机向智能服务机器人过渡，广泛应用于扫地机器人、平衡车、物流、商业零售、医疗等市场。未来，我们认为 5G 的商用将大大拓展机器人的应用边界和使用范围，机器人将不再局限于在室内有网络的地方活动，云协作机器人的出现将让机器人进入人类社会，帮助人类共同生活。图表1:AI/5G如何赋能机器人 资料来源：中金公司研究部 根据 IFR 的分类方法，机器人大致可分为工业机器人工业机器人和服务机器人服务机器人两类。传统的工业机器人工业机器人主要应用于汽车整车和零部件、电子制造、金属和机械、食品加工等方面，其主要特点是按照预定的程序，沿规定路径完成规定动作。智能音箱智能音箱智能显示智能显示智能手机智能手机智能扫地智能扫地机器人机器人物流机器人物流机器人陪伴机器人陪伴机器人无人驾驶车无人驾驶车AI算算法法硬硬件件技技术术叠叠加加语音识别语音识别/声学技术声学技术图像图像识别识别/机器视觉机器视觉路径规划路径规划/SLAM同步定位同步定位/环境识别环境识别/行为决策行为决策麦克风阵列麦克风阵列显示显示面板面板移动滚轮移动滚轮/LDS雷达雷达托盘托盘/快递柜快递柜机器关节机器关节/伺服器伺服器/减速器减速器/PLC等等触控面板触控面板AI硬硬件件载载体体迭迭代代通通信信云机器人云机器人5G 低时延、高速率、广连接低时延、高速率、广连接未来未来远程机器人远程机器人商业零售机器人商业零售机器人九号平衡车九号平衡车工业机器人工业机器人医疗医疗机器人机器人现在现在4G及及WIFI技术技术显示技术显示技术GPS技术技术中金公司研究部：中金公司研究部：2019 年年 8 月月 8 日日 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 6 AI 人工智能的应用，催生了服务机器人。服务机器人。服务机器人涵盖的范围非常广泛，包括医疗、物流、农业、商业、民用等方面。通过 AI 技术的使用，可通过数据采集、分析、计算，服务机器人能够学习人类的行为，理解人类的意图，与人类产生协作。5G 技术在机器人中的应用，通过低延时、高速率、广连接的特点，可以拓展服务机器人的应用边界，并为机器人提供更大算力和更多存储空间，并形成知识共享。图表2:服务机器人主要类别及代表性产品 资料来源：IFR，中金公司研究部 AI+机器人的市场规模：预计机器人的市场规模：预计 2030 年市场规模达年市场规模达 1,028 亿美元，亿美元，2018-2030 CAGR 达达 13%根据 IFR 的测算，2017 年全球机器人市场达 232 亿美元，其中，工业机器人市场达 147亿美元，每万人的保有量达 85 台。其余为服务机器人市场，市场规模达 85 亿美元。到 2030 年，预计机器人的市场规模达 1,028 亿美元，约为智能手机市场的 20%。服务机器人将达 561 亿美元，维持 16%的年复合增长率，并快于工业机器人的年复合增速。图表3:机器人市场规模拆分 资料来源：IDATE DigiWorld，中金公司研究部 物流机器人服务机器人个人/家庭服务机器人专业服务机器人个人用服务机器人家庭用服务机器人外骨骼机器人扫地机器人擦窗机器人陪伴机器人场地机器人医疗机器人国防机器人代步机器人工业机器人机器人2030市场规模市场规模CAGR工业机器人4679%服务机器人56116%总计102813%0200400600800100012002018201920202021202220232024202520262027202820292030工业机器人物流机器人医疗机器人其他(亿 美元)服务机器人工业机器人服务机器人中金公司研究部：中金公司研究部：2019 年年 8 月月 8 日日 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 7 产业链投资地图：产业链投资地图：图表4:服务机器人投资地图 资料来源：万得资讯、,中金公司研究部 专业服务专业服务机器人机器人家政服务机器人娱乐休闲机器人助老残疾机器人物流机器人防护机器人场地机器人商业服务机器人医疗机器人个人个人/家庭家庭 服服务机器人务机器人扫地机器人擦窗机器人除草机器人玩具机器人爱好机器人教育机器人无人机地面无人车农业机器人远程操控机器人移动导览机器人外骨骼机器人外科手术机器人AGV无人车科沃斯（603486.SH）石头科技（未上市）小米集团（1810.HK）iRobot（IRBT.US）Honda（HMC）波士顿动力（未上市）软银科技（4726.T）亚马逊（AMZN.US）Sony（7658 JP）三星电子（SSNLF）LG（066570.KR）Sharp（6753.JP）海康威视（002451.SZ）京东（JD.US）美团（03690.HK）快仓（未上市）Geek+（未上市）AI 人工智能人工智能机器人技术机器人技术机器机器感知感知5G通信技术通信技术计算机视觉海康威视（002451.SZ）商汤科技（未上市）旷视科技（未上市）依图科技（未上市）云从科技（未上市）机器学习Google（GOOG US）微软（MSFT US）Facebook（FB US）亚马逊（AMZN US）阿里巴巴（BABA US）百度（BIDUUS）语音/语义科大讯飞（002230.SZ）Nuance（NUANUS）今日头条、三角兽减速器伺服器PLC上海机电（600835.SH）秦川发展（000837.SZ）中大力德（002896.SZ）巨轮股份（002031.SZ）汇川技术（300124.SZ）新时达（002527.SZ）埃斯顿（002747.SZ）华中数控（300161.SZ）汇川技术（300124.SZ）华中数控（300161.SZ）英威腾（002334.SZ）激光雷达MEMS传感器摄像头Osram（OSR.GR）Nidec（6594.JP）Velodyne（未上市）Quanagy（未上市）Bosch(RBOS GR)Denso(6902 JP)STM(STM US)Teledyne DALSA（未上市）舜宇光学科技（2382.HK）大立光（3008 TT）玉京光（3406 TT）服务机器人服务机器人技术路径技术路径应用路径应用路径华为(未上市),爱立信(ERICB SS),诺基亚(NOK EU),中兴通讯(0763 HK),AI+5G中金公司研究部：中金公司研究部：2019 年年 8 月月 8 日日 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 8 AI/5G 如何赋能机器人？AI+5G 赋能服务机器人赋能服务机器人#1：AI 机器感知解决机器理解世界的问题。机器感知解决机器理解世界的问题。1.机器视觉硬件机器视觉硬件可采集周围环境信息 目前常用的视觉传感器主要有：摄像头、ToF 镜头和激光雷达技术。1）机器视觉相机 机器视觉相机的目的是将通过镜头投影到传感器的图像传送到能够储存、分析和（或者）显示的机器设备上。可以用一个简单的终端显示图像，例如利用计算机系统显示、存储以及分析图像。图表5:机器视觉相机 图表6:扫地机器人的机器视觉相机 资料来源：百度，中金公司研究部 资料来源：科沃斯，中金公司研究部 2）激光雷达技术 激光雷达是一种采用非接触激光测距技术的扫描式传感器，其工作原理与一般的雷达系统类似，通过发射激光光束来探测目标，并通过搜集反射回来的光束来形成点云和获取数据，这些数据经光电处理后可生成为精确的三维立体图像。采用这项技术，可以准确的获取高精度的物理空间环境信息，测距精度可达厘米级。图表7:激光雷达技术 资料来源：，中金公司研究部 3）ToF 摄像头技术1 TOF 是飞行时间（Time of Flight）技术的缩写，即传感器发出经调制的近红外光，遇物体后反射，传感器通过计算光线发射和反射时间差或相位差，来换算被拍摄景物的距离，以产生深度信息，此外再结合传统的相机拍摄，就能将物体的三维轮廓以不同颜色代表不同距离的地形图方式呈现出来。1资料来源 https:/ 中金公司研究部：中金公司研究部：2019 年年 8 月月 8 日日 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 9 目前 ToF 用在智能手机的后置镜头中，用来进行测距及 AR 应用为主。图表8:手机中的ToF相机 图表9:ToF技术 资料来源：华为，中金公司研究部 资料来源：百度，中金公司研究部 2.AI 视觉技术算法帮助机器人识别周围环境视觉技术算法帮助机器人识别周围环境 视觉技术包括：人脸技术、物体检测、视觉问答、图像描述、视觉嵌入式技术等。（1）人脸技术：人脸技术：人脸检测能快速检测人脸并返回人脸框位置，准确识别多种人脸属性；人脸比对通过提取人脸的特征，计算两张人脸的相似度并给出相似度百分比；人脸查找是在一个指定人脸库中查找相似的人脸；给定一张照片，与指定人脸库中的 N 个人脸进行比对，找出最相似的一张脸或多张人脸。根据待识别人脸与现有人脸库中的人脸匹配程度，返回用户信息和匹配度，即 1:N 人脸检索。图表10:人脸技术 资料来源：百度，中金公司研究部（2）物体检测：物体检测：基于深度学习及大规模图像训练的物体检测技术，可准确识别图片中的物体类别、位置、置信度等综合信息。（3）视觉问答：视觉问答：视觉问答（VQA）系统可将图片和问题作为输入，产生一条人类语言作为输出。图表11:物体检测 图表12:视觉问答 资料来源：Bing，中金公司研究部 资料来源：Bing，中金公司研究部 ToF镜头人脸识别人脸对比人脸查找中金公司研究部：中金公司研究部：2019 年年 8 月月 8 日日 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 10（4）图像描述：图像描述：需要能够抓住图像的语义信息，并生成人类可读的句子。（5）视觉嵌入式技术：视觉嵌入式技术：包括人体检测跟踪、场景识别等。图表13:图像描述 图表14:视觉嵌入式技术 资料来源：Bing，中金公司研究部 资料来源：，中金公司研究部 3.SLAM 技术赋予机器人更好的规划移动的能力技术赋予机器人更好的规划移动的能力 SLAM，全称叫做 Simultaneous Localization and Mapping，中文叫做同时定位与建图。在SLAM 理论中，第一个问题称为定位（Localization），第二个称为建图（Mapping），第三个则是随后的路径规划。通过机器视觉的映射，机器人可以通过复杂的算法同时定位并绘制出位置环境的地图，通过 SLAM 技术可以有效解决规划不合理，路径规划无法覆盖所有地区，导致清洁效果一般的问题。图表15:SLAM技术 资料来源：，中金公司研究部 当完全不含 SLAM 的时候，由于没有地图没有路径规划，扫地机器人每次碰到障碍物会沿着随机方向折返，无法覆盖到每一个区域。当有 SLAM 的时候，可覆盖至任意区域。此外，扫地机器人还配备摄像头，用来识别鞋、袜子、动物粪便等物品，达到智能规避。图表16:不含SLAM的扫地机器人（红色区域无法覆盖）图表17:SLAM的扫地机器人（不含摄像头）资料来源：，中金公司研究部 资料来源：，中金公司研究部 中金公司研究部：中金公司研究部：2019 年年 8 月月 8 日日 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 11 4.基于基于 ToF 机器视觉的超宽带定位技术机器视觉的超宽带定位技术 机器人中，基于 ToF 技术，主要可用来进行高精度测距与定位，目前常用的就是超宽带定位技术。超宽带定位技术。UWB（超宽带）是一种无线通信技术，可用于高精度测距与定位。UWB 传感器精简设备分为标签和基站两种。其基本工作方式是采用 TOF（Time of flight）的方式来进行无线测距，根据测距值快速准确计算出位置。图表18:UWB定位导航 资料来源：Bing，中金公司研究部 AI+5G 赋能服务机器人赋能服务机器人#2：AI 自然语言处理是人机交互的重要技术自然语言处理是人机交互的重要技术 人类获取信息的手段中 90%依靠视觉，但表达自己的方式 90%依靠语言。语言是人机交互中最自然的方式。但是自然语言处理 NLP 的难度很大，在语法、语义、文化中均存在差异，还有方言等非标准的语言产生。随着 NLP 的成熟，人类与机器的语音交互越来越便捷，也将推动机器人向更“智能化”发展。图表19:语言仍是人机交互的理想途径 资料来源：CDC，中金公司研究部 1.语言技术的硬件主要依靠麦克风和扬声器实现。语言技术的硬件主要依靠麦克风和扬声器实现。机器人的阵列式麦克风和扬声器技术已经比较成熟，随着近年智能音箱+语音助手的快速发展，麦克风阵列和微型扬声器被广泛使用。中金公司研究部：中金公司研究部：2019 年年 8 月月 8 日日 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 12 图表20:悟空机器人的语音交互 图表21:麦克风在机器人中的应用 资料来源：，中金公司研究部 资料来源：JD。com，中金公司研究部 在钢铁侠陪伴机器人中，与用户的语音交互都依靠麦克风阵列和扬声器，此类陪伴机器人就如同会动的“智能音箱”，拓展了边界形态。2.AI 自然语言处理自然语言处理 NLP 算法仍是人类未来尚需攻克的一大方向。算法仍是人类未来尚需攻克的一大方向。目前对话机器人可分为通用对话机器人和专业领域对话机器人。自然语言处理的技术发展，将提升机器人与人类的交互体验，让机器人显得更为“智能”。图表22:通用对话机器人与专业领域问答机器人 资料来源：中金公司研究部 通用对话机器人通用对话机器人专业领域机器人专业领域机器人对话机器人对话机器人电商电商客服客服医疗导诊机器人医疗导诊机器人Apple SiriGoogle AssistantMicrosoft CortanaAmazon Alexa中金公司研究部：中金公司研究部：2019 年年 8 月月 8 日日 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 13 AI+5G 赋能服务机器人赋能服务机器人#3：AI 深度学习算法帮助机器人向产生自我意识中进化深度学习算法帮助机器人向产生自我意识中进化 1.硬件：硬件：AI 芯片技术的发展，使机器人拥有更高算力。芯片技术的发展，使机器人拥有更高算力。由于摩尔定律2的发展，单位面积芯片容纳的晶体管个数不断增长，推动芯片小型化和 AI算力的提升。此外，异构芯片如 RISC-V 架构芯片的产生，也为 AI 芯片的算力提升提供了硬件支持。图表23:摩尔定律推动计算机晶体管数量指数级增长 资料来源：Intel，中金公司研究部 2.算法：算法：AI 深度学习算法是机器人的未来深度学习算法是机器人的未来 AI 深度学习算法给予机器人通过输入变量学习的能力。未来的机器人能否拥有自主意识，需要 AI 技术的不断发展。深度学习算法给机器人获得自我意识提出了一种可能性。通过对神经网络模型的训练，一些算法已经可以在单点的领域超越人类，Alpha Go 的成功，让我们看到人类在 AI 技术中，已可实现单类别的自我学习能力，并在一些领域，如“围棋、德州扑克、知识竞赛”等单个领域已经可以媲美甚至打败人类。图表24:Alpha Go战胜人类的深度学习算法 图表25:狭义自我意识机器人 资料来源：百度，中金公司研究部 资料来源：，中金公司研究部 2 当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔 18-24 个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。中金公司研究部：中金公司研究部：2019 年年 8 月月 8 日日 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 14 AI 深度学习算法，使机器人拥有了智能决策的能力，摆脱了之前单一输入对应单一输出的编程逻辑，也让机器人更加“智能”。但是，机器人在“多模态”领域机器人在“多模态”领域，仍无法与人类媲美。特别是如嗅觉、味觉、触觉、心理学等无法量化的信号，仍未能找到合理的量化方式。图表26:人类的脑部多模态能力 图表27:数据模态的多样性 资料来源：CCF-Gair 2019，中金公司研究部拍摄于现场 资料来源：CCF-Gair 2019，中金公司研究部拍摄于现场 未来来看，多模态将是人工智能的未来。AI+5G 赋能服务机器人赋能服务机器人#4：AI+5G 拓展机器人的活动边界，提供更大算力和更多存储空间，形成知识共享拓展机器人的活动边界，提供更大算力和更多存储空间，形成知识共享 1.4G 时代，移动机器人的四大痛点。时代，移动机器人的四大痛点。哈尔滨工业大学的朱晓蕊教授看来，现在的移动机器人存在四大痛点：1）工作范围受限：工作范围受限：只能在固定的范围内执行任务，构建的地图不便于共享，难以在大尺度环境下工作。2）业务覆盖受限：业务覆盖受限：运算有限，识别性能仍需提升；能力有限，仅能发现问题，难以快速批量部署。3）提供服务受限：提供服务受限：复杂业务能力差，交互能力有待提高，特种业务部署效率低。4）运维成本高：运维成本高：部署效率低，每个场景都需构建地图，规划路经，配备巡检任务等。这四大痛点，制约了移动机器人在 4G 时代的渗透。总体来说，就是机器人仍需要更多的存储空间和更强的运算能力。5G 的低延时、高速率、广连接将能够解决目前的这些痛点。2.5G 对于移动机器人的赋能：对于移动机器人的赋能：1）拓展机器人的工作范围）拓展机器人的工作范围 而 5G 对于机器人的最大赋能就是拓展了机器人的物理边界，5G 对于 TSN（时间敏感网络）的支持，使机器人的活动边界从家庭走向社会的方方面面。我们大可以想象未来人类与机器人共同生活的场景。在物流、零售、巡检、安保、消防、指挥交通、医疗等方面，5G 和 AI 都能够赋能机器人，帮助人类实现智慧城市。5G 将推动远程手术机器人的发展：中金公司研究部：中金公司研究部：2019 年年 8 月月 8 日日 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 15 2008 年 12 月 18 日，利用华为和联通搭建的 5G 网络，解放军医院完成了世界首例基于 5G 通信技术的远程机器人手术动物实验。5G+手术机器人将帮助医生完成一对多，多对一的手术，并且手术覆盖多场景。图表28:5G远程手术的探索 资料来源：CCF-GAIr 2019，中金公司研究部拍摄于现场 2）为机器人提供更大算力和更多存储空间，形成知识共享。为机器人提供更大算力和更多存储空间，形成知识共享。5G 对云机器人的推动，为机器人提供更大算力和更多存储空间：弹性分配计算资源：弹性分配计算资源：满足复杂环境中的同步定位和制图。访问大量数据库：访问大量数据库：识别和抓取物体；基于外包地图的长期定位。形成知识共享形成知识共享：多机器人间形成知识共享。图表29:云机器人的优势 图表30:云、网、端三位一体 资料来源：CCF-Gair 2019，中金公司研究部拍摄于现场 资料来源：CCF-Gair 2019，中金公司研究部拍摄于现场 中金公司研究部：中金公司研究部：2019 年年 8 月月 8 日日 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 16 主要服务机器人简介 扫地机器人：扫地机器人：AI 技术解决目前痛点，助力行业蓬勃发展技术解决目前痛点，助力行业蓬勃发展 我们预计到 2021 年，全球市场规模将达到接近 500 亿人民币，中国市场规模将达 151 亿元人民币。图表31:扫地机器人全球及中国市场规模测算 资料来源：iRobot，中金公司研究部 图表32:2021年扫地机器人及2018年其他品类全球市场规模测算 资料来源：iRobot，Digitimes，gartner，idc等，中金公司研究部 图表33:扫地机器人各部分介绍（正面）图表34:扫地机器人各部分介绍（背面）资料来源：电子发烧友，中金公司研究部 资料来源：电子发烧友，中金公司研究部 20152016201720182019E2020E2021E全球单价大于200美元扫地机器人市场规模（亿美元）11 15 17 24 334460200美元以上的占比85%85%85%85%85%85%85%全球扫地机器人市场规模（亿美元）全球扫地机器人市场规模（亿美元）13 17 20 28 38 52 71 同比增速29%17%39%36%36%36%渗透率2.1%3.5%5.2%7.5%9.5%11.5%13.5%渗透率增量0.9ppt1.3ppt1.7ppt2.4ppt2.5ppt2.6ppt2.7ppt中国扫地机器人市场规模（亿元）中国扫地机器人市场规模（亿元）28 42 56 87 98 123 151 同比增速50%33%55%13%26%22%中国占比30%35%39%44%36%34%30%全球市场规模测算全球市场规模测算中国市场规模测算中国市场规模测算225052016014015137.15.44.53.61.6-10%0%10%20%30%40%50%60%050100150200250300350汽车智能手机PC电视机可穿戴设备耳机2021年扫地机器人无线耳机无人机智能音箱AR/VR市场容量增速2500（美元 十亿）中金公司研究部：中金公司研究部：2019 年年 8 月月 8 日日 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 17 扫地机器人的主要零部件包括：外壳盖板、边刷/滚刷、尘盒、电池、滚动轮、马达风机、主板、LDS 激光测距部件等。我们认为，扫地机器人的成长将长期利好相关零部件公司。图表35:扫地机器人拆解图 资料来源：石头科技，爸爸乐轻松等，中金公司研究部 物流机器人：物流机器人：AI 和和 5G 正催生正催生 AGV 和无人配送机器人的发展和无人配送机器人的发展 AGV 的市场规模 根据 BIS Research 数据统计，2016 年全球 AGV 销量同比增长 38.8%至 2.6 万台，主要由于电商仓储 AGV 的使用和推广；中国 AGV 销量同比大幅增长 88.5%至 9,950 台；RIC 预计2017-2021 年中国 AGV 销量有望保持年均 43.0%的速度增长，2021 年将达到 6.1 万台。汽车行业、家电制造等生产物流端仍是中国 AGV 主要需求市场，2016 年占比约 55%，需求稳定，但对产品智能自动化等要求越来越高；电商等仓储物流端 AGV 需求增速较快，2016年需求占比约 29%，至 2021 年有望提升至 32%。图表36:AGV全球市场预测 图表37:AGV中国市场预测 资料来源：BIS Research，中金公司研究部 资料来源：RIC(水清木华研究中心)，中金公司研究部 自动导引运输车（AGV）：无人仓储的解决方案 自动导引运输车（自动导引运输车（Automat